ЛАБ1 ТУРБИНЫ С ПРОТИВОДАВЛЕНИЕМ
.DOCЛабораторная 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.
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 |