Основы эксергетического анализа топливоиспользующих установок. Учебное пособие
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П8 |
|
|
|
|
|
Расчетные характеристики газообразных топлив |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Низшая |
|
|
|
|
|
|
|
Составгазапообъему, % |
|
|
|
|
|
|
теплота |
||||
|
№ |
Газопровод |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сгорания3, |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
п/п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МДж/м |
|
|
|
СН4 |
С2Н6 |
С3Н8 |
С4Н10 |
С5Н12 |
С6Н14 |
СO |
СО2 |
|
N2 |
О2 |
H2S |
H2 |
dг |
Qp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
1 |
Уренгой– |
98,90 |
0,12 |
0,01 |
0,01 |
– |
– |
– |
0,06 |
|
0,90 |
– |
|
– |
– |
241 |
35,59 |
|
|
Ужгород |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Бухара– Урал |
94,24 |
3,00 |
0,89 |
0,39 |
0,17 |
0,13 |
– |
0,28 |
|
0,90 |
– |
|
– |
– |
258 |
37,56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Надым– |
98,67 |
0,16 |
0,08 |
0,01 |
– |
– |
– |
0,08 |
|
1,00 |
– |
|
– |
– |
242 |
35,59 |
|
|
Челябинск |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Н. Новгород– |
98,99 |
0,25 |
0,04 |
0,02 |
– |
– |
– |
0,10 |
|
0,60 |
– |
|
– |
– |
244 |
35,75 |
|
|
|
Череповец |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Средняя |
94,08 |
2,80 |
0,73 |
0,30 |
0,07 |
0,02 |
– |
1,00 |
|
1,00 |
– |
|
– |
– |
250 |
36,76 |
|
|
Азия– Центр |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Саратов– |
90,29 |
2,80 |
1,10 |
0,75 |
0,34 |
0,20 |
– |
0,32 |
|
4,2 |
– |
|
– |
– |
242 |
37,01 |
|
|
Москва |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Оренбург– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Александров |
86,43 |
3,90 |
1,72 |
0,87 |
0,30 |
0,07 |
– |
0,01 |
|
6,70 |
– |
|
– |
– |
235 |
36,80 |
|
|
Гай |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Безенчук– |
42,70 |
19,60 |
12,60 |
5,10 |
1,30 |
– |
– |
1,00 |
|
16,90 |
– |
|
0,80 |
– |
50,3 |
46,98 |
|
|
Чапаевск |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Барса– Даг |
93,90 |
3,40 |
1,30 |
0,70 |
0,20 |
– |
– |
0,40 |
|
0,10 |
– |
|
– |
– |
127,6 |
38,10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Ярино– Пермь |
38,00 |
25,10 |
12,50 |
3,30 |
1,30 |
– |
– |
– |
|
18,70 |
– |
|
1,10 |
– |
160 |
46,89 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
81
|
|
|
|
|
|
Таблица П9 |
|
|
|
Характеристики паровых котлов |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наименование |
Е-75-40 |
Е-75-40 |
Е-50-40 |
Е-500-13,8 |
Е-320-13,8 |
Е-420-140 |
|
показателя |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номинальная паропроиз- |
|
|
|
|
|
|
|
водительность, т/ч |
75 |
75 |
50 |
500 |
320 |
420 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Давление пара на выходе |
|
|
|
|
|
|
|
из котла, бар |
40 |
40 |
40 |
140 |
140 |
140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Давление в барабане, бар |
44 |
44 |
44 |
160 |
160 |
159 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура перегретого |
|
|
|
|
|
|
|
пара, °С |
440 |
440 |
440 |
560 |
560 |
545 |
|
|
|
|
|
|
|
|
82 |
Температура питатель- |
145 |
145 |
145 |
230 |
230 |
230 |
|
ной воды, °С |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Топливо |
Каменный |
Бурый |
Природный |
Каменный |
Природный |
Природный |
|
уголь |
уголь |
газ |
уголь |
газ |
газ |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура уходящих |
|
|
|
|
|
|
|
газов, °С |
131 |
125 |
160 |
147 |
152 |
160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип шлакоудаления |
Твердое |
Жидкое |
– |
Твердое |
– |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура шлака, °С |
650 |
1500 |
– |
650 |
– |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
82
Таблица П10
Таблица термодинамических свойств сухого насыщенного пара и воды на линии насыщения [13]
|
РН, |
t , ºC |
v', м3/кг |
v'', м3/кг |
h', |
h'', |
r, |
s', |
s'', |
|
бар |
H |
|
|
кДж/кг |
кДж/кг |
кДж/кг |
кДж/(кг К) |
кДж/(кг К) |
|
0,010 |
6,92 |
0,001000 |
129,9 |
29,3 |
2513 |
2484 |
0,1054 |
8,975 |
|
0,025 |
21,09 |
0,001002 |
54,24 |
88,5 |
2539 |
2451 |
0,3124 |
8,642 |
|
0,050 |
32,88 |
0,001005 |
28,19 |
137,8 |
2561 |
2423 |
0,4761 |
8,393 |
|
0,075 |
40,32 |
0,001008 |
19,23 |
168,8 |
2574 |
2405 |
0,5764 |
8,250 |
|
0,100 |
45,84 |
0,001010 |
14,68 |
191,9 |
2584 |
2392 |
0,6492 |
8,149 |
|
1,00 |
99,64 |
0,001043 |
1,694 |
417,4 |
2675 |
2258 |
1,3026 |
7,360 |
|
10,0 |
179,88 |
0,001127 |
0,1946 |
762,7 |
2778 |
2015 |
2,138 |
6,587 |
|
50 |
263,91 |
0,001286 |
0,0394 |
1154 |
2794 |
1640 |
2,921 |
5,973 |
|
90 |
303,32 |
0,001417 |
0,0205 |
1364 |
2743 |
1379 |
3,287 |
5,678 |
83 |
100 |
310,96 |
0,001452 |
0,0180 |
1408 |
2725 |
1317 |
3,360 |
5,615 |
|
110 |
318,04 |
0,001489 |
0,0160 |
1450 |
2705 |
1255 |
3,430 |
5,553 |
|
120 |
324,63 |
0,001527 |
0,0143 |
1491 |
2685 |
1194 |
3,496 |
5,492 |
|
130 |
330,81 |
0,001567 |
0,0128 |
1531 |
2662 |
1131 |
3,561 |
5,432 |
|
140 |
336,63 |
0,001611 |
0,0115 |
1571 |
2638 |
1067 |
3,623 |
5,372 |
|
150 |
342,11 |
0,001658 |
0,0104 |
1610 |
2611 |
1001 |
3,684 |
5,310 |
|
160 |
347,32 |
0,001710 |
0,0093 |
1650 |
2562 |
932 |
3,746 |
5,247 |
|
170 |
352,26 |
0,001768 |
0,008382 |
1690 |
2548 |
858,3 |
3,807 |
5,177 |
|
180 |
356,96 |
0,001837 |
0,007504 |
1732 |
2510 |
778,2 |
3,871 |
5,107 |
|
190 |
361,44 |
0,001921 |
0,00668 |
1776 |
2466 |
690 |
3,938 |
5,027 |
|
200 |
365,71 |
0,00204 |
0,00585 |
1827 |
2410 |
583 |
4,015 |
4,928 |
|
210 |
369,79 |
0,00221 |
0,00498 |
1888 |
2336 |
448 |
4,108 |
4,803 |
|
220 |
373,7 |
0,00273 |
0,00367 |
2016 |
2168 |
152 |
4,303 |
4,591 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
83
84
Таблица П11
|
|
Таблица термодинамических свойств воды и перегретого пара |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р, |
|
20 |
|
|
30 |
|
|
50 |
|
бар |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t, |
v, |
h, |
s, |
v, |
h, |
s, |
v, |
h, |
s, |
ºC |
м3/кг |
кДж/кг |
кДж/(кг К) |
м3/кг |
кДж/кг |
кДж/(кг К) |
м3/кг |
кДж/кг |
кДж/(кг К) |
0 |
0,000999 |
2,1 |
0,0000 |
0,000999 |
3,1 |
0,0000 |
0,000998 |
5,2 |
0,0004 |
50 |
0,001011 |
210,9 |
0,7020 |
0,001011 |
211,8 |
0,7018 |
0,001009 |
213,6 |
0,700 |
100 |
0,001042 |
420,1 |
1,3048 |
0,001042 |
420,9 |
1,3038 |
0,001041 |
422,5 |
1,302 |
150 |
0,001089 |
632,8 |
1,838 |
0,001089 |
633,4 |
1,837 |
0,001088 |
634,7 |
1,835 |
200 |
0,001156 |
852,4 |
2,328 |
0,001155 |
852,6 |
2,326 |
0,001153 |
853,6 |
2,322 |
250 |
|
|
|
|
|
|
0,001249 |
1086 |
2,789 |
0,1114 |
2900 |
6,539 |
0,0707 |
2853 |
6,283 |
||||
300 |
0,1255 |
3019 |
6,757 |
0,0812 |
2988 |
6,530 |
|
|
|
0,0454 |
2920 |
6,200 |
|||||||
350 |
0,1384 |
3134 |
6,949 |
0,0905 |
3111 |
6,735 |
0,0519 |
3063 |
6,440 |
400 |
0,1511 |
3246 |
7,122 |
0,0993 |
3229 |
6,916 |
0,0578 |
3193 |
6,640 |
450 |
0,1634 |
3357 |
7,282 |
0,1078 |
3343 |
7,080 |
0,0633 |
3315 |
6,815 |
500 |
0,1755 |
3468 |
7,429 |
0,1161 |
3456 |
7,231 |
0,0686 |
3433 |
6,974 |
550 |
0,1875 |
3578 |
7,569 |
0,1243 |
3569 |
7,373 |
0,0737 |
3550 |
7,120 |
600 |
0,1995 |
3690 |
7,701 |
0,1325 |
3682 |
7,506 |
0,0787 |
3666 |
7,257 |
650 |
0,2114 |
3802 |
7,827 |
0,1405 |
3796 |
7,633 |
0,0836 |
3782 |
7,387 |
700 |
0,2232 |
3917 |
7,947 |
0,1484 |
3911 |
7,755 |
0,0884 |
3899 |
7,510 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
84
85
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р, |
|
80 |
|
|
100 |
|
|
150 |
|
бар |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t, |
v, |
h, |
s, |
v, |
h, |
s, |
v, |
h, |
s, |
ºC |
м3/кг |
кДж/кг |
кДж/(кг К) |
м3/кг |
кДж/кг |
кДж/(кг К) |
м3/кг |
кДж/кг |
кДж/(кг К) |
0 |
0,000996 |
8,2 |
0,0004 |
0,000995 |
10,2 |
0,0004 |
0,000993 |
15,2 |
0,0008 |
50 |
0,001008 |
216,2 |
0,6992 |
0,001007 |
218,0 |
0,698 |
0,001005 |
222,3 |
0,695 |
100 |
0,001040 |
424,9 |
1,3996 |
0,001038 |
426,5 |
1,298 |
0,001036 |
430,4 |
1,294 |
150 |
0,001086 |
636,6 |
1,832 |
0,001084 |
638,0 |
1,830 |
0,001081 |
641,3 |
1,824 |
200 |
0,001150 |
855,0 |
2,317 |
0,001148 |
856,0 |
2,314 |
0,001144 |
858,3 |
2,306 |
250 |
0,001244 |
1085,7 |
2,781 |
0,001240 |
1086 |
2,776 |
0,001233 |
1086 |
2,765 |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,02429 |
2784 |
5,788 |
0,001397 |
1342 |
3,244 |
0,001377 |
1337 |
3,222 |
|
350 |
0,03003 |
2985 |
6,126 |
0,02247 |
2920 |
5,940 |
0,01150 |
2690 |
5,442 |
400 |
0,03438 |
3135 |
6,356 |
0,02646 |
3093 |
6,207 |
0,01568 |
2973 |
5,878 |
450 |
0,03821 |
3270 |
6,552 |
0,02979 |
3239 |
6,416 |
0001847 |
3155 |
6,139 |
500 |
0,04177 |
3397 |
6,722 |
0,03281 |
3372 |
6,596 |
0,02080 |
3308 |
6,346 |
550 |
0,04516 |
3520 |
6,876 |
0,03566 |
3499 |
6,756 |
0,02291 |
3445 |
6,521 |
600 |
0,04844 |
3640 |
7,019 |
0,03837 |
3621 |
6,901 |
0,02490 |
3576 |
6,677 |
650 |
0,05161 |
3760 |
7,152 |
0,04097 |
3744 |
7,038 |
0,02677 |
3706 |
6,822 |
700 |
0,05475 |
3881 |
7,280 |
0,04354 |
3867 |
7,167 |
0,02857 |
3835 |
6,956 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
85
Окончание табл. П11
Р, бар |
|
200 |
|
|
250 |
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t, |
v, |
h, |
s, |
v, |
h, |
s, |
v, |
h, |
s, |
ºC |
м3/кг |
кДж/кг |
кДж/(кг К) |
м3/кг |
кДж/кг |
кДж/(кг К) |
м3/кг |
кДж/кг |
кДж/(кг К) |
0 |
0,0009904 |
20,2 |
0,0013 |
0,0009880 |
25,2 |
0,0013 |
0,0009857 |
30,1 |
0,0013 |
50 |
0,0010033 |
226,7 |
0,6933 |
0,0010012 |
231,0 |
0,6911 |
0,0009992 |
235,3 |
0,6889 |
100 |
0,0010339 |
434,2 |
1,2909 |
0,0010316 |
438,0 |
1,2873 |
0,0010293 |
441,9 |
1,2834 |
150 |
0,0010784 |
644,6 |
1,820 |
0,0010753 |
647,9 |
1,815 |
0,0010722 |
651,2 |
1,810 |
200 |
0,0011393 |
860,6 |
2,299 |
0,0011349 |
863,0 |
2,293 |
0,0011305 |
865,4 |
2,287 |
250 |
0,0012256 |
1086,6 |
2,754 |
0,0012183 |
1087,5 |
2,744 |
0,0012115 |
1088,5 |
2,735 |
300 |
0,0013598 |
1333,2 |
3,204 |
0,0013446 |
1330,7 |
3,187 |
0,0013311 |
1329,0 |
3,171 |
350 |
0,001665 |
1644 |
3,724 |
0,001602 |
1621 |
3,675 |
0,001556 |
1608 |
3,640 |
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,00998 |
2816 |
5,553 |
0,00602 |
2579 |
5,137 |
0,00283 |
2155 |
4,476 |
|
450 |
0,01272 |
3060 |
5,903 |
0,00917 |
2947 |
5,677 |
0,00672 |
2816 |
5,446 |
500 |
0,01478 |
3238 |
6,144 |
0,01113 |
3157 |
5,965 |
0,00869 |
3073 |
5,799 |
550 |
0,01653 |
3390 |
6,339 |
0,01272 |
3331 |
6,186 |
0,01016 |
3268 |
6,045 |
600 |
0,01816 |
3530 |
6,508 |
0,01413 |
3483 |
6,367 |
0,01144 |
3434 |
6,242 |
650 |
0,01967 |
3667 |
6,660 |
0,01542 |
3629 |
6,529 |
0,01259 |
3590 |
6,412 |
700 |
0,02109 |
3803 |
6,800 |
0,01662 |
3770 |
6,674 |
0,01365 |
3736 |
6,566 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
86
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение ...................................................................................................... |
3 |
Глава 1. Определение и классификация видов эксергии.................. |
5 |
1.1. Эксергия вещества в замкнутом объеме....................................... |
9 |
1.2. Эксергия вещества в потоке......................................................... |
12 |
1.3. Эксергия теплового потока.......................................................... |
13 |
Глава 2. Виды потерь эксергии............................................................ |
17 |
2.1. Закон Гюи–Стодолы..................................................................... |
17 |
2.2. Потери эксергии............................................................................ |
20 |
Глава 3. Эксергетический анализ энергетических установок ....... |
23 |
3.1. Эксергетический анализ паротурбинной установки ................. |
23 |
3.2. Эксергетический анализ газотурбинной установки .................. |
30 |
3.3. Эксергетический анализ топливоиспользующихустановок ........ |
34 |
Глава 4. Эксергетический баланс котлоагрегата............................. |
38 |
4.1. Материальный баланс котлоагрегата.......................................... |
38 |
4.2. Энергетический баланс котельного агрегата ............................. |
42 |
4.3. Эксергетический баланс котельного агрегата............................ |
47 |
Пример расчета.......................................................................................... |
55 |
Контрольные вопросы.............................................................................. |
67 |
Заключение................................................................................................ |
69 |
Библиографический список ..................................................................... |
70 |
Приложения............................................................................................... |
72 |
87
Францева Алина Алексеевна Григорьева Оксана Константиновна
ОСНОВЫ ЭКСЕРГЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ТОПЛИВОИСПОЛЬЗУЮЩИХ УСТАНОВОК
Учебное пособие
Редактор И.Л. Кескевич
Выпускающий редактор И.П. Брованова
Корректор И.Е. Семенова
Дизайн обложки А.В. Ладыжская Компьютерная верстка С.И. Ткачева
Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции Издание соответствует коду 95 3000 ОК 005-93 (ОКП)
Подписано в печать 02.04.2019. Формат 60 84 1/16. Бумага офсетная. Тираж 200 экз. Уч.-изд. л. 5,11. Печ. л. 5,5. Изд. № 354/18. Заказ № 682. Цена договорная
Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета
630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20
88