m = |
4G2 |
, |
(30) |
3600ρwπdвн2 |
m округляют до десятков.
Выбрать число ходов z=4, тогда общее число труб в аппарате составит n=mz.
Действительная высота труб H = F , м.
πdcp n
Невязка расчета ∆ = h −h H 100 , %.
При получении невязки более 30% необходимо изменить число ходов, скорость движения воды или высоту труб.
Диаметр трубной доски при расположении труб по вершинам
равностороннего треугольника определить из соотношения |
|
||
D =1,13t 0,87 |
n |
, |
(31) |
|
ϕ |
|
|
где t – шаг между трубками, t=(1,25…2,5)dн, n-общее количество труб в аппарате, ϕ-коэффициент заполнения трубной доски, для многоходовых аппаратов ϕ=0,6.
4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ
Задача 1
Паросиловая установка работает по циклу Ренкина. Параметры начального
состояния: р =20 бар, |
t |
1 |
=3000С. Давление в конденсаторе |
р |
2 |
=0,04 бара. |
1 |
|
|
|
|
Определить термический КПД.
Порядок решения. Термический КПД цикла Ренкина равен
ηt = |
h1 |
−h2 |
. |
h1 |
|
||
|
−h′2 |
||
По диаграмме h-s (приложение) находим h1, h2 – энтальпии начального и конечного состояния пара при адиабатном расширении в турбине; h′2 -
25
энтальпия питательной воды, h′2 = Сptн , где Ср – теплоемкость воды, Ср =4,19
кДж/(кгּК), tн – температура насыщенного пара в конденсаторе, |
tн = f (P). |
||||
|
|
|
Задача 2 |
|
|
Паровая турбина мощностью N=12000 кВт работает при начальных |
|||||
параметрах р =80 бар и |
t |
1 |
=4500C. Давление в конденсаторе р |
2 |
=0,04 бара. В |
1 |
|
|
|
||
котельной установке, снабжающей турбину паром, сжигается уголь с теплотой сгорания Qнр=25 МДж/кг. КПД котельной установки равен ηк.у. =0,8. Температура питательной воды tп.в. =900С.
Определить производительность котельной установки и часовой расход топлива при полной нагрузке паровой турбины и условий, что она работает по циклу Ренкина.
Порядок решения. Удельный расход пара турбины
do = |
3600 |
|
, кг/(кВтּч). |
|
h1 −h |
2 |
|||
|
|
Энтальпию h1 и h2 находим по h-s диаграмме. Расход пара паровой турбиной D
Do = Ndo , кг/ч,
где энтальпия питательной воды hп.в. = Ср tп.в. . Часовой расход топлива В равен
B = Do (h1 −hп.в. ),кг/ч.
Qнp ηк.у.
Задача 3
Параметры пара перед паровой турбиной: р1 =90 бар, t1 =5000C. Давление в конденсаторе р2 =0,04 бара.
Определить состояние пара после расширения в турбине, если её относительный внутренний КПД ηoi = 0,84 .
Порядок решения. Располагаемый адиабатный перепад теплоты равен
26
ho = h1 −h2 , кДж/кг.
Действительный теплоперепад
hi = ho ηoi , кДж/кг.
Энтальпия пара за турбиной h2∂
h2∂ = h1 −hi , кДж/кг.
Проведя в h-s диаграмме линию постоянной энтальпии h2∂ , находим в пересечении с изобарой р2 точку 2 ∂, для которой степень сухости x.
Задача 4
На заводской ТЭЦ установлены две паровые турбины с противодавлением мощностью N=4000 кВт каждая. Весь пар из турбины направляется на производство, откуда он возвращается обратно в котельную в виде конденсата при температуре насыщения.
Турбины работают с полной нагрузкой при следующих параметрах пара:
р1 =35 бар, t1 =4350C, р2 =1,2 бар.
Принимая, что установка работает по циклу Ренкина, определить часовой расход топлива, если КПД котельной ηк.у. =0,84, а теплота сгорания топлива
Qнр =28500 кДж/кг.
Порядок решения. Удельный расход пара do равен
do = 3600 , кг/(кВтּч), h1 −h2
где энтальпию h1 и h2 находим по h-s диаграмме. Часовой расход пара, потребляемый турбинами
Do = 2Ndo , кг/ч.
Количество теплоты, потребляемой производством
27
Qпр = Do (h2 −h′2 ), кДж/ч,
где h′2 =Срtн, а tн =f( р2 ).
Количество теплоты, сообщенного пару в котельной
Q = Do (h1 −h′2 ), кДж/ч.
Часовой расход топлива В равен |
|
||
B = |
Q |
, кг/ч. |
|
Qнрηку |
|||
|
|
||
Задача 5
Для условий предыдущей задачи подсчитать расход топлива в случае, если вместо комбинированной выработки электрической и тепловой энергии на ТЭЦ будет осуществлена раздельная выработка электроэнергии в конденсационной установке и теплоты в котельной низкого давления.
Конечное давление пара в конденсационной установке принять р2 =0,04 бар.
КПД котельной низкого давления принять тот же, что для котельной высокого давления, ηк.у. = 0,84 .
Определить для обоих случаев коэффициент использования теплоты. Порядок решения. Удельный расход пара на турбину
do = 3600 , кг/(кВтּч), h1 −h2
где h1, h2 находим по h-s диаграмме. Полный расход пара на турбину
Do = 2Ndo , кг/ч.
Количество теплоты, сообщенного пару в котельной,
Q = Do (h1 −h′2 ), кДж/ч,
где h′2 = Срtн; tн =f( р2 ) =290С, Ср=4,19 кДж/(кгּК).
28