Розрахунок циклу паротурбінної установки

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

РОЗРАХУНОК ЦИКЛУ паротурбінної установки
Для паротурбінної установки, що працює по оборотного (теоретичному) циклу Ренкіна, розрахунком визначити:
v параметри води і пари в характерних точках;
v кількість тепла, підведеного в циклі;
v роботу, вироблену пором в турбіні;
v роботу, витрачену на привід живильного насоса;
v роботу, зроблену в циклі;
v термічний ККД циклу;
v теоретичні витрати пари і тепла на вироблення електроенергії.
1. У працює на сухому насиченому парі з початковим тиском P 1 = 15 МПа, P 2 = 5 КПа

Схема паротурбінної установки:
ПТ - парова турбіна;
ЕГ - електрогенератор;
К - конденсатор;
ПН - живильний насос;
ПГ - парогенератор.
Для визначення параметрів робочого тіла у характерних точках в теоретичному циклі Ренкіна скористаюся PV, TS і HS діаграмами, які схематично зображені нижче. За ним легко бачити, які параметри міняються, а які ні.

1-2 - адіабатичне розширення пари в турбіні;
2-3 - ізобарно-ізотермічний процес конденсації пари (P2 = const, t2 = const);
3-4 - адіабатно стиснення води в насосі (можна вважати і ізохоричному);
4-5 - ізобарний процес підігріву;
5-1 - ізобарно-ізотермічний процес пароутворення в парогенераторі.
Параметри робочого тіла у характерних точках циклу наведені в таблиці 1.
Таблиця 1.
Точки
P1, KПa
t, 0 С
h, кДж / кг
V, м 3 / кг
S, кДж / кг * К
X
1
342,12
2611,6
0,01035
5,3122
1
342,12
2
32,9
1619,428
17,685
5,3122
0,611
32,9
3
32,9
137,77
0,0010052
0,4762
0
32,9
4
36,48
152,843
0,0010052
0,4762
-----------
36,48
5
342,12
1612
0,001658
3,71
0
342,12
Параметри точок 1,3,5 беру з таблиці [1].
Параметри точки 4 розраховую:
Δh 3-4 = V 3 (P1-P2) = 0.0010052 (15000-5) = 15.037
h 4 = h3 + Δh 3-4 = 137.77 +15.037 = 152.843 кДж / кг * до
t4 = h4/Cp = 152.843/4.19 = 36.48 0 C
Параметри точки 2 розраховую:
X = (S2-S `) / (S ``-S`) = (5.3122-0.4762) / (8.396-0.4493) = 0.611
V2 = X2 * V `` = 0.611 * 38.196 = 17.685 м 3 / кг
h2 = h `+ X2 (h ``-h`) = 137.77 +0.611 (2557.65-137.77) = 1619.428 кДж / кг
Теплоту q1, підведену в процесах 4-5-1 визначу по зміні ентальпії:
q1 = h1-h4 = 2611.6 - 152.843 = 2458.7 кДж / кг
Відведення теплоти у конденсаторі:
q2 = h2-h3 = 1619.4 - 137.77 = 1481.65 кДж / кг
Робота, досконала пором в турбіні при адіабатно розширенні визначається величиною наявного теплового перепаду:
l т = H p = h1-h2 = 2611.6-1619.4 = 992.17 кДж / кг
Робота, витрачена на стиск в насосі:
l H = V `* (P1-P2) = 0.0010052 (15000-5) = 15.07 кДж / кг
Отримана робота в циклі:
l ц = l т-l h = 992.17-15.07 = 997.099 кДж / кг
Термічний ККД циклу Ренкіна:
η = l ц / q1 = 997.099/2458.75 = 0.397
Теоретичний питома витрата пари, необхідний для вироблення 1 кВтг електроенергії:
d0 = 3600/Hp = 3600/992.17 = 3.628 кг / кВтг
Теоретичний питома витрата тепла, необхідний для вироблення 1 кВтг електроенергії:
q0 = d0 * q1 = 3.628 * 2458.75 = 8921.4 кДж / кВтг
2. ПТУ працює на перегрітому парі до температури t 1 = 550 0 С при тиску P 1 = 15 МПа

Схема паротурбінної установки:
ПТ - парова турбіна;
ЕГ - електрогенератор;
К - конденсатор;
ПН - живильний насос;
ПГ - парогенератор;
ПП - пароперегрівник.
Для визначення параметрів робочого тіла у характерних точках в теоретичному циклі Ренкіна скористаюся PV, TS і HS діаграмами, які схематично зображені нижче. За ним легко бачити, які параметри міняються, а які ні.

1-2 - адіабатичне розширення пари в турбіні;
2-3 - ізобарно-ізотермічний процес конденсації пари (P2 = const, t2 = const);
3-4 - адіабатно стиснення води в насосі (можна вважати і ізохоричному);
4-5 - ізобарний процес підігріву;
5-6 - ізобарно-ізотермічний процес пароутворення в парогенераторі;
6-1 - ізобарний процес перегріву пари.
Параметри робочого тіла у характерних точках циклу наведені в таблиці 2.
Таблиця 2.
Точки
P1, Kna
t1
h
V
S
X
1
15000
550
3455
0,019
6,53
---------
2
5
32,9
1992,538
22,139
6,53
0,764
3
5
32,9
137,77
0,0010052
0,4762
0
4
15000
36,48
152,843
0,0010052
0,4762
======
5
15000
342,12
1612
0,001658
3,71
0
6
15000
342,12
2611,6
0,01035
5,3122
1
Теплоту q1, підведену в процесах 4-5-1 визначу по зміні ентальпії:
q1 = h1-h4 = 3455 - 152.843 = 3302.157 кДж / кг
Відведення теплоти у конденсаторі:
q2 = h2-h3 = 1992.538 - 137.77 = 1854.77 кДж / кг
Робота, досконала пором в турбіні при адіабатно розширенні визначається величиною наявного теплового перепаду:
l т = H p = h1-h2 = 3455-1992.538 = 1462.462 кДж / кг
Робота, витрачена на стиск в насосі:
l H = V `* (P1-P2) = 0.0010052 (15000-5) = 15.07 кДж / кг
Отримана робота в циклі:
l ц = l т-l h = 1462.462-15.07 = 1447.389 кДж / кг
Термічний ККД циклу Ренкіна:
η = l ц / q1 = 1447.389/3302 = 0.438
Теоретичний питома витрата пари, необхідний для вироблення 1 кВтг електроенергії:
d0 = 3600/Hp = 3600/1462.462 = 2.462 кг / кВтг
Теоретичний питома витрата тепла, необхідний для вироблення 1 кВтг електроенергії:
q0 = d0 * q1 = 2.462 * 3302 = 8128.6 кДж / кВтг
3. ПТУ працює на перегрітому парі t 1 = 550 0 C P 1 = 15 МПа, але при цьому застосовується вторинний перегрівання до параметрів t n = 540 0 C, P n = 5 МПа

Схема паротурбінної установки:
ПТ - парова турбіна;
ЕГ - електрогенератор;
К - конденсатор;
ПН - живильний насос;
ПГ - парогенератор;
ПП - пароперегрівач;
ВПП - вторинний пароперегрівник.
Для визначення параметрів робочого тіла у характерних точках в теоретичному циклі Ренкіна скористаюся PV, TS і HS діаграмами, які схематично зображені нижче. За ним легко бачити, які параметри міняються, а які ні.

1-a - адіабатичне розширення пари в турбіні;
ab - ізобарний процес вторинного перегріву пари;
b-2 - адіабатичне розширення пари в турбіні;
2-3 - ізобарно-ізотермічний процес конденсації пари (P2 = const, t2 = const);
3-4 - адіабатно стиснення води в насосі (можна вважати і ізохоричному);
4-5 - ізобарний процес підігріву води в парогенераторі;
5-6 - ізобарно-ізотермічний процес пароутворення в парогенераторі;
6-1 - ізобарний процес перегріву пари в парогенераторі. Параметри робочого тіла у характерних точках циклу наведені в таблиці 3.
Таблиця 3.
Точки
P1, KПa
t, 0 С
h, кДж / кг
V, м 3 / кг
S, кДж / КГК
X
1
15000
550
3455
0,019
6,53
====
a
2600
235
2872
0,082
6,53
====
b
2600
540
3546.2
0,11
7,3
=====
2
5
32,9
2228,452
24,955
7,3
0,862
3
5
32,9
137,77
0,0010052
0,4762
0
4
15000
36,48
152,843
0,0010052
0,4762
======
5
15000
342,12
1612
0,001658
3,71
0
6
15000
342,12
2611,6
0,01035
5,3122
1
Теплоту q1, підведену в процесах 4-5-1 визначу по зміні ентальпії:
q1 = (h1-h4) + (h b-h a) = (3455 - 152.843) + (3546.2-2872) = 3893.357 кДж / кг
Відведення теплоти у конденсаторі:
q2 = h2-h3 = 2228.452 - 137.77 = 2090.682 кДж / кг
Робота, досконала пором в турбіні при адіабатно розширенні визначається величиною наявного теплового перепаду:
l т = H p = (h1-h2) + (h b-h a) = (3455-2228.452) + (3546-2872) = 1817.748 кДж / кг
Робота, витрачена на стиск в насосі:
l H = V `* (P1-P2) = 0.0010052 (15000-5) = 15.07 кДж / кг
Отримана робота в циклі:
l ц = l т-l h = 1817.748-15.07 = 1802.675 кДж / кг
Термічний ККД циклу Ренкіна:
η = l ц / q1 = 1802.675/3893.357 = 0.463
Теоретичний питома витрата пари, необхідний для вироблення 1 кВтг електроенергії:
d0 = 3600/Hp = 3600/1817.748 = 1.98 кг / кВтг
Теоретичний питома витрата тепла, необхідний для вироблення 1 кВтг електроенергії:
q0 = d0 * q1 = 1.98 * 3893.357 = 7710.685 кДж / кВтг
Порівняння розрахованих результатів представлена ​​у зведеній таблиці.
Зведена таблиця
q1
кДж / кг
q2
кДж / кг
l t
кДж / кг
l H
кДж / кг
l ц
кДж / кг
η
d0
кг / кВтг
q0
кг / кВтг
1
2458.75
1481.66
992.17
15.07
977.099
0.397
3.628
8921.36
2
3302.16
1854.77
1462.46
15.07
1447.38
0.438
2.462
8128.6
3
3893.36
2090.68
1817.75
15.07
1802.67
0.463
1.98
7710.68

Висновок
Таким чином, при порівнянні результатів розрахунків, наведених у зведеній таблиці, легко помітити, що установки з вторинним перегрівом пари мають більший ККД. Так само через більшу сухості пара продовжується термін служби частин турбіни в зв'язку з меншою зносом. Зменшуються енерговитрати на вироблення 1 кВт / год енергії та витрати пари. Економічно вигідніше використовувати третій варіант.

ЛІТЕРАТУРА
1. Рівкін С.Л., Александров А.А Термодинамічні властивості води і водяної пари: Довідник .- М.: Вища школа, 1984
2. Драганов Б.Х. та ін Теплотехніка і застосування теплоти в сільському господарстві .- М.: Агропромиздат, 1990.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Практична робота
72кб. | скачати


Схожі роботи:
Розрахунок циклу паротурбінної установки 2
Розрахунок комбінованої газо паротурбінної установки ГПТУ містить топку з киплячим шаром під тиском
Термодинамічний розрахунок циклу ДВС
Термодинамічний розрахунок газового циклу
Розрахунок ідеального циклу газотурбінного двигуна
Розрахунок випарної установки
Розрахунок абсорбційної установки
Розрахунок освітлювальної установки
Розрахунок водовідливної установки
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru