Розв’язування

Точку К, яка характеризує стан пари на вході в конденсатор, визначаємо на перетині ізобари Р_к = 5 кПа з кривою допустимої міри сухості х_д = х_к = 0,88. Параметри пари в точці К: h_к = 2275 кДж/кг;

t_к  33^оС; S_к = 7,45 кДж/(кг·К).

Оптимальний тиск для проміжного перегріву пари [1]

Р_п = (0,15 – 0,2) Р_о .

Тому Р_п = 0,2 Р_о = 0,2 12 = 2,4 МПа = 2400 кПа.

Точку ПП, яка характеризує стан пари після проміжного пароперегрівника, визначаємо на перетині ізобари Р_п з ізоентропою S_к. Параметри пари в точці ПП: h_пп = 3536 кДж/кг; t_пп = 530^оС.

Питома витрата теплоти на проміжний перегрів пари, кДж/кг

q_пп = 0,1353600 = 486.

Рисунок 8.3 – Схема і робочий процес на h-s-діаграмі ПТУ з проміжним перегрівом пари: ПП – проміжний пароперегрівник; інші позначення див. на рис.8.2.

Ентальпія пари до проміжного пароперегрівника, кДж/кг

h_п = h_пп – q_пп = 3536 – 486 = 3050.

Точку П визначаємо на перетині ізобари Р_п з ізоентальпою h_п. Початкову точку, яка характеризує стан пари на вході в турбіну, визначаємо на перетині ізоентропи S_п = 6,43 кДж/(кгК) з ізобарою Р_о.

Параметри пари в точці 0: h_o = 3530 кДж/кг; t_o = 570^оС.

Теоретичний теплоперепад в турбіні, кДж/кг

H_o = h_o – h_п + (h_пп – h_п) = h_о – h_к + q_пп = 3530 – 2275 + 486 = 1741.

Питома втрата теплоти в конденсаторі, кДж/кг

q_к =h_к – C_р t_к = 2275 – 4,18733 = 2137.

Витрата пари на турбіну, кг/с

D_o = N_e 10³/H_o= 200 10³/1741 = 114,87.

Витрата охолодної води в конденсаторі, кг/с

G_ов = D_о q_к/(C_p t_ов) = 114,87 2137/(4,18717) = 3348,7.

Ентальпія живильної води, кДж/кг

= = С_р t_к = 4,187 33 = 138.

Термічний ККД циклу ПТУ

_t = H_o/(h_о – + q_пп) = 1741/(3530 – 138 +486) = 0,4489.

Питома витрата умовного палива, кг/кВт·год.

b_у = 0,123/_t = 0,123/0,4489 = 0,274.

Загальна витрата умовного палива, кг/с

В_у = b_у N_e/3,6 = 0,274200/3,6 = 15,22.

Якщо б ПТУ працювала без проміжного перегріву пари, то процес розширення пари відбувався за ізоентропою S_о. А кінцева точка К_о визначалася б на перетині ізобари Р_к з ізоентропою S_о. Параметри пари в точці К_о: h_ко = 2050 кДж/кг; х_ко = 0,79. Кінцева міра сухості пари менша, ніж допустима, тому робота турбіни в принципі не можлива.

Теоретичний теплоперепад в турбіні, кДж/кг

= h_o - h_ко = 3530 – 2050 = 1480.

Витрата пари на турбіну, кг/с

= N_e 10³/H_o = 20010³/1480 = 135,13.

Питома втрата теплоти в конденсаторі, кДж/кг

= h_ко - = 2050 – 138 = 1912.

Витрата охолодної води в конденсаторі, кг/с

= /(C_p t_ов) = 135,13 1912/(4,18717) = 3629,8.

Термічний ККД циклу

= /(h_o - ) = 1480/(3530 - 138) = 0,436.

Питома витрата умовного палива, кг/кВт год

= 0,123/= 0,123/0,436 = 0,282.

Загальна витрата умовного палива, кг.с

= N_e/3,6 = 0,282 200/3,6 = 15,67.

Зіставлення результатів розрахунків показує, що показники роботи ПТУ без проміжного перегріву гірші, ніж показники роботи ПТУ з проміжним перегрівом пари.

Задача 8.1.5. Витрата охолодної води в конденсаторі турбіни складає 25000 т/год, а її підігрів – 20 К. Проміжний перегрів пари здійснюється до початкової температури 550^оС. В схемі ПТУ є регенеративний підігрівник (РП), який підігріває конденсат на 50^оС і заживлений парою з відбору турбіни, коефіцієнт недовиробітку якої дорівнює 0,256. Визначити показники роботи, витрату умовного палива теоретичного циклу ПТУ, якщо питома втрата теплоти в конденсаторі – 0,595 кВтгод., а температура конденсату – 33^оС. Схема ПТУ і зображення робочого процесу пари в турбіні на h-S діаграмі показані на рис. 8.4.

Розв’язування

Ентальпія конденсату, кДж/кг

= C_p t_к = 4,18733 = 138.

Питома втрата теплоти в конденсаторі, кДж/кг

q_к = 0,5953600 = 2142.

Ентальпія пари на вході в конденсатор, кДж/кг

h_к = + q_к = 138 + 2142 = 2280.

Точку К на h-s-діаграмі визначаємо на перетині ізоентальпи h_к з ізотермою t_к. Інші параметри в точці К: Р_к=5 кПа; S_к=7,5 кДж/(кг·К); х_к=0,885.

Точку ПП визначаємо на перетині ізоентропи S_к з ізотермою t_пп = t_о. Параметри пари в точці ПП: h_пп=3580 кДж/кг; v_пп=0,16 м³/кг; P_пп=2400 кПа.