Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Северный (Арктический) федеральный университет им. М. В. Ломоносова

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Задача №3 Расчет циклов ПТУ

.doc

Скачиваний:

Добавлен:

13.02.2015

Размер:

210.94 Кб

Скачать

☆

Задача №2

по курсу «Теплотехника»

(раздел техническая термодинамика)

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЁТ

ЦИКЛОВ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

Исходные данные вариантов приведены в таблице 1.

1. Для расчета цикла Ренкина требуются параметры пара перед турбиной и давление в конденсаторе = 0,04 ∙1 Па.

2. Мощность паротурбинной установки (принять из диапазона)

N = 50…500 МВт.

3. Теплота сгорания условного топлива

кДж/кг.

4. Коэффициенты полезного действия (принять из диапазона):

парогенератора _пг = 0,90 ÷ 0,93

паропровода _пп = 0,98 ÷ 0,99

механический η_м = 0,98 ÷ 0,99

внутренний относительный турбины: η_oi = 0,88 0,89

электрогенератора η_г = 0,98 0,99

Требуется определить:

1. Термический КПД цикла η_t.

2. Коэффициент полезного действия установки брутто (без учёта расхода энергии на собственные нужды) .

3.Удельный d , кг/(кВт∙ч), и часовой , кг/ч, расходы пара.

4. Часовой B , кг/ч, и удельный b, кг/( кВт∙ч), расходы топлива.

5. Удельный расход тепла q, кДж/(кВт∙ч).

6. Изобразить: схемы паротурбинных установок; циклы в координатах P-V; I-S и T-S.

Таблица 1

Варианты исходных данных

№ вар.

P10^-5 Па

100

240

300

100

130

110

170

220

100

150

200

100

135

100

120

170

240

535

530

450

565

600

510

565

550

580

435

550

440

450

500

540

450

500

550

565

480

450

470

510

520

540

565

600

535

530

450

565

600

510

565

550

580

445

550

440

450

500

540

450

500

550

565

480

450

470

510

520

540

565

600

1,2

4,0

1,2

5,0

6,0

1,2

5,0

4,0

5,0

3,0

1,2

1,0

1,3

2,4

4,0

5,0

4,0

3,5

1,2

1,1

4,0

1,5

1,2

1,3

3,0

4,0

3,0

4,0

1,0

1,2

0,9

1,2

0,8

0,9

1,2

1,0

0,8

0,6

0,8

1,0

0,5

0,9

2,0

1,2

1,5

1,3

1,4

1,5

1,6

1,2

1,3

1,4

1,5

2,0

3,0

2,5

1,5

1,4

1,2

1,3

1,5

1,6

2,0

2,5

1,2

1,5

1,4

1,6

1,7

2,0

1,2

4,0

1,2

5,0

6,0

1,1

5,0

4,0

5,0

3,0

1,2

1,0

1,3

2,4

4,0

5,0

4,0

3,5

1,2

1,1

4,0

1,5

1,2

1,3

1,4

1,3

1,4

Примечание. Значение P₂ для всех вариантов 0,04∙10Па.

МЕТОДИКА РАСЧЁТА

1. ЦИКЛ РЕНКИНА

Блок-схема цикла Ренкина изображена на рис. 1.

Рис.1 Блок-схема цикла Ренкина: 1 – паровой котёл; 2 – пароперегреватель котла; 3 – паровая турбина с электрогенератором; 4 – конденсатор паровой турбины; 5- питательный насос

Параметры во всех точках цикла определяются по I-S диаграмме, по таблицам водяного пара или по компьютерной программе и сводятся в таблицу 2.

Таблица 2

Параметры среды в характерных точках цикла Ренкина

Параметры

Обозначение точек

2^I

Давление P, Па

Удельный объём V, м³/кг

Температура t ,⁰С

Удельная энтальпия i, кДж/кг

Удельная энтропия S, кДж/(кг∙К)

Степень сухости пара x

Параметры в точке 3 определяются в результате изотропного процесса 2-3: = S₃; l_н= i₃– i₂^I. Теоретическая работа насоса может быть определена также по формуле .

Поэтому i₃ = i₂^I + , где энтальпия конденсата при давлении Р₂i₂^I = 4,19 t_н. Более точно можно определить по таблицам насыщенного пара [4]. Расчет цикла ведется в форме таблицы 3.

Таблица 3

Расчет идеального цикла Ренкина

Показатели

Расчетные формулы

Размерность

Значение

Теоретическая работа турбины

Теоретическая работа насоса

Подведенная теплота

Отведенная теплота

Полезная работа на 1 кг пара в идеальном цикле

Термический КПД цикла Ренкина

Термический КПД цикла без учета работы насоса

Относительная разность КПД _t и _t^I

Термический КПД цикла Карно в том же интервале температур

Отношение КПД цикла Ренкина к КПД цикла Карно

Удельный расход пара на выработку теоретического кВт∙ч

Часовой расход пара

l_т = i₁ – i₂

l_н = i₃ – i¹₂

q₁= i₁ – i₃

q₂= i₂ – i¹₂

l_ц= q₁ – q₂ = l_т - l_н

D₀ = d₀ ∙N

кДж/кг

---

кг/(кВт∙ч)

кг/ч

После расчёта идеального цикла переходят к расчёту действительного цикла с учётом потерь (таблица 4)

			Таблица 4
Расчет реального цикла	Ренкина
Показатели	Расчетные формулы	Размерность	Значение
Относительный внутренний к.п.д. турбины Энтальпия пара в конце действительного процесса расширения пара в турбине Степень сухости пара в конце действительного процесса расширения Энтропия в конце действительного процесса расширения Внутренний КПД цикла Механический КПД КПД парогенератора КПД паропровода КПД электрогенератора КПД установки брутто (без учёта расхода энергии на собственные нужды) Удельный расход пара на выработку электроэнергии Часовой расход пара Часовой расход условного топлива Удельный расход условного топлива Удельный расход количества теплоты	выбирается из диапазона 0,85÷0,89 По i - S диаграмме или формуле , где r₂– теплота парообразо- вания при Р₂, кДж/кг По i - S диаграмме или или выбирается из диапазона 0,98 ÷ 0,99 или	_ кДж/кг _ кДж/(кг∙К) _ _ _ _ _ _ кг/(кВт∙ч) кг/ч кг/ч кг/(кВт∙ч) кДж/(кВт∙ч)