3.Расчет Парогазовой установки бинарного типа

Парогазовая установка (ПГУ) бинарного типа работает по следующей

схеме (рис.3.1): воздух с давлением р1 и температурой t1 сжимается в ком-

прессоре (К) и подается в камеру сгорания (КС), в которую поступает со-

ответствующее количество топлива. Образовавшиеся продукты сгорания с

температурой t3 направляются из КС в газовую турбину (ГТ). Расширяясь в

турбине и производя работу, продукты сгорания понижают свою темпера-

туру и затем направляются в котел-утилизатор (КУ). Из КУ в паровую

турбину (ПТ) поступает пар с давлением р1п и температурой t1п. Давление

пара в конденсаторе (К) – р2п. Конденсат отработавшего пара при давлении

р2п и температуре насыщения подается питательным насосом (ПН) обратно

в КУ.

Рабочее тело газовой части считать идеальным газом с термодина-

мическими свойствами воздуха (ср=1,0045 кДж/(кг·К); k=1,40; R=0,287

кДж/(кг·К)). Механический КПД генератора принять равным ηмг=0,98.

Исходные данные

Газовая часть								Паровая часть
р1 МПа	t1	t3	t5	σ	ηк	G Кг/с	ηгм	Р1п МПа	t1п	Р2п МПа	ηпm	ηн
0,12	5	1300	70	16	0,82	120	0,83	8	420	0,004	0,87	0,70

3.1. Расчёт газотурбинной установки

Ср = 1,0045 кДж/(кгК)  = 29 – молярная масса воздуха;

R = 287 Дж/(кгК)

η_гм =0,98

Для расчёта переведём исходные начальные температуры из оС в к:

Т₁ = t₁ + 273 = 5+273=278 К

Т₃ = t₃ + 273 = 1300+273 = 1573 К

Т₅ = t₅ + 273 = 70+273 = 343 К

По заданным давлению и температуре находим удельный объем, энтальпию и энтропию в точке «1»:

v₁ = 287*278/120000=0,66м³/кг

h₁ =1.0045*5=5,0225кДж/кг

s₁ =1,0045*ln(278/273)-0,287*ln(0,12/0,1)= -0,0341 кДж/(кг*К)

По заданной степени повышения давления σ и энтропии находим давление, температуру, удельный объем и энтальпию в точке «2t»:

Р_2t = 16*0,12=1,92 МПа

Т_2t =614,36 К

V_2t = 287*614,36/1920000=0,092 м³/кг

h_2t =1,0045*341,36=342,896 кДж/кг

По давлению и внутреннему относительному КПД процесса сжатия (КПД компрессора) находим температуру, энтропию, удельный объем и энтальпию в точке «2»:

Т₂ =278+(614,36-278)/0,82=688,195 К

S₂ =0,0799 кДж/(кг*К)

V₂=287*688,195/1920000=0,103 м³/кг

h₂ =1,0045*415,195=417,063 кДж/кг

По давлению и температуре находим энтропию, удельный объем и энтальпию в точке «3»:

Р₂ = Р₃ =1,92 МПа

t₃ = 1300

S₃ =0,91 кДж/(кг*К)

V₃=287*1300/190000=0,194 м³/кг

h₃ =1,0045*1300=1305,85 кДж/кг

По давлению и энтропии находим температуру, удельный объем и энтальпию в точке «4t»:

Р_4t = Р₁ =1,92 МПа

Т_4t =711,765 К

V_4t = 287*711,165/190000=0,106 м³/кг

h_4t =1,0045*438,765=440,739 кДж/кг

По давлению и внутреннему относительному КПД процесса расширения турбины (КПД турбины) находим температуру, энтропию, удельный объем и энтальпию в точке «4»:

Р₄ = Р_4t =1,92 МПа

Т₄ =1573-(1573-711,765)*0,83=858,175 К

S₄ =1,098 кДж/(кг*К)

V₄=287*858,175/19000=0,182 м³/кг

h₄ =1,0045*585,175=587,808 кДж/кг

Найдем параметры точки 5

Р₅ = Р₄ =1,92 МПа

t₅ = 70

S₅ =0,18 кДж/(кг*К)

V₅=287*343/190000=0,0512 м³/кг

h₃ =1,0045*70=70.315 кДж/кг