ЛАБ1 ТУРБИНЫ С ПРОТИВОДАВЛЕНИЕМ

Лабораторная работа № 1.

Изучение принципов функционирования и основные характеристики турбин с противодавлением на ее модели.

Цель работы: изучить принцип функционирования и основные характеристики турбин с противодавлением на ее модели.

1.Основные сведения.

1.1.Общие положения.

Процесс производства электроэнергии на ТЭЦ характеризуется повышенной тепловой экономичностью и более высокими энергетическими показателями по сравнению с КЭС. Это объясняется тем, что отработавшее тепло турбины, будучи отведенным в холодный источник (приемники тепла у внешнего потребителя), там используется.

При полном использовании отработавшего тепла турбин потеря тепла в холодном источнике отсутствует, а при частичном - в холодном источнике теряется значительно меньше тепла ,чем на конденсационной электростанции.

Для теплоснабжения потребителей на ТЭЦ применяют теплофикационные турбины двух видов: с противодавлением для полного использования отработавшего тепла и с конденсацией и отборами пара для частичного его использования.

Энергетические показатели теплофикационных турбоустановок с противодавлением необходимо рассматривать, как правило, в сочетании с турбоустановками с конденсацией пара. Это обуславливается преобладанием потребления электрической энергии, что требует применения турбин с конденсацией пара.

1.2.Расходы пара и тепла на теплофикационные турбоустановки с

противодавлением.

Пропуск пара через турбину с противодавлением определяется размером теплового потребления (рис. 1). Отпуск тепла внешнему потребителю равен, кВт (кДж/ч),

(1)

где - затрата тепла на внешнего потребителя, кВт(кДж/ч); - расход пара на внешнего потребителя, кг/с (кг/ч); -.энтальпия отработавшего пара, используемого для внешнего потребления, кДж/кг; - энтальпия “обратного” конденсата, возвращаемого внешним потребителем на ТЭЦ, кДж/кг.

При отпуске тепла на технологические цели промышленным предприятиям обычно задаются отпуск пара и его параметры; при отпуске тепла с горячей водой на отопление, вентиляцию, бытовые нужды или для промышленных предприятий задают отпуск тепла и параметры воды. Электрическая мощность турбоагрегата с противодавлением определяется пропуском пара через него , связанного с расходом тепла формулой (1), и параметрами рабочего процесса турбины.

Уравнение энергетического баланса турбоагрегата с противодавлением имеет вид:

(2)

где -электрическая мощность, кВт; и — соответственно энтальпия пара перед турбиной и после нее, кДж/кг.

Для оценки энергетического совершенства процесса выработки электроэнергии на ТЭЦ большое значение имеет относительная (удельная)

выработка электроэнергии на тепловом потреблении э, равная (в безразмерных единицах):

(3)

Для часового промежутка времени удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении, кВт-ч/ГДж, составит (3а) гдe выражено в ГДж/ч и - в кВт, и .

Численное значение находится в пределах 50—180 кВт-ч/ГДж, возрастая с повышением начальных параметров и энтальпии и со снижением конечного давления пара в турбине и энтальпии .

Полный расход тепла ни турбоустановку с противодавлением, кВт, если отпускаемый пар и его конденсат у потребителя не теряются:

(4)

Это тепло расходуется на выработку внутренней мощности турбины и на внешнего потребителя в размере .

По принятому в нашей стране физическому методу распределения расхода тепла и топлива на долю тепловой энергии относится действительная затрата тепла на нее, т.е. в пределах турбоустановки величина , на долю электрической энергии - остальной расход тепла, а именно для турбины с противодавлением:

(5)

т.е. в данном случае расход тепла на производство электроэнергии равен внутренней мощности турбины , кВт (потеря тепла в конденсаторе при производстве электроэнергии отсутствует).

При принятом методе распределения тепла между электрической и тепловой энергией расход тепла на электроэнергию минимально возможный, устанавливаемый первым законом термодинамики и равный тепловому эквиваленту работы пара в турбине.

2.Математическая модель турбины с противодавлением.

Где D1=(кВт); i1=(кДж/кг); i2=(кДж/кг); i3=(кДж/кг); i4=(кДж/кг);

=; Q1=(кВт); Q2= (кВт) ;Q3=(кВт); W=(кВт);

E1=(в безразмерных единицах).

3.Порядок выполнения работы.

1.Изучить уравнение энергетического баланса турбоагрегата с противодавлением.

2.Изучить уравнение относительной выработки электроэнергии.

3.Изучить уравнение полного расхода тепла на турбо установку с противодавлением.

4.Ответить на контрольные вопросы.

5.Пользуясь своим вариантом рассчитайте электрическую мощность, относительную выработку электроэнергии в безразмерных единицах, полный расход тепла на турбоустановку с противодавлением.

6.Составить отчет по лабораторной работе

В отчет должны входить следующие пункты:

• Цель работы.

• Описание процесса расчета по заданному варианту.

• Вывод о проделанной работе.

4.Контрольные вопросы.

1.Какие электрические станции отличаются более высокими энергетическими показателями и чем это объясняется.

2.Назовите два вида теплофикационных турбин применяемых на ТЭЦ.

3.Запишите уравнение электрической мощности турбоагрегата с противодавлением.

4.Запишите уравнение относительной выработки электроэнергии.

5.Запишите уравнение полного расхода тепла на турбоустановку с противодавлением.

5.Варианты заданий.

N	D1	i1	i2	i3	i4	n
1	200	3500	3000	3050	2500	0.65
2	210	3600	3100	3150	2600	0.7
3	220	3700	3200	3250	2700	0.75
4	230	3800	3300	3350	2800	0.8
5	240	3900	3400	3450	2900	0.85