- •Расчет тепловой схемы пгу.
- •1.Исходные данные.
- •2. Расчет параметров цикла пгу.
- •3.Определение расходов рабочих тел пгу.
- •4.Построение теплового процесса расширения пара в турбине.
- •5.Расчет регенеративной системы паровой турбины.
- •6.Определение мощности развиваемой паровой турбиной.
- •7.Определение расхода охлаждающей воды в конденсаторе паровой турбины.
- •8.Определение показателей эффективности пгу.
- •Учебно-исследовательский раздел.
- •1.Влияние паровой регенерации на эффективность пгу.
- •А) Отключен деаэратор.
- •Б) Отключены деаэратор и пнд:
- •В) Отключены деаэратор и пнд:
- •2.Исследование эффективности пгу при многоступенчатом сжатии воздуха в компрессоре.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров»
Кафедра ТСУ и ТД
Курсовой проект на тему:
«Расчёт цикла парогазовой установки»
по дисциплине «Техническая термодинамика»
Выполнил студент гр.426:
Проверил зам.декана ФПЭ:
Горбай С.В.
Санкт-Петербург
2010
Описание принципиальной схемы парогазовой установки с высоконапорным парогенератором.
Стремление повысить увеличить термический КПД паротурбинных и газотурбинных установок привело к созданию комбинированных парогазовых циклов. В этих установках работают два рабочих тела: газообразные продукты сгорания топлива и водяной пар. Принципиальная схема такой парогазовой установки с высоконапорным парогенератором представлена на рис. 1. Она состоит из следующего основного оборудования: высоконапорного парогенератора (ВПГ) с промежуточным перегревом пара, паровой конденсационной турбины, газотурбинного агрегата, включающего газовую турбину (ГТ) и компрессор (К).
Установка работает следующим образом: атмосферный воздух, сжатый в компрессоре, подается в высоконапорный парогенератор, работающий на жидком или газообразном топливе, сжигаемом под давлением. Продукты сгорания топлива с требуемой температурой (700 -11000С) поступают в газовую турбину, в которой расширяются до атмосферного давления и затем, охладившись в горячей стороне газового подогревателя до температуры 120-1600С , выбрасываются в атмосферу.
Перегретый пар из ВПГ поступает в часть высокого давления (ЧВД) паровой турбины, в которой расширяется до промежуточного давления Рпп. Далее пар отводится из турбины в промежуточный пароперегреватель, где нагревается до первоначального значения температуры. Вновь перегретый пар возвращается в часть низкого давления (ЧНД) паровой турбины, в которой расширяется до давления в конденсаторе (КД)
Конденсат и конденсатора, под действием конденсатных насосов, прокачивается через систему регенеративных подогревателей, включающую в себя подогреватель низкого давления (ПНД) и деаэратор (Д).
Подогрев воды в них осуществляется паром, отбираемым из отборов турбин.
Подогретая таким образом питательная вода насосом (ПН.) подается в холодную сторону газового подогревателя, где нагревается до температуры кипения и затем направляется в высоконапорный парогенератор.
рис.1. Принципиальная схема ПГУ
Расчет тепловой схемы пгу.
1.Исходные данные.
Мощность газотурбинной установки 24 МВт
Температура перед газовой турбиной
Параметры воздуха перед компрессором мм. рт. ст. = 0,101 МПа
Параметры пара перед паровой турбиной
Давление в конденсаторе МПа
Давление в отборах турбины МПа.
Давление в промежуточном парогенераторе МПа.
Внутренний относительный КПД газовой турбины
Внутренний относительный КПД компрессора
Внутренний относительный КПД паровой турбины
Топливо природный газ 33000 кДж/кг
Рабочее тело в ГТУ обладает свойствами воздуха.
(рис 2)
T-S-диаграмма цикла ПГУ с ВПГ.
2. Расчет параметров цикла пгу.
В качестве определяющего параметра цикла ПТУ при изобарном подводе теплоты принимают степень повышения давления при адиабатном сжатии в компрессоре. Полезную удельную работу цикла ГТУ можно выразить как разность между действительной удельной работой газовой турбины и действительной удельной работой сжатия в компрессоре :
(1)
Выразим каждую из этих работ через ее теоретическое значение:
;
Запишем выражение для внутреннего относительного КПД реального цикла ГТУ в следующем виде:
, (2)
Как известно работа сжатия в компрессоре находится из равенства:
, (3)
Для действительных циклов ГТУ оптимальная степень сжатия определяется по формуле:
, (4)
Оптимальная степень сжатия для действительных циклов ПГУ.
Где коэффициенты m=(K-1)/K; .
При заданных значениях находим:
6.47
Из соотношения находим:
481,1 К
Давление в топке ВПГ:
МПа
Параметры газа на выходе из газовой турбины при изоэнтропном процессе расширения определяем при условии что т.е.
, (5)
, (6)
, (7)
Из отношений (6) и (7) следует:
. (8)
Откуда К
Давление 0,101 МПа
Значение действительных температур газа на выходе из компрессора и газовой турбины из выражения внутреннего относительного КПД этих машин.
, (9)
, (10)
Из уравнений (9) и (10) найдем действительные значения температур газа на выходе из компрессора и газовой турбины.
К
К
3.Определение расходов рабочих тел пгу.
Полезная мощность ГТУ может быть определена из уравнения:
, (11)
В выражении (11) - теоретическая мощность, развиваемая газовой турбиной:
, (12)
а теоретическая мощность потребляемая компрессором.
, (13)
Принимая что , уравнение (11) перепишем в следующем виде:
, (14)
Откуда =141.7 кг/с
здесь значение теплоемкости Дж/кг К=1,005 кДж/кг К
действительная мощность газовой турбины составит:
кВт
Действительная мощность, потребляемая компрессором составит:
кВт
Расход питательной воды соответствующий расходу острого пара , подаваемого на паровую турбину, определим из уравнения теплового баланса газового подогревателя с учетом действительных параметров газовой ступени:
(15)
или
(16)
Температура газа на выходе газового подогревателя принимается равной С . При более низкой температуре наблюдается сернистая коррозия поверхностей нагрева.
Энтальпия воды на выходе смешивающего подогревателя (деаэратора) определяется из условия, что питательная вода нагревается в нем до состояния насыщения при давлении греющего пара.
В тепловой схеме ПТУ применяется деаэратор атмосферного типа с давлением греющего пара 0,12 МПа.
По таблицам водяного пара для давления 0,12 МПа находим кДж/кг. Как видно из рисунка 2 питательная вода в газовом подогревателе нагревается до состояния насыщения при давлении 4,4 (точка 13). По таблицам водяного пара находим кДж/кг и определяем расход.
Расход:
кг/с