Добавил:

whtswrngwu Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (бывш. СПбГПУ)

Предмет:

Паротурбинные установки

Файл:

ПТУ3

.docx

Скачиваний:

Добавлен:

07.01.2026

Размер:

393.81 Кб

Скачать

☆

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Институт энергетики

Высшая школа атомной и тепловой энергетики

РАСЧЕТНАЯ РАБОТА №3

Вариант 1

Регенеративный подогрев питательной воды в ПТУ

по дисциплине: «Паротурбинные установки»

Выполнили

студент гр. 3231401/20101

А.С. Школьников

Преподаватель

Д.Л. Колбанцева

Санкт-Петербург

2024

Регенеративный подогрев питательной воды в ПТУ

Рис. 1 Принципиальная схема ПТУ с ПП и РППВ (смешивающие подогреватели):

1 – паровая турбина, 2 – конденсатор, 3 – регенеративные подогреватели, 4 –питательный насос, 5 – паровой котел, 6 – пароперегреватель, 7 – электрический генератор, 8 – промежуточный пароперегреватель

Задача 3 (тип подогревателя - смешивающий)

Дано:

Параметры цикла Ренкина:

- давление и температура свежего пара Р_о=20 МПа, Т_о=560 ⁰С;

- давление в конденсаторе Р_к=10 кПа.

- температура промежуточного перегрева пара Т_пп = 560 ⁰С.

- давление промежуточного перегрева пара - оптимальное (Р_пп = Р_пп^опт) (см. Задача 2);

- температура питательной воды Т_пв = 250 ⁰С;

- установлено 5 регенеративных подогревателя смешивающего типа;

- условие распределение нагрева между подогревателями: ΔТ₁= ΔТ₂= ΔТ₃= =ΔТ₄= ΔТ₅

Работу насоса не учитывать.

Определить:

- термический КПД ПТУ с промежуточным перегревом пара и регенеративным подогревом питательной воды (η_t^{пп+рппв}).

Решение:

1. Параметры идеального цикла Ренкина с ПП при условии, что Р_пп= Р_пп^опт=4,2 МПа.

Параметры пара перед турбиной:

Р₀ = Р₁ = 20 МПа

Т₀ =Т₁ = 560 ^оС

→

h₁ = 3425,6 кДж/кг

s₁ = 6,3744 кДж/(кг*К)

Параметры пара отбираемого на ПП:

Р_пп= 4,2 МПа

s_пп_t = s₁ = 6,374 кДж/(кг*К)

→

h_пп_t = 2979,398 кДж/кг

Параметры пара после ПП:

Р_пп = Р_1пп = 4,2 МПа

Т_1пп = 560 ^оС

→

h_1пп = 3581,3 кДж/кг

s_1пп = 7,24 кДж/(кг*К)

Параметры пара перед конденсатором:

Р_к = Р₂ = 10 кПа

s_2пп_t = s_1пп = 7,24 кДж/(кг*К)

→

h_2пп_t = 2294 кДж/кг

Т₂ = 45,81 ^оС

Параметры конденсата за конденсатором:

Т₂ = Т₃ = 45,81 ^оС

→

h₃ = 192,4 кДж/кг

2. Условие распределения нагрева между подогревателями: ΔТ₁= ΔТ₂= ΔТ₃= ΔТ₄= ΔТ₅

Т₁^вых = Т_пв = 250 ^оС

Т₅^вх = Т₃ = 45,81 ^оС

РППВ n = 5

→

Т₁^вых = Т_пв = 250 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₁^вых = 1085,7кДж/кг
Т₁^вх = Т₁^вых - ΔТ₁ = 209,2 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₁^вх = 894,08 кДж/кг
Т₂^вых = Т₁^вх = 209,2 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₂^вых = 894,08 кДж/кг
Т₂^вх = Т₂^вых – ΔТ₂ = 168,4 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₂^вх = 712,2 кДж/кг
Т₃^вых = Т₂^вх = 168,4 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₃^вых = 712,2 кДж/кг
Т₃^вх = Т₃^вых – ΔТ₃ = 127,6 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₃^вх = 536,15 кДж/кг
Т₄^вых = Т₃^вх = 127,6 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₃^вых = 536,15 кДж/кг
Т₄^вх = Т₄^вых – ΔТ₄ = 86,8 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₃^вх = 363,51кДж/кг
Т₅^вых = Т₄^вх = 86,8 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₃^вых = 363,51 кДж/кг
Т₅^вх = Т₅^вых – ΔТ₅ = 46 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₃^вх = 192,62 кДж/кг
Т₅^вх = Т₃ = 46 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₃ = 192,62 кДж/кг

3. Составление тепловых балансов регенеративных подогревателей и определение относительных расходов пара в отборы.

3.1. Регенеративный подогреватель №1 (по ходу пара):

Т_пв = Т₁^вых = Т_1н = 250 ^оС

→

h_пв = 1085,7 кДж/кг

Р_1н = 3,98 МПа

Р_1н = Р_1отб = 3,98 МПа

Р_пп = 4,2 МПа

Р_1отб < Р_пп

→

s₁_отб_t = s₁ = 7,24 кДж/(кг*К)

Р_1н = Р_1отб = 3,98 МПа

s₁_отб_t = s₁ = 7,24 кДж/(кг*К)

→

h_1отбt = 3562,3 кДж/кг

Т₁^вх = 209,2 ^оС

→

h₁^вх = 894,08 кДж/кг

Материальный баланс:

α_пк=1 =α_1отб+α_1вхиначе α_1вх=α_пк-α_1отб=1-α_1отб

Тепловой баланс:

иначе

Относительный расход пара в отбор на регенеративный подогреватель №1

= = 0,0718

3.2. Регенеративный подогреватель №2 (по ходу пара):

Т₁^вх = Т₂^вых =Т_2н=209,2 ^оС

→

h₁^вх = h₂^вых = 894,08кДж/кг

Р_2н = 1,8771 МПа

Р_2н = Р_2отб = 1,8771 МПа

Р_пп = 4,2 МПа

Р_2отб < Р_пп

→

s_2отб_t = s_1пп = 7,24 кДж/(кг*К)

Р_2н = Р_2отб = 1,8771 МПа

s_2отб_t = s_1пп = 7,24 кДж/(кг*К)

→

h₂_отбt = 3304,8 кДж/кг

Т₂^вх = 168,4 ^оС

→

h₂^вх = 712,2 кДж/кг

Материальный баланс:

α_1вх=1-α_1отб=α_2отб+α_2вхиначе α_2вх=1-α_1отб-α_2отб

Тепловой баланс:

иначе

Относительный расход пара в отбор на регенеративный подогреватель №2

3.3. Регенеративный подогреватель №3 (по ходу пара):

Т₂^вх = Т₃^вых = Т₃_н = 168,4 ^оС

→

h₂^вх = h₃^вых = 712,2 кДж/кг

Р_3н = 0,762 МПа

Р_3н = Р_3отб = 0,762 МПа

Р_пп = 4,2 МПа

Р_3отб < Р_пп

→

s₃_отб_t = s_1пп = 7,24 кДж/(кг*К)

Р_3н = Р_3отб = 0,762 МПа

s_3отб_t = s_1пп = 7,24 кДж/(кг*К)

→

h_3отбt = 3047,5 кДж/кг

Т₃^вх = 127,6 ^оС

→

h₃^вх = 536,15 кДж/кг

Материальный баланс:

α_2вх=1-α_1отб-α_2отб=α_3отб+α_3вхиначе α_3вх=1-α_1отб-α_2отб-α_3отб

Тепловой баланс:

иначе

Относительный расход пара в отбор на регенеративный подогреватель №3

3.4. Регенеративный подогреватель №4 (по ходу пара):

Т₃^вх = Т₄^вых = Т₄_н = 127,6 ^оС

→

H₃^вх = h₄^вых = 536,15 кДж/кг

Р_2н = 0,2514 МПа

Р_4н = Р_4отб = 0,2514 МПа

Р_пп = 4,2 МПа

Р_4отб < Р_пп

→

S₄_отб_t = s_1пп = 7,24 кДж/(кг*К)

Р_4н = Р_4отб = 0,2514 МПа

s_4отб_t = s_1пп = 7,24 кДж/(кг*К)

→

h_4отбt = 2796,1 кДж/кг

Т₄^вх = 86,8 ^оС

→

h₄^вх = 363,51 кДж/кг

Материальный баланс:

α_3вх=1-α_1отб-α_2отб-α_3отб=α_4отб+α_4вх

иначе α_4вх=1-α_1отб-α_2отб-α_3отб-α_4отб

Тепловой баланс:

иначе

Относительный расход пара в отбор на регенеративный подогреватель №4

3.5. Регенеративный подогреватель №5 (по ходу пара):

Т₄^вх = Т₅^вых = Т₅_н = 86,8 ^оС

→

h₄^вх = h₅^вых = 363,51 кДж/кг

Р_5н = 62,07 кПа

Р_5н = Р_5отб = 62,07 кПа

Р_пп = 4,2 МПа

Р_5отб < Р_пп

→

s₅_отб_t = s_1пп = 7,24 кДж/(кг*К)

Р_5н = Р_5отб = 62,07 кПа

s_5отб_t = s_1пп = 7,24 кДж/(кг*К)

→

h_5отбt = 2554,5 кДж/кг

Т₅^вх = Т₃ = 46 ^оС

→

h₅^вх = h₃ = 192,6 кДж/кг

Материальный баланс:

α_4вх=1-α_1отб-α_2отб-α_3отб-α_4отб=α_5отб+α_5вх

иначе α_5вх= α_к=1-α_1отб-α_2отб-α_3отб-α_4отб-α_5отб

Тепловой баланс:

иначе

Относительный расход пара в отбор на регенеративный подогреватель №5

4. Термический КПД ПТУ с промежуточным перегревом пара и регенеративным подогревом питательной воды (η_t^{пп+рппв}).

4.1. Удельный подвод теплоты к рабочему телу в идеальной ПТУ с ПП и РППВ (в данном случае, см. рис. 1, подвод тепла осуществляется в 2 этапа – в котле и ПП):

q₁ = 2941,8 кДж/кг.

4.2. Приведенный теплоперепад иначе работа, совершаемая 1 кг пара, в идеальной ПТУ с ПП и РППВ, может быть определена как сумма произведений, располагаемых теплоперепадов на относительные расходы пара через каждый отсек турбины.

кДж/кг

4.3. Термический КПД ПТУ с ПП и РППВ:

η_t^{пп+рппв} = 50,58%.

Соседние файлы в предмете Паротурбинные установки

#
07.01.202631.08 Кб0ПТУ 1.docx
#
07.01.202681.3 Кб0ПТУ2.docx
#
07.01.2026393.81 Кб0ПТУ3.docx
#
07.01.2026188.7 Кб0ПТУ4.docx
#
07.01.202651.9 Кб0Пту5.docx