Розрахунок циклу паротурбінної установки 2

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

скачати

ФГТУ ВПО

Костромська Державна Сільськогосподарська Академія

Кафедра: "Безпека життєдіяльності і теплоенергетики"

Розрахунково-графічна робота

"Розрахунок циклу паротурбінної установки"

Виконав: студент 2 курсу 5

групи факультету електрифікації та

автоматизації сільського господарства

Прийняв: Шабаліна Л. М.

Кострома 2004

Введення

У сучасній теплоенергетиці широко використовуються паросилові установки. Найбільшого поширення набули стаціонарні двигуни установки (ПТУ) теплових електричних станцій (ТЕС), на частку яких припадає більше 80% вироблюваної в країні електроенергії.

Ці установки працюють по циклу, запропонованому шотландським інженером і фізиком Ренкіна. В якості робочого тіла в циклі використовують водяну пару, яка в різних елементах схеми ПТУ змінює свій стан аж до повної конденсації. В області близькою до зрідження властивості парів сильно відрізняються від ідеального газу, що виключає можливість застосування рівнянь і законів ідеальних газів для парів. У цьому випадку процеси та цикли розраховують за допомогою таблиць і діаграм водяної пари.

Метою даної роботи є більш глибоке самостійне вивчення студентами розділу "Циклу парових установок".

Студенти повинні оволодіти навиком роботи з hs - діаграмою і таблицею властивостей водяної пари, навчиться визначати по них параметри пари різного соціального стану, вміти досліджувати й аналізувати цикли за допомогою діаграм.

Завдання

Для паротурбінної установки (ПТУ), що працює за оборотного (теоретичному) циклу Ренкіна, розрахунком визначити:

- Параметри води і пари в характерних точках циклу,

- Кількості тепла, підведеного в циклі,

- Кількість відведеного тепла в циклі

- Роботу, вироблену пором в турбіні

- Роботу, витрачену на привід живильного насоса,

- Роботу, зроблену в циклі

- Термічний ККД циклу,

- Теоретичні питомі витрати пари і тепла на вироблення електроенергії.

Розрахунок виконати при заданих параметрах гострої пари в перед турбіною та однаковому значенні тиску пари в конденсаторі Р 2 для чотирьох випадків:

1) ПТУ працює на сухому насиченому парі з початковим тиск Р 1;

2) ПТУ працює на перегрітому парі з початковими параметрами Р 1, t 1

3) ПТУ працює на перегрітому парі початковим тиском Р 1 і t 1, але при цьому використовується вторинний перегрів пари до температури t n при тиску Р n.

4) ПТУ працює на перегрітому парі з тиском P 1 і t 1, але при цьому використовується регенерація з одним відбором пари при тиску відбору P відб.

Таблиця 1 Вихідні дані

Початкові параметри

пара

Параметри пара після

вторинного перегріву

Тиск відбору

P відб, МПа

Кінцевий тиск пари

Р 2, кПа

Тиск

Р 1, МПа

Температура

t 1, º C

Тиск

P n, МПа

Температура

t n, º C



13

490

3.3

510

0.38

4.5

I. ПТУ працює на сухому насиченому парі

Структурна схема ПТУ:

де

ПГ - парогенераторПТ - парова турбінаЕГ - електрогенераторК - конденсаторПН - живильний насос

Процес пароутворення в PV, hS і TS діаграмах, виглядає наступним чином:

а) у Pv-діаграмі, б) в Ts-діаграмі, в) у hs-діаграмі;

1-2 - адіабатно розширення пари в турбіні;

2-3 - ізобарно-ізотермічна конденсація вологої пари в конденсаторі 2 - const, t 2 = const);

3 - 3'-адіабатно стиснення води в насосі, тому що вода практично не стискається, цей процес можна вважати і ізохоричному (даний процес показаний тільки на Pv - діаграмі);

3 (3 ') -4 - ізобарний процес підігріву води в економайзері парогенератора (P 1 = const);

4-1 - ізобарно-ізотермічний процес пароутворення в парогенераторі (P 1 = const, t 1 = Const).

Таблиця 2 Параметри у характерних точках циклу ПТУ при роботі на сухому насиченому парі

Точки циклу

Р,

МПа

t,

° C

h,

кДж / кг

ν,

S,

кДж / кг * К


Х

1

13

3 30.86

2662

0.012

5.39

1

2

0. 0045

31

1645.7

19.43

5.39

0.624

3

0. 0045

31

130

0.001

0.45

0

4

13

3 30.86

1532

0.0015

3.56

0

Параметри визначаються по hs - діаграм і таблиць властивостей водяної пари

Питома теплота, витрачена на утворення 1 кг пари в турбіні:

кДж / кг

Питома відведення теплоти у конденсаторі:

кДж / кг

Питома корисна робота, що здійснюються пором в турбіні, в адіабатно процесі розширення визначається величиною наявного теплового перепаду H p:

кДж / кг

Якщо знехтувати роботою, витраченої на стиск в насосі, будемо вважати, що отримана в циклі робота дорівнює роботі, яку здійснюють пором в турбіні:

кДж / кг

Термічний ККД циклу Ренкіна:

Теоретичний питома витрата пари d 0 необхідний для вироблення одного кВт * год електроенергії:

кг / (кВт * год)

Теоретичний питома витрата тепла q 0, необхідний для вироблення одного кВт * год:

кДж / (кВт * год)

II. ПТУ працює на перегрітому парі

Структурна схема ПТУ

Де

ПГ - парогенератор

ПП - пароперегрівач

ПТ - парова турбіна

ЕГ - електрогенератор

К - конденсатор

ПН - живильний насос

Процес пароутворення в PV, hS і TS діаграмах, виглядає наступним чином:

Параметри у характерних точках циклу ПТУ при роботі на перегрітому парі

Таблиця 3

Точки циклу

Р,

МПа

t,

° C

h,

кДж / кг

ν,

S,

кДж / кг * К


Х

1

13

490

3309

0. 024

6.4

1

2

0. 0045

31

1940.8

23.2

6.4

0.746

3

0. 0045

31

130

0.001

0.45

0

4

13

330.86

1532

0.0015

3.56

0

5

13

330.86

2662

0.012

5.39

1

Параметри визначаються по hs - діаграм і таблиць властивостей водяної пари

Питома теплота, витрачена на утворення 1 кг пари в турбіні:

кДж / кг

Питома відведення теплоти у конденсаторі:

кДж / кг

Питома корисна робота, що здійснюються пором в турбіні, в адіабатно процесі розширення:

кДж / кг

Робіт f, чинена пором в турбіні:

кДж / кг

Термічний ККД циклу Ренкіна:

Теоретичний питома витрата пари d 0 необхідний для вироблення одного кВт * год електроенергії:

кг / (кВт * год)

Теоретичний питома витрата тепла q 0, необхідний для вироблення одного кВт * год:

кДж / (кВт * год)

III. ПТУ працює на перегрітому парі з вторинним перегрівом

У цьому циклі використовується багатоступеневу турбіну, що складається з циліндра високого тиску і декількох низького тиску. Пара з парового котла направляється спочатку в циліндр високого тиску, де розширюючись, здійснює роботу. Після цього пар повертається в паровий котел (проміжний пароперегрівач), де осушується і нагрівається до більш високої температури (але вже при більш низькому і постійному даленіє) і поступає в циліндр низького тиску, де, продовжуючи розширюватися, знову здійснює роботу.

Процес пароутворення в PV, hS і TS діаграмах, виглядає наступним чином:

Таблиця 4 Параметри у характерних точках циклу ПТУ при роботі на перегрітому парі насиченому парі з вторинним перегрівом

Точки циклу

Р,

МПа

t,

° C

h,

кДж / кг

ν,

S,

кДж / кг * К


Х

1

13

490

3309

0. 024

6.4

1

а

3.3

283.14

2939.6

0.07

6.4

1

b

3.3

510

3476.3

0.0107

7.2

1

2

0. 0045

31

2188.1

26.4

7.2

0.85

3

0. 0045

31

130

0.001

0.45

0

4

13

330.86

1532

0.0015

3.56

0

5

13

330.86

2662

0.012

5.39

1

Параметри визначаються по hs - діаграм і таблиць властивостей водяної пари

Питома теплота, витрачена на утворення 1 кг пари в турбіні:

кДж / кг

Питома відведення теплоти у конденсаторі:

кДж / кг

Питома корисна робота, що здійснюються пором в турбіні, в адіабатно процесі розширення:

кДж / кг

Робота, що здійснюється парою в турбіні:

кДж / кг

Термічний ККД циклу Ренкіна:

Теоретичний питома витрата пари d 0 необхідний для вироблення одного кВт * год електроенергії:

кг / (кВт * год)

Теоретичний питома витрата тепла q 0, необхідний для вироблення одного кВт * год:

кДж / (кВт * год)

IV. ПТУ працює на перегрітому парі, при цьому використовується регенерація з одним відбором пари

У цьому циклі використовується відпрацював пар для підігріву води, отриманої після конденсації основного парового потоку. При цьому конденсат пари, що гріє змішується з основним потоком живильної води

Процес пароутворення в PV, hS і TS діаграмах, виглядає наступним чином:

Таблиця 4 Параметри у характерних точках циклу ПТУ при роботі на перегрітому парі насиченому парі з вторинним перегрівом

Точки циклу

Р,

МПа

t,

° C

h,

кДж / кг

ν,

S,

кДж / кг * К


Х

1

13

490

3309

0. 024

6.4

1

а

0. 38

141.77

2525

0.437

6.4

0.9

b

0. 38

141.77

596.8

0.0011

1.76

0

2

0. 0045

31

1940.8

23.2

6.4

0.746

3

0. 0045

31

130

0.001

0.45

0

4

13

330.86

1532

0.0015

3.56

0

5

13

330.86

2662

0.012

5.39

1

Параметри визначаються по hs - діаграм і таблиць властивостей водяної пари

Частка відібраного пара:

кг / кг

де h a - Ентальпія пара, що відбирається з турбіни;

h b - ентальпія конденсату при тиску відбору.

Корисна робота в регенеративної циклі:

кДж / кг

Кількість підведеної теплоти в даному циклі:

кДж / кг

Питома відведення теплоти у конденсаторі:

кДж / кг

Роботі, чинена пором в турбіні:

кДж / кг

Термічний ККД циклу Ренкіна:

Теоретичний питома витрата пари d 0 необхідний для вироблення одного кВт * год електроенергії:

кг / (кВт * год)

Теоретичний питома витрата тепла q 0, необхідний для вироблення одного кВт * год:

кДж / (кВт * год)

Таблиця 5 Результати розрахунків

Параметри циклу

Цикл паротурбінної установки


на сухому насиченому парі

На перегрітому

парі

з вторинним

перегрівом пари

з регенеративним відбором

Кількість підведеної теплоти q 1, кДж / кг

2532

3179

3715.7

2712.2

Кількість відведеної теплоти q 2, кДж / кг

1515.7

1810.8

2058.8

1810.8

Отримана робота в циклі l ц, кДж / кг

1016.3

1368.2

1368.8

1257.2

Теоретичний питома витрата пари d 0, кг / кВт * год

3.54

2.63

2.17

2.86

Теоретичний питома витрата тепла q 0, кДж / кВт * год

8969

8361

8063.1

7757

Термічний ККД циклу, η T

0.4

0.43

0.45

0.46

Висновок

Розрахувавши паротурбінну установку, що працює по циклу Ренкіна, видно, що термічний ККД таких установок дуже низький (близько 40%). Але так як термічний вид енергії дуже поширений, необхідно шукати методи підвищення ккд ПТУ. У даній роботі ми побачили три способи підвищення термічного ККД. Комбінуючи ці методи можна підвищити ККД на 10-20%, що робить даний спосіб отримання енергії більш перспективним.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
65.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Розрахунок циклу паротурбінної установки
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