Добавил:

whtswrngwu Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

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

Предмет:

Паротурбинные установки

Файл:

ПТУ4

.docx

Скачиваний:

Добавлен:

07.01.2026

Размер:

188.7 Кб

Скачать

☆

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Институт энергетики

Высшая школа атомной и тепловой энергетики

РАСЧЕТНАЯ РАБОТА №4

Вариант 1

по дисциплине: «Паротурбинные установки»

Выполнили

студент гр. 3231401/20101

А.С. Школьников

Преподаватель

Д.Л. Колбанцева

Санкт-Петербург

2024

Задача 4 (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^опт=4,2 МПа) (см. Задача 2);

- температура питательной воды Т_пв = 250 ⁰С;

- установлено 3 регенеративных подогревателя смешивающего типа;

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

- относительный внутренний КПД паровой турбины η_о_i = 0,9;

Работу насоса не учитывать.

Определить:

1. Абсолютный внутренний КПД простого цикла Ренкина (η_i).

2. Абсолютный внутренний КПД цикла Ренкина с промежуточным перегревом пара (η_i^пп).

3. Абсолютный внутренний КПД цикла Ренкина с промежуточным перегревом пара и регенеративным подогревом питательной воды (η_i^{пп+рппв}).

Решение:

1. Абсолютный внутренний КПД простого цикла Ренкина (η_i).

1.1. Параметры реального цикла Ренкина.

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 перед конденсатором:

Р_к = Р₂ = 10 кПа

s₂_t = s₁ = 6,3744 кДж/(кг*К)

→

h₂_t = 2017,9 кДж/кг

Т₂ = 45,81 ^оС

Параметры конденсата за конденсатором:

Т₂ = Т₃ = 45,81 ^оС

→

h₃ = 191,82 кДж/кг

1.2. Абсолютный внутренний КПД простого цикла Ренкина.

= = 0,39

η_i= 39%.

2. Абсолютный внутренний КПД цикла Ренкина с промежуточным перегревом пара (η_i^пп).

2.1. Параметры реального цикла Ренкина с ПП.

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_t= 4,2 МПа

s_пп_t = s₁ = 6,3744 кДж/(кг*К)

→

h_пп_t = 2979,3 кДж/кг

Параметры пара после ПП:

Р_пп_t = Р_1пп = 4,2 МПа

Т_1пп = 560 ^оС

→

h_1пп = 3581,3кДж/кг

s_1пп = 7,239 кДж/(кг*К)

Параметры пара перед конденсатором:

Р_к = Р₂ = 10 кПа

s_2пп_t = s_1пп = 7,239 кДж/(кг*К)

→

h_2пп_t = 2293,7 кДж/кг

Т₂ = 45,81 ^оС

h_2пп = 2422,5 кДж/кг

Параметры конденсата за конденсатором:

Т₂ = Т₃ = 45,81 ^оС

→

h₃ = 191,8 кДж/кг

2.2. Абсолютный внутренний КПД цикла Ренкина с ПП.

η_i^пп1 = 41,2%

3 .1. Параметры системы РППВ.

Параметры питательной воды в системе регенеративного подогрева при условии распределения нагрева между подогревателями: ΔТ₁= ΔТ₂= ΔТ₃

Параметры питательной воды перед котлом:

Т_пв = 250 ^оС

→

h_пв = 1085,7 кДж/кг

Параметры конденсата перед конденсатором:

Р_к = Р₃ = 10 кПа

→

Т₃ = 45,81 ^оС

h₃ = 191,81 кДж/кг

Т₁^вых = Т_пв = 250 ^оС

Т₅^вх = Т₃ = 45,81 ^оС

РППВ n = 5

→

Расчет энтальпий питательной воды:

Т₁^вых = Т_пв = 250 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₁^вых = h_пв = 1085,7 кДж/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	→	h₄^вых = 536,15 кДж/кг
Т₄^вх = Т₄^вых – ΔТ₄ = 86,8 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₄^вх = 363,51 кДж/кг
Т₅^вых = Т₄^вх = 86,8 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₅^вых = 363,51 кДж/кг
Т₅^вх = Т₅^вых – ΔТ₅ = 46 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₅^вх = 192,62 кДж/кг
Т₅^вх = Т₃ = 46 ^оС рабочее тело - вода на линии насыщения	→	h₃ = 192,62 кДж/кг

Параметры пара в отборах на регенеративные подогреватели смешивающего типа.

Расчет давлений пара в отборах:

Т_1н = Т_пв = 250 ^оС	→	Р_1н = Р_1отб = 3,98 МПа
Т_2н = Т₃^вх = 209,2 ^оС	→	Р_2н = Р_2отб = 1,8771 МПа
Т_3н = Т₂^вх = 168,4 ^оС	→	Р_3н = Р_3отб = 0,762 МПа
Т₄_н = Т₃^вх = 127,6 ^оС	→	Р₄_н = Р₄_отб = 0,2514 МПа
Т₅_н = Т₄^вх = 86,8 ^оС	→	Р₅_н = Р₅_отб = 62,07 кПа

3.2. Расчет процесса расширения пара в турбине с ПП и РППВ:

3.2.1. Параметры пара перед турбиной:

Р₀ = Р₁ = 20 МПа

Т₀ =Т₁ = 560 ^оС

→

h₁ = 3425,6 кДж/кг

s₁ = 6,3744кДж/(кг*К)

3.2.2. Параметры пара в 1 отборе:

Р_1н = Р_1отб = 3,98 МПа

Р_пп = 4,2 МПа

Р_1отб < Р_пп

→

s₁_отб_t = s₁_пп = 7,24 кДж/(кг*К)

Р_1н = Р_1отб = 3,98 МПа

s_1отб_t = s_1пп = 7,24 кДж/(кг*К)

→

h_1отбt = 3562,3 кДж/кг

h_1отб = 3564,2 кДж/кг

Р_1отб = 3,98 МПа

h_1отб = 3564,2 кДж/кг

→

s_1отб = 7,242 кДж/(кг*К)

Т_1отб = 551,66 ^оС

3.2.3. Параметры пара отбираемого на ПП:

Р_пп= 4,2 МПа

s_пп_t = s₁ = 6,3744 кДж/(кг*К)

→

h_пп_t = 2979,3 кДж/кг

h_пп = 3023,93 кДж/кг

Р_пп = 4,2 МПа

h_пп= 3023,93 кДж/кг

→

s_пп = 6,495 кДж/(кг*К)

Т_пп = 325 ^оС

3.2.4. Параметры пара после ПП:

Р_пп = Р_1пп = 4,2 МПа

Т_1пп = 560 ^оС

→

h_1пп = 3581,3 кДж/кг

s_1пп = 7,2387 кДж/(кг*К)

3.2.5. Параметры пара во 2 отборе:

Р_2н = Р_2отб = 1,8771 МПа

Р_пп = 4,2 МПа

Р_2отб < Р_пп

→

s₂_отб_t = s₁_отб = 7,242 кДж/(кг*К)

Р_2н = Р_2отб = 1,8771 МПа

s_2отб_t = s_1пп = 7,242 кДж/(кг*К)

→

h_2отбt = 3306,2 кДж/кг

h_2отб = 3332 кДж/кг

Р_2отб = 1,8771 МПа

h_2отб = 3332 кДж/кг

→

s_2отб = 7,2787 кДж/(кг*К)

Т_2отб = 437,36 ^оС

3.2.6. Параметры пара в 3 отборе:

Р_3н = Р_3отб = 0,762 МПа	→	s₃_отб_t = s_2отб = 7,2787 кДж/(кг*К)
Р_3н = Р_3отб = 0,762 МПа s_3отб_t = s_2отб = 7,2787 кДж/(кг*К)	→	h_3отбt = 3069,7кДж/кг
h_3отб = 3095,9 кДж/кг
Р_3отб = 0,762 МПа h_3отб = 3095,9 кДж/кг	→	s_3отб = 7,3235 кДж/(кг*К) Т_3отб = 318,08 ^оС

3.2.7. Параметры пара в 4 отборе:

Р₄_н = Р₄_отб = 0,2514 МПа	→	s₄_отб_t = s_3отб = 7,3235 кДж/(кг*К)
Р_4н = Р_4отб = 0,2514 МПа s_4отб_t = s_3отб = 7,3235 кДж/(кг*К)	→	h_4отбt = 2833,4 кДж/кг
h₄_отб = 2859,65 кДж/кг
Р_4отб = 0,2514 МПа h_4отб = 2859,65 кДж/кг	→	s_4отб = 7,3802 кДж/(кг*К) Т_4отб = 195,4 ^оС

3.2.8. Параметры пара в 5 отборе:

Р₅_н = Р₅_отб = 62,07 кПа	→	s₅_отб_t = s_4отб = 7,3802 кДж/(кг*К)
Р_5н = Р_5отб = 62,07 кПа s_5отб_t = s_4отб = 7,3802 кДж/(кг*К)	→	h_5отбt = 2604,1 кДж/кг
h₅_отб = 2629,66 кДж/кг
Р_5отб = 62,07 кПа h_5отб = 2629,66 кДж/кг	→	s_5отб = 7,4512 кДж/(кг*К) Т_5отб = 86,798 ^оС

3.2.7. Параметры пара перед конденсатором:

Р_к = Р₂ = 10 кПа

s_2пп_t = s_5отб = 7,4512 кДж/(кг*К)

→

h_2пп_t = 2361,4 кДж/кг

h_2пп = 2388,23 кДж/кг

Р_2пп = 10 кПа

h_2пп = 2388,23 кДж/кг

→

s_2пп = 7,5355 кДж/(кг*К)

Т_2пп = 45,81 ^оС

Сводная таблица параметров реального процесса расширения пара в турбине с ПП и РППВ:

№ точки	Р, МПа	Т, ^оС	h, кДж/кг	s, кДж/(кг*К)
1	20	560	3425,6	6,3744
1 отб	3,98	551,66	3564,2	7,242
ПП	4,2	325	3023,93	6,495
1ПП	4,2	560	3581,3	7,2387
2 отб	1,8771	437,36	3332	7,2787
3 отб	0,762	318,08	3095,9	7,3235
4 отб	0,2514	195,4	2859,65	7,3802
5 отб	0,06207	86,798	2629,66	7,4512
2ПП	0,01	45,81	2388,23	7,5355

3.3. Определение относительных расходов пара в отборы.

Регенеративный подогреватель №1 (по ходу пара):

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

Регенеративный подогреватель №2 (по ходу пара):

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):

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):

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):

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

3.4. Абсолютный внутренний КПД цикла Ренкина с промежуточным перегревом пара и регенеративным подогревом питательной воды (η_i^{пп+рппв}).

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

2897,27 кДж/кг.

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

Абсолютный внутренний КПД ПТУ с ПП и РППВ:

η_i^{пп+рппв} = 47,2 %.

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