Федеральное агентство образования РФ
Архангельский государственный технический университет
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСОЕ ЗАДАНИЕ
№3
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ЦИКЛОВ
ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК (ПТУ)
По дисциплине: “ Общая энергетика”
ВАРИАНТ № 12
Выполнил: студент III курса 6 группы
Распутин Н.
Проверил:
Орехов А.Н.
Архангельск
2005
Содержание
Исходные данные |
3 |
Задание |
4 |
РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ |
5 |
I Расчет цикла Ренкина |
5 |
II Схема и цикл с промежуточным перегревом пара |
8 |
III Расчет цикла ПТУ с регенеративным отбором пара |
10 |
IV Расчет теплофикационного цикла с противодавлением |
13 |
V Расчет цикла с теплофикационным отбором пара |
15 |
Литература |
17 |
Исходные данные.
Для цикла Ренкина параметры пара перед турбиной P1 = 90∙105 Па; t1 = 550 оС; давление в конденсаторе P2 = 0,04∙105 Па.
Для цикла с промежуточным перегревом пара (дополнительно к предыдущим данным) параметры промежуточного перегрева: Ра = 20∙105 Па; ta = 550 оС.
Для регенеративного цикла давление отборов Р10 = 5∙105 Па; Р20 = 1∙105 Па;
Для теплофикационного цикла:
давление после турбины Р2Т = 2,0∙105 Па;
с отбором пара при давлении Р0Т = 1,0∙105 Па.
Принять температуру возвращаемого полностью конденсата, равной температуре насыщения при давлении Р2Т = 2,0∙105 Па или Р0Т = 1,0∙105 Па.
Мощность паротурбинной установки принять N = 50 500 МВт;
принимаем N = 300 МВт.
Теплота сгорания топлива Qусл = 29300 кДж/кг.
Коэффициенты полезного действия (на основании опытных данных):
парогенератора ПГ = 0,9 0,93;
паропровода ПП = 0,98 0,99;
механический М = 0,98 0,99;
турбины 0i = 0,8 0,89;
электрогенератора Г = 0,98 0,99.
Задание.
Требуется определить:
Термический КПД циклов t .
Коэффициент полезного действия установки брутто (без учета расхода энергии на собственные нужды) устбр.
Удельный dэ, кг/(кВт∙ч), и часовой Dэ, кг/ч, расходы пара.
Удельный bэ, кг/(кВт∙ч), и часовой Bэ, кг/ч, расходы топлива.
Удельный расход тепла qэ, кДж/(кВт∙ч).
Коэффициент использования тепла (только для теплофикационного цикла) K.
Относительное увеличение КПД от применения промперегрева и регенерации t /t ∙100%
Изобразить: схемы установки;
Циклы в координатах P, V; i, S; T, S.
Расчетная часть
I Расчет цикла Ренкина
Расчет цикла Ренкина (рис. 1, 2)
Рисунок 1
Рисунок 2
Параметры во всех точках цикла определены с помощью программы “Computer-Aided Thermodynamic Tables 2 Version 1.0” и для удобства сведены в таблицу 1.
Таблица 1
Параметры |
Обозначение точек |
|||
1 |
2 |
21 |
3 |
|
Давление Р, МПа |
9 |
0,004 |
0,004 |
9 |
Удельный объем V, м3/кг |
0,03987 |
27,62 |
0,001004 |
0,001 |
Температура t, 0С |
550 |
28,96 |
28,96 |
29,16 |
Удельная энтальпия i, кДж/кг |
3511 |
2053 |
121,4 |
130,4 |
Удельная энтропия S, кДж/(кг*К) |
6,814 |
6,814 |
0,4226 |
0,4226 |
Степень сухости Х |
- |
0,7983 |
0 |
- |
Ниже в таблице 2 приведены расчетные формулы и их велечины
Таблица 2
Показатели |
Расчетные формулы |
Размерность |
Цифровое значение |
Теоретическая работа турбины |
lТ = i1 – i2 |
кДж/кг |
1 458,00 |
Теоретическая работа насоса |
lН = i3 – i2/ |
кДж/кг |
9,00 |
Подведенное тепло |
q1 = i1 – i3 |
кДж/кг |
3 380,60 |
Отведенное тепло |
q2 = i2 – i2/ |
кДж/кг |
1 931,60 |
Полезная работа 1 кг пара в идеальном цикле |
lЦ = q1 – q2 = lТ - lН |
кДж/кг |
1 449,00 |
Термический КПД цикла Ренкина |
Т = lЦ / q1 |
- |
0,43 |
Термический КПД цикла без учета работы насоса |
Т/ = lТ / q1 |
- |
0,43 |
Относительная разность КПД Т , Т/ |
Т / Т/ ∙ 100% |
- |
0,99 |
Термический КПД цикла Карно в том же интервале температур |
Ткарно = (Тmax - Tmin)/ Тmax |
- |
0,63 |
Отношение КПД цикла Ренкина к КПД цикла Карно |
Т / Ткарно |
- |
0,68 |
Удельный расход пара на теоретический кВт∙ч |
d0 = 3600/ lЦ |
кг/(кВт∙ч) |
2,48 |
Часовой расход пара |
D0 = d0 ∙ N |
кг/ч |
745,34 |
После расчета идеального цикла переходим к расчету цикла с учетом потерь (табл.3)
Таблица 3
Показатели |
Расчетные формулы |
Размерность |
Цифровое значение |
Относительный внутренний КПД турбины |
0iТ = 0,850,89 |
- |
0,87 |
Энтальпия пара в конце действительного процесса расширения в турбине |
i2а = i1 - 0iТ (i1 – i2) |
кДж/кг |
2 242,54 |
Степень сухости в конце действительного процесса расширения |
x2g = (i2g - i2/)/r2 |
- |
0,87 |
Энтропия в конце действительного процесса расширения |
S2g = S2/ + (i2g - i2/) / TН2 |
кДж/кг |
4,28 |
Внутренний КПД цикла |
i = (i1 – i2g) / ( i1 – i2/) |
- |
0,37 |
Механический КПД |
m = 0,980,99 |
- |
0,99 |
КПД парогенератора |
ПГ = 0,9 0,93 |
- |
0,91 |
КПД паропровода |
ПП = 0,98 0,99 |
- |
0,98 |
КПД электрогенератора |
Г = 0,98 0,99 |
- |
0,98 |
КПД установки брутто (без учета энергии на собственные нужды) |
бруст = Т 0iТ m ПГ ПП Г |
- |
0,32 |
Удельный расход пара на выработку электроэнергии |
dЭ = 3600/(( i1 – i2) 0iТ m Г |
кг/(кВт∙ч) |
2,93 |
Часовой расход пара |
DЭ = dЭ N |
кг/ч |
877,58 |
Часовой расход топлива (условного) |
ВЭ = 3600N / бруст Qусл |
кг/ч |
114,24 |
Удельный расход топлива (условного) |
bЭ = ВЭ / N |
кг/(кВт∙ч) |
0,38 |
Удельный расход количества теплоты |
qЭ = 3600/ бруст |
кг/(кВт∙ч) |
11 157,83 |