4 Предварительное построение теплового процесса расширения пара в турбине в h-s-диаграмме

Расчет ведем на экономическую мощность турбины:

.

Потерю давления в стопорном и регулирующих клапанах принимаем равной 3% давления пара перед стопорным клапаном. Тогда давление пара перед соплами первой ступени составит:

.

а температура:

.

Этим начальным условиям соответствует энтальпия:

.

Потеря давления в выхлопном патрубке составит:

,

где ;;

Значит:

.

Тогда, давление пара за последней ступенью турбины будет равно:

.

Энтальпия пара в конце изоэнтропийного процесса расширения равно:

.

Общий изоэнтропийный теплоперепад, приходящийся на турбину:

.

Относительный эффективный К.П.Д. турбины примем равным 0,8, а механический К.П.Д. турбины равным 0,975. Значит, относительный внутренний К.П.Д. турбины составит:

Тогда использованный теплоперепад в турбине равен:

.

2д = -=3350-1123,4=2226,6

По полученным данным построим предварительный тепловой процесс турбины в HS-диаграмме.

5 Тепловой расчет регенеративной схемы турбоустановки

За основу возьмем типовую схему которая состоит из четырех подогревателей высокого давления и одного подогревателя низкого давления, а также деаэратора с давлением пара 0,58 МПа.

В деаэратор поступают добавка химически очищенной воды в количестве 3 % с температурой 100 С и отсосы пара из переднего концевого уплотнения турбины в количестве 0,5 % общего расхода пара на турбину.

Слив конденсата греющего пара из подогревателей высокого и низкого давления каскадный.

Температура питательной воды на выходе из последнего подогревателя принимаем равной 230 С.

При расчете примем во внимание:

1. Потерю давления в регенеративных отборах от турбины до подогревателей (5 % давления пара в отборах)

2. Уменьшение температуры питательной воды на выходе из каждого подогревателя ( на 5С ниже температуры насыщения греющего пара отборов)

3. Потерю тепла на излучение в подогревателях (1-3 %, в зависимости от ступени подогрева)

Температура насыщения пара при составляет33,3С.

Повышение температуры конденсата в охладителях эжектора примем равной 3 С.. Тогда температура конденсата за охладителями эжектора составит:

С

Температура питательной воды на выходе из последнего подогревателя составляет 250 С, на выходе из деаэратора 158С.

Подогрев воды в отдельных подогревателях принимают приблизительно равными:

а) в ПНД С.

б) в ПВД С.

Все основные параметры регенеративной схемы заносим в таблицу 1.

При составлении таблицы используем данные из предварительного построения теплового процесса в HS-диаграмме и термодинамические таблицы для воды и водяного пара.

6 Расчет подогревателей

Расчет выполняется согласно тепловой схеме, начиная с подогревателей высокого давления.

Подвод пара к турбине перед стопорным клапаном принимаем за 100%().

Для определения относительных расходов пара регенеративных отборов на подогрев питательной воды составляем уравнения тепловых балансов для подогревателей, деаэратора, охладителя эжектора.

Подогреватель П1

энтальпия воды на выходе из подогревателя;

энтальпия воды на входе в подогреватель;

энтальпия греющего параІ отбора;

энтальпия конденсата греющего параІ отбора;

Уравнение теплового баланса имеет вид:

,

где k– коэффициент, учитывающий отдачу тепла в окружающую среду. Принимаем этот коэффициент равным 1,03.

Из уравнения теплового баланса получим:

Подогреватель П2

м

энтальпия воды на выходе из подогревателя;

энтальпия воды на входе в подогреватель;

энтальпия греющего параІI отбора;

энтальпия конденсата греющего параІI отбора;

Уравнение теплового баланса имеет вид:

,

где k– коэффициент, учитывающий отдачу тепла в окружающую среду. Принимаем этот коэффициент равным 1,03.

Из уравнения теплового баланса получим:

,

Подогреватель П3

энтальпия воды на выходе из подогревателя;

энтальпия воды на входе в подогреватель;

энтальпия греющего параІII отбора;

энтальпия конденсата греющего параІII отбора;

Уравнение теплового баланса имеет вид:

,

где k– коэффициент, учитывающий отдачу тепла в окружающую среду. Принимаем этот коэффициент равным 1,03.

Из уравнения теплового баланса получим:

Подогреватель П4

энтальпия воды на выходе из подогревателя;

энтальпия воды на входе в подогреватель;

энтальпия греющего параІV отбора;

энтальпия конденсата греющего параІV отбора;

Уравнение теплового баланса имеет вид:

,

где k– коэффициент, учитывающий отдачу тепла в окружающую среду. Принимаем этот коэффициент равным 1,03.

Из уравнения теплового баланса получим:

Деаэратор

энтальпия химически очищенной воды;

энтальпия пара отсоса;

энтальпия конденсата греющего параIVотбора;

энтальпия греющего пара деаэратора;

энтальпия воды на входе в деаэратор;

энтальпия воды на выходе из деаэратора;

Энтальпия химически очищенной добавочной воды, подаваемой в деаэратор, принимаем равной 419 кДж/кг. Приближенно оцениваем величину теплового перепада, перерабатываемого на регулирующей ступени турбины, кДж/кг. В соответствии с этим энтальпия пара отсоса из переднего уплотнения составит

.

Уравнение теплового баланса для деаэратора имеет вид:

отсосы пара из переднего концевого уплотнения;

добавка химически очищенной воды;

расход рабочего пара на эжектор;

Из уравнения теплового баланса следует, что:

,

кДж/кг

Рисунок 1. Принципиальная тепловая схема паротурбинной установки