Початковий тиск пари перед турбіною, кПа

Р_о = Р_пп/0,2 = 2400/0,2 = 12000.

Рисунок 8.4 – Схема ПТУ і робочий процес пари на h-S діаграмі. Позначення див. на рис.8.2 і 8.3.

Точку O, яка характеризує стан пари на вході в турбіну, визначаємо на перетині ізотерми t_о = t_пп з ізобарою Р_о. Параметри пари в точці 0: h_о=3480 кДж/кг; S_o=6,68 кДж/(кг К); v_о=0,03 м³/кг.

Точку П, яка характеризує стан пари на вході в проміжний пароперегрівник, визначаємо на перетині ізобари Р_пп з ізоентропою S_о = S_п. Параметри пари в точці П: h_п = 3020 кДж/кг; t_п = 300^оС.

Питома теплота, яка витрачається на проміжний перегрів пари, кДж/кг

q_пп = h_пп – h_п = 3580 – 3020 = 560.

Теоретичний перепад в турбіні, кДж/кг

H_o = h_o – h_к + q_пп = 3480 – 2280 + 560 = 1760.

Ентальпія пари у відборі турбіни, кДж/кг

h₁ = h_к + у₁ Н_о= 2280 + 0,256 1760 = 2730.

Точка 1 на h-s-діаграмі визначається на перетині ізоентальпи h₁ з ізоентропою S_о=S_пп. Параметри пари в точці 1: Р₁=80 кПа; t₁=100^оС; t_н1=93^оС.

Ентальпія конденсату пари в РП, кДж/кг

= С_р t_н1 = 4,293  391.

Температура та ентальпія живильної води

t_жв = t_к + t_рп = 33 + 50 = 83^оС;

=С_рt_жв = 4,283 = 349 кДж/кг.

Питома теплота, яка передана воді в РП, кДж/кг

q_в1 = – = 349 – 138 = 211.

Теплота, яка віддана парою в РП, кДж/кг

q_n1= h₁ – = 2730 391 = 2339.

Частка відбору пари з турбіни на рп

₁ = q_в1/ (q_в1 + q_n1) = 211/(211 + 2339) = 0,083.

Питома робота пари в турбіні, кДж/кг

_то = Н_о(1 – ₁ у₁) = 1760 (1 – 0,0830,265) = 1721.

Термічний ККД циклу ПТУ

_t = _то/(h_o – + q_пп) = 1721/(3480 – 391 + 560) = 0,4716.

Питома витрата умовного палива, кг/кВтгод.

b_у = 0,123/_t = 0,123/0,4716 = 0,26.

Витрата пари в конденсаторі турбіни з рівняння теплового балансу конденсатора, кг/с

D_к =G_ов С_р t_ов/(3,6 q_к) = 2500 4,187 20 /(3,62142) = 271,5.

Витрата пари на турбіну, кг/с

D_o = D_к/_к = D_к/(1 – ₁) = 271,5(1 – 0,083) = 296.

Електрична потужність ПТУ, МВт

N_e = D_{o то} = 296 172110^-3 = 509,5.

Витрата умовного палива на ПТУ, кг/с

В_у = b_у N_e/3,6 = 0,26 509,5/3,6 = 36,8.

Задача 8.1.6. Теплофікаційна ПТУ з електричною потужністю

50 МВт працює з початковими параметрами Р_о = 9 МПа і t_о =510^оС. Турбіна має один відбір пари тиском 120 кПа. З цього відбору заживлені регенеративний підігрівник, який підвищує температуру конденсату на 40^оС і підігрівник системи теплофікації потужністю 50 МВт (рис.8.5). Визначити показники роботи ПТУ, якщо тиск в конденсаторі 4 кПа, відносний внутрішній ККД турбіни – 0,84, електромеханічний ККД – 0,97, зворотний конденсат змішується з живильною водою і надходить в парогенератор. Зіставити також показники роботи теплофікаційної ПТУ з показниками роботи конденсаційної ПТУ.

Рисунок 8.5 – Схема і зображення циклу теплофікаційної ПТУ на h-s- діаграмі: ТФП – теплофікаційний підігрівник; НЗ – насос зворотного конденсату. Інші позначення див. на рис.8.2 і 8.3.

Розв’язування

Початкову точку 0 визначаємо на перетині ізобари Р_о з ізотермою t_о. Параметри пари в точці 0: h_о = 3410 кДж/кг; S_о = 6,7 кДж/(кг·К). Теоретичний процес розширення пари в турбіні здійснюється за умови S_о = const. Точку К_о визначаємо на перетині ізобари Р_к з ізоентропою S_о. Параметри пари в точці К_о: h_ко = 2030 кДж/кг; x_ко = 0,78; t_к = 29,5^оС.

Теоретичний теплоперепад в турбіні, кДж/кг

H_o = h_o – h_ко = 3410 – 2030 = 1380.

Дійсний (робочий) теплоперепад в турбіні, кДж/кг

Н_р = Н_о _оi= 13800,84 = 1159.

Дійсна ентальпія пари на виході з турбіни, кДж/кг

h_к = h_о – H_р = 3410 – 1159 = 2251.

Точку К, яка характеризує стан пари на вході в конденсатор, визначаємо на перетині ізобари Р_к з ізоентальпою h_к. Параметри пари в точці К: х_к = 0,875; S_к = 7,47. З’єднуємо точки 0 і К лінією. Точку 1 визначаємо на перетині лінії 0 – К з ізобарою Р₁. Параметри пари в точці 1: h₁ = 2640 кДж/кг; x₁ = 0,98; t_н1 = 105^оС; S₁ = 7,2 кДж/(кгК).