РГР - Расчет цикла паротурбинной установки / моя

Задание к расчетной работе

Для паротурбинной установки (ПТУ), работающей по обратимому (теоретическому) циклу Ренкина, расчётом определить:

- параметры воды и пара в характерных точках цикла;

- количество тепла, подведённого в цикле;

- количество отведённого тепла в цикле;

- работу, произведённую паром в цикле;

- работу, совершённую в цикле

- термический КПД цикла

- теоретические удельные расходы пара и тепла на выработку электроэнергии.

Расчет выполнить при заданных параметрах острого пара перед турбиной и одинаковом значении давления пара в конденсаторе P₂ для четырех случаев:

1. ПТУ работает на сухом насыщенном паре с начальным давлением P₁

2. ПТУ работает на перегретом паре с начальными параметрами P₁ и t₁

3. ПТУ работает на перегретом паре с параметрами P₁ и t₁, но при этом используется вторичный перегрев пара до температуры t_n при давлении P_n

Исходные данные:

Вариант	Начальные параметры пара		Параметры пара после вторичного перегрева		Конечное давление пара
	давление	температура	давление	температура	, кПа
	, МПа	, °C	, МПа	, °C
43	9	490	1,7	500	5

1. ПТУ работает на сухом насыщенном паре с начальным давлением Р1

Принципиальная схема ПТУ:

Схема паровой установки:

ПГ - парогенератор

ПТ - паровая турбина

ЭГ - электро генератор

К - конденсатор

ПН - питательный насос

Фазовые Pv-, Ts-, hs- диаграммы дают возможность проследить, как изменяется состояние рабочего тела (воды) и его параметры в цикле Ренкина.

1) Параметры воды и пара в характерных точках цикла:

Точки цикла	P, бар	t, ° C	h, кДж/кг	V,	S, кДж/кг*К	X
1	90	303.32	2743	0.02048	5.678	1
2	0,05	32.88	1737.1	18.6	5.678	0.66
3	0,05	32.88	137.83	0.0010053	0.4761	0
4	90	303.32	1570.8	0.001611	3.623	0

2) Количество тепла, подведённого в цикле; процесс 3 - 4 - 1:

3) Количество отведенного тепла в цикле; процесс 2 - 3:

4)Работа, произведенная паром в цикле:

• Работа, произведенная паром в турбине:

• Работа, затраченная на привод питательного в насоса:

• Работа совершенная в цикле:

5) Термический КПД цикла Ренкина:

6) Теоретический удельный расход пара и тепла на выработку электроэнергии:

• Теоретический удельный расход пара:

• Теоретический удельный расход тепла:

2. ПТУ работает на перегретом паре с начальными параметрами P1 и t1;

Схема паровой установки:

ПГ - парогенератор

ПТ - паровая турбина

ЭГ - электро генератор

К - конденсатор

ПН - питательный насос

ПП - пароперегреватель

Фазовые Pv-, Ts-, hs- диаграммы дают возможность проследить, как изменяется состояние рабочего тела (воды) и его параметры в цикле Ренкина.

1) Параметры воды и пара в характерных точках цикла:

Точки цикла	P, бар	t, ° C	h, кДж/кг	V,	S, кДж/кг*К	X
1	90	490	3361,9	0,03616	6.6271	-
2	0.05	32,88	2027,9	21,99	6.6271	0,78
3	0.05	32,88	137,83	0,0010053	0,4761	0
4	90	303,32	1570,8	0,001611	3,623	0
5	90	303,32	2743	0,02048	5,678	1

2) Количество тепла, подведённого в цикле; процесс 3 - 4 - 1:

3) Количество отведенного тепла в цикле; процесс 2 - 3:

4)Работа, произведенная паром в цикле:

• Работа, произведенная паром в турбине:

• Работа, затраченная на привод питательного в насоса:

• Работа совершенная в цикле:

5) Термический КПД цикла Ренкина:

6) Теоретический удельный расход пара и тепла на выработку электроэнергии:

• Теоретический удельный расход пара:

• Теоретический удельный расход тепла:

3. ПТУ работает на перегретом паре с начальными параметрами P1 и t1, но при этом используется вторичный перегрев пара до температуры tn при давлении Pn:

Схема паровой установки:

ПГ - парогенератор

ПТ - паровая турбина

ЭГ - электро генератор

К - конденсатор

ПН - питательный насос

ВПП - вторичный перегрев пара

Фазовые Pv-, Ts-, hs- диаграммы дают возможность проследить, как изменяется состояние рабочего тела (воды) и его параметры в цикле Ренкина.

1) Параметры воды и пара в характерных точках цикла:

Точки цикла	P, бар	t, ° C	h, кДж/кг	V,	S, кДж/кг*К	X
1	90	490	3361,9	0,03616	6,6271	-
a	17	204,3	2795	0,1167	6,6271	-
b	17	500	3473	0,23605	7,569	-
2	0,05	32,88	2318,7	25,371	7,569	0,9
3	0,05	32,88	137,83	0,0010053	0,4761	0
4	90	303,32	1570,8	0,001611	3,623	0
5	90	303,32	2743	0,02048	5,678	1

2) Количество тепла, подведённого в цикле; процесс 3 - 4 - 1:

3) Количество отведенного тепла в цикле; процесс 2 - 3:

4)Работа, произведенная паром в цикле:

• Работа, произведенная паром в турбине:

• Работа, затраченная на привод питательного в насоса:

• Работа совершенная в цикле:

5) Термический КПД цикла Ренкина:

6) Теоретический удельный расход пара и тепла на выработку электроэнергии:

• Теоретический удельный расход пара:

• Теоретический удельный расход тепла:

Результаты расчетов:

Цикл ПТУ	Параметры цикла
						,%
На сухом насыщенном паре	2605,17	1599,27	1014,94	3,579	9323,9	39
На перегретом паре	3224.07	1890.07	1343.01	2.699	8701.8	42
С вторичным перегревом пара	3902	2180.87	1732.24	2.089	8151.3	44

Вывод: Проведя расчёты мы получили таблицу параметров ПТУ, рассчитанных при различных способах осуществления цикла Ренкина.

Из данной таблицы видно что ПТУ выдаёт наибольший КПД и имеет меньшее потребление энергии и пара если она работает со вторичным перегревом, что экономически выгоднее. Причём при вторичном перегреве повышается коэффициент сухости пара и уменьшается коррозия лопаток турбины, а значит увеличивается срок работы турбины.