Задача 10. Определение поверхности теплообменника при включении его по схеме прямотока и противотока

1. Условия для решения задачи

В теплообменнике G₂=2 кг/с воды нагреваются от температуры t′₂=20 °С до t′′₂ = 210 °С горячими газами, которые при этом охлаждаются от температуры t′₁= 410 °С до температуры t′′₁= 250 °С .

Определить поверхность теплообменника при включении его по схеме прямотока и противотока, если коэффициент теплопередачи k=32 Вт/(м^{2 .}К).

2. Пример решения задачи

Количество теплоты Q, Вт, полученное водой от газов найдем по уравнению теплового баланса

Q = G₂ C₂ (t′′₂ − t′₂) (45)

Среднелогарифмический температурный напор для прямотока ∆t_Л^ПРЯМ

(46)

для противотока ∆t_Л^ПРОТ

(47)

Из уравнения теплопередачи поверхность теплообменника

(48)

Задача 11. Определение поверхности охлаждения конденсатора и расхода охлаждающей воды

1. Условия для решения задачи

Для паровой турбины мощностью N = 1000 кВт с удельным расходом пара d₀=5,5 кг/(кВтּ ч) определить поверхность охлаждения конденсатора и расход охлаждающей воды, если известно, что кратность охлаждения m=55 кг/кг и температура охлаждающей воды на входе в конденсатор t′₂ = 18 °С, на выходе t′′₂= 28 °С. Температура пара в конденсаторе t_Н= 32,5 °С. Коэффициент теплопередачи k=3700 Вт/(м^{2 .}К).

2. Пример решения задачи

Расход пара D, т/ч, турбиной

D = d₀ ^.N (49)

Расход охлаждающей воды W, т/ч

W = D ^. m (50)

Отводимая в конденсаторе теплота Q, Дж/ч

Q = С_РW (t′′₂ − t′₂) (51)

Температурный напор в конденсаторе

(52)

Поверхность охлаждения конденсатора F, м²

(53)

Задача 12. Определить удельный расход теплоты на выработку электроэнергии

1. Условия для решения задачи

Определить удельный расход теплоты на выработку 1 МДж электроэнергии (для условного топлива) для КЭС с тремя турбогенераторами мощностью N = 75 ^. 10³ кВт каждый и с коэффициентом использования установленной Мощности k_U = 0,64, если станция израсходовала B = 670 ^. 10⁶ кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания = 20500 кДж/кг.

2. Пример решения задачи

Установленная мощность КЭС N^У_ЭС, кВт

(54)

Количество выработанной энергии за год Э^ВЫР, кДж/год

Э^ВЫР = 8760 k_U (55)

КПД КЭС брутто

(56)

Удельный расход теплоты на выработку одного МДж электроэнергии (для условного топлива) d ^Э_КЭС, МДж/МДж

(57)

Задача 13. Определение кпд тэц брутто и нетто по выработке электроэнергии и теплоты

1. Условия для решения задачи

Теплоэлектроцентраль израсходовала В_ТЭЦ = 92 ^. 10⁶ кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания = 27500 кДж/кг, выработав при этом электроэнергии Э^ВЫР = 64 ^. 10¹⁰ кДж/год и отпустив теплоты внешним потребителям Q^ОПТ = 4,55 ^. 10¹¹ кДж/год.

Определить КПД ТЭЦ брутто и нетто по выработке электроэнергии и теплоты, если расход электроэнергии на собственные нужды 6% от выработанной энергии, КПД котельной установки η_К.У. = 0,87 и расход топлива на выработку электроэнергии для собственных нужд B_С.Н.= 4,5 ^. 10⁶ кг/год. Определить удельные расходы условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии и 1 МДж теплоты.