Порядок расчета задачи № 1

Определение энтальпий (h) в узловых точках 1, 2, 3, 4, 6, 7 можно произвести по диаграмме h-s или по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [3]. Ниже дан порядок расчета h с помощью таблиц.

1. В табл. III (вода и перегретый пар) по р₁ = 100 бар и t₁ = 550 ⁰С находят h₁, s₁.

2. При р₆ = р₃ = 30 бар из табл. II (состояние насыщения по давлениям) находят s¢ и s¢¢. Если s₁ = s₆ > s¢¢, в состоянии 6 – перегретый пар. Энтальпию h₆ находят из табл. III по р₆ = 30 бар и s₆ = s₁.

3. Из табл. III по р₃ = 30 бар и t₃ = t₁ находят h₃, s₃.

4. При р₄ = р₇ = 0,04 бар из табл. II находят s¢ и s¢¢. Сравнивают s₃ = s₇ с s¢ и s¢¢. При s¢<s₇<s¢¢ в состоянии 7 – мокрый пар.

Рассчитывают степень сухости

и энтальпию

,

h¢ и h¢¢ берут из табл. II при р₇ = 0,04 бар.

5. Энтальпии в действительных состояниях 2 и 4 рассчитывают через соотношения для ступеней:

.

6. Энтальпия h₅ берется из табл. II при р₅ = р₄ = 0,04 бар: h₅ = h¢.

7. Рассчитывают:

a) термический КПД обратимого цикла

;

б) внутренний КПД действительного цикла

;

в) эффективную работу (ℓ _е), электрическую работу (ℓ _э), теплоту, выделившуюся при сгорании топлива (q '), электрический КПД (h_э) по формулам:

.

8. Рассчитывают потери тепла:

а) в паровом котле:

;

б) в конденсаторе:

.

9. Рассчитывают механические потери в турбине, потери в электрогенераторе:

,

.

10. Записывают уравнение теплового баланса паротурбинной установки

,

подставляют численные значения и проверяют тождество правой и левой частей уравнения.

Анализ результатов расчета заключается в сравнении между собой коэффициентов полезного действия: и потерь в отдельных узлах установки. На основании анализа сделать выводы.

Задача № 2. Регенеративный подогрев питательной воды за счет тепла отборов пара из турбины дает значительное повышение термического (h_t) и электрического (h_э) коэффициентов полезного действия. Подогрев воды осуществляется в подогревателях (смешивающих или поверхностных). С увеличением числа подогревателей КПД растет. В мощных ПТУ применяется 9-10 подогревателей, что дает увеличение электрического КПД на 13-15%.

На примере задачи № 2 можно понять принцип расчета регенеративных циклов и убедиться, что благодаря регенеративному подогреву питательной воды термический КПД цикла увеличивается.

Если полный расход пара, поступающего на турбину, обозначить G, , а расход пара, направляемого в подогреватель воды - G_отб, то G – G_отб, поступает в конденсатор. Тогда - это доля пара от 1 кг, направляемая в подогреватель, (1-a) – доля пара от 1 кг, поступающая в конденсатор.

Работа, получаемая в турбине от 1 кг пара, вычисляется по формуле

, .

Теплота, отводимая в конденсаторе от 1 кг пара

.

Теплота, подводимая в паровом котле

.

Теплота, отводимая в процессе конденсации отбора пара в подогревателе воды

передается воде в процессе ее нагрева (4-5):

Таким образом, уравнение

является уравнением теплового баланса подогревателя воды, из которого определяется доля пара, направляемого в отбор (a). Затем рассчитываются подводимая (q₁), отводимая (q₂) теплота и термический КПД обратимого регенеративного цикла

.

Для цикла без регенерации (1-3-4):

.

Для расчета термических КПД необходимы значения энтальпий в отдельных состояниях цикла. Ниже приводится порядок расчета h с помощью таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара [3].

1. Для перегретого пара по р₁ = 140 бар и t₁ = 550 ⁰С из табл. III находят h₁, s₁.

2. При давлении отбора р₂ = р₅ = 6 бар из табл. II (состояние насыщения по давлениям) находят s¢ и s¢¢. Сравнивают s₁ = s₂ с s¢ и s¢¢. При s¢ < s₂ < s¢¢ в точке 2 – мокрый пар. Рассчитывают степень сухости

и энтальпию мокрого пара

,

h¢ и h¢¢ берут из табл. II по давлению р₂.

3. Аналогично рассчитывают энтальпию состояния 3.

4. В состояниях 4 и 5 – кипящая вода. Значения энтальпий h₄ = h¢ и h₅ =h¢ берут из табл. II по давлениям р₃ = р₄ и р₂ = р₅ соответственно.

По результатам расчета термических КПД циклов с регенерацией () и без регенерации ( ¢) делается заключение о том, на сколько процентов увеличивается термический КПД при включении в схему установки одного подогревателя. С увеличением числа подогревателей термический КПД регенеративного цикла растет.

Задача № 3. Паротурбинные установки, предназначенные для совместной выработки электроэнергии и теплоты, называются теплофикационными.

Различают 3 типа теплофикационных установок: противодавленческие, с ухудшенным вакуумом и с регулируемым отбором пара.

Наибольшее распространение получили теплофикационные установки с регулируемым отбором пара.

Поиск по сайту: