1.3. Енергетичний аналіз циклу
1.3.1. Енергобаланс циклу
Рис. 2. Енергобаланс теплофікаційного циклу
На рис. 2 показана схема енергобалансу циклу ТЕЦ. Відповідно до цієї схеми рівняння енергобалансу має вигляд:
,
де
– теплова потужність парогенератора;
–
абсолютна внутрішня потужність турбіни;
– теплова потужність промислового
споживача;
–
теплова потужність, що виробляється
для побутового теплопостачання;
–теплова потужність конденсатора.
Складемо енергобаланс складових циклу ТЕЦ.
1.3.2. Промисловий споживач
Рис. 3. Перший теплофікаційний потік пари
Теплова потужність промислового вузла:
,
де
–
масова витрата пари,
що
направлена до промислового споживача.
1.3.3. Комунально - побутовий споживач
Рис. 4. Другий теплофікаційний потік пари
Теплова потужність, що виробляється для комунально–побутового споживача:
,
де
- масова витрата пари ,що направлена до
комунально – побутового споживача.
Сумарна теплова потужність, що витрачається на теплопостачання:
1.3.4. Адіабатна турбіна
Адіабатна турбіна призначена для отримання корисної механічної роботи. В даній схемі циклу в турбіні здійснюється три відбори пари, тобто абсолютна потужність турбіни є сумою потужностей кожного з відборів пари.
Рис. 5. Турбіна
Абсолютна внутрішня потужність турбіни:
Абсолютна
внутрішня потужність турбіни
менше потужності, що відповідає випадку
ізоентропного розширення внаслідок
втрат роботи на тертя пари всередині
адіабатної турбіни.
Для теплофікаційного і конденсаційного потоків пари застосуємо 1-й закон термодинаміки, відповідно до якого питома технічна робота (робота валу) будь-якої адіабатної машини визначається різницею ентальпій.
Абсолютна потужність, що генерується за рахунок пари, що поступає в перший теплофікаційний відбір:
,
або
.
Абсолютна потужність, що генерується за рахунок пари, яка надходить в другий теплофікаційний відбір:
або
.
Абсолютна потужність, що генерується конденсаційним потоком пари з рівняння енергобалансу турбіни, рівна:
.
З
рівняння енергобалансу для конденсаційного
потоку:
,
знайдемо масову витрату конденсаційного
потоку:
або
,
звідки:
Загальну витрату пари, що надходить в турбіну, знаходимо з рівняння матеріального балансу турбіни:
1.3.5. Конденсатор
Рис. 6. Конденсатор
Теплова потужність конденсатора визначається з рівняння енергобалансу для конденсаційного потоку:
кВт=270,2
МВт.
1.3.6. Збірник конденсату
Рис. 7. Збірник конденсату
З рівняння енергобалансу збірника конденсату знаходимо ентальпію живильної води:
,
З
наближеної формули для ентальпії води:
,
можна оцінити температуру живильної
води:
°С.
1.3.7. Парогенератор
Рис. 8 Парогенератор
З рівняння енергобалансу парогенератора знаходимо теплову потужність, що підводиться до робочого тіла в парогенераторі:
.
1.3.8. Аналіз енергобалансу теплофікаційного циклу
Відповідно до рис. 13 енергобаланс має вигляд:
.
Де
частина енергії, що надходить до циклу
у вигляді теплоти, рівна тепловій
потужності парогенератора
,
а витратна частина -
.
Звідси нев’язка балансу складає величину:
Результати розрахунків зведені в таблицю 2.
Таблиця 2. Енергетичний баланс теплофікаційного циклу
Складова балансу |
Позначення |
Значення складової балансу |
|
МВт |
%
від
|
||
Частина енергії, що надходить до циклу у вигляді теплоти |
|||
Теплота, підведена до робочого тіла в парогенераторі |
|
1500,7 |
100 |
Витратна частина |
|||
Теплота, відпущена споживачам на базі першого відбору |
|
360,1 |
23,995 |
Теплота, відпущена споживачам на базі другого відбору |
|
360,3 |
24,009 |
Теплота,
передана зовнішнім тепловим споживачам:
|
|
720,4 |
48,004 |
Теплота, відведена від робочого тіла в конденсаторі |
|
270,2 |
16,006 |
Абсолютна внутрішня потужність турбіни |
|
510,204 |
33,998 |
Разом сумарна витрата теплоти |
|
1500,8 |
100,007 |
Нев’язка балансу |
|
0,007 |
|
