Расчёт цикла паротурбинной установки (124268)

Посмотреть архив целиком

ФГОУ ВПО

Костромская Государственная Сельскохозяйственная Академия

Кафедра: "Безопасность жизнедеятельности и теплоэнергетики"









Расчетно-графическая работа

"Расчёт цикла паротурбинной установки"



Выполнил: студент 2 курса 5

группы факультета электрификации и

автоматизации сельского хозяйства

Принял: Шабалина Л. Н.









Кострома 2004


Введение


В современной теплоэнергетике широко используются паросиловые установки. Наибольшее распространение получили стационарные паротурбинные установки (ПТУ) тепловых электрических станций (ТЭС), на долю которых приходится более 80% вырабатываемой в стране электроэнергии.

Эти установки работают по циклу, предложенному шотландским инженером и физиком Ренкиным. В качестве рабочего тела в цикле используют водяной пар, который в различных элементах схемы ПТУ изменяет своё состояние вплоть до полной конденсации. В области близкой к сжижению свойства паров сильно отличаются от идеального газа, что исключает возможность применения уравнений и законов идеальных газов для паров. В этом случае процессы и циклы рассчитывают при помощи таблиц и диаграмм водяного пара.

Целью данной работы является более глубокое самостоятельное изучение студентами раздела "Цикла паровых установок".

Студенты должны овладеть навыком работы с hs – диаграммой и таблицей свойств водяного пара, научится определять по ним параметры пара различного состояния, уметь исследовать и анализировать циклы с помощью диаграмм.



Задание


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

- параметры воды и пара в характерных точках цикла,

- количества тепла, подведенного в цикле,

- количество отведенного тепла в цикле

- работу, произведенную паром в турбине

- работу, затраченную на привод питательного насоса,

- работу, совершенную в цикле

- термический КПД цикла,

- теоретические удельные расходы пара и тепла на выработку электроэнергии.

Расчет выполнить при заданных параметрах острого пара в перед турбиной и одинаковом значении давления пара в конденсаторе Р2 для четырех случаев:

1) ПТУ работает на сухом насыщенном паре с начальным давление Р1;

2) ПТУ работает на перегретом паре с начальными параметрами Р1, t1

3) ПТУ работает на перегретом паре начальным давлением Р1 и t1, но при этом используется вторичный перегрев пара до температуры tn при давлении Рn.

4) ПТУ работает на перегретом паре с давлением P1 и t1, но при этом используется регенерация с одним отбором пара при давлении отбора Pотб.


Таблица 1 Исходные данные

Начальные параметры

пара

Параметры пара после

вторичного перегрева

Давление отбора

Pотб, МПа

Конечное давление пара

Р2, кПа

Давление

Р1, МПа

Температура

t1, ºC

Давление

Pn, МПа

Температура

tn, ºC

13

490

3.3

510

0.38

4.5


I. ПТУ работает на сухом насыщенном паре


Структурная схема ПТУ:



где

ПГ - парогенераторПТ - паровая турбинаЭГ - электрогенераторК - конденсаторПН - питательный насос


Процесс парообразование в PV, hS и TS диаграммах, выглядит следующим образом:

а) в Pv-диаграмме, б) в Ts-диаграмме, в) в hs-диаграмме;

1-2 адиабатное расширение пара в турбине;

2-3 изобарно-изотермическая конденсация влажного пара в конденсаторе (Р2 - const, t2 = const);

3 – 3’— адиабатное сжатие воды в насосе, т.к. вода практически не сжимается, этот процесс можно считать и изохорным (данный процесс показан только на Pv - диаграмме);

3(3’) -4 изобарный процесс подогрева воды в экономайзере парогенератора (P1 = const);

4-1 изобарно-изотермический процесс парообразования в парогенераторе (P1= const, t1 = const).


Таблица 2 Параметры в характерных точках цикла ПТУ при работе на сухом насыщенном паре

Точки цикла

Р,

МПа

t,

° C

h,

кДж/кг

ν,

S,

кДж/кг*К


Х

1

13

330.86

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

330.86

1532

0.0015

3.56

0


Параметры определяются по hs – диаграммам и таблицам свойств водяного пара

Удельная теплота, затраченная на образование 1 кг пара в турбине:


кДж/кг


Удельный отвод теплоты в конденсаторе:


кДж/кг


Удельная полезная работа, совершаемая паром в турбине, в адиабатном процессе расширения определяется величиной располагаемого теплового перепада Hp:


кДж/кг


Если пренебречь работой, затраченной на сжатие в насосе, будем считать, что полученная в цикле работа равна работе, совершаемой паром в турбине:


кДж/кг


Термический КПД цикла Ренкина :



Теоретический удельный расход пара d0 необходимый для выработки одного кВт*ч электроэнергии:


кг/( кВт*ч)


Теоретический удельный расход тепла q0, необходимый для выработки одного кВт*ч:


кДж/( кВт*ч)



II. ПТУ работает на перегретом паре


Структурная схема ПТУ


Где

ПГ - парогенератор

ПП - пароперегреватель

ПТ - паровая турбина

ЭГ - электрогенератор

К - конденсатор

ПН - питательный насос


Процесс парообразование в PV, hS и TS диаграммах, выглядит следующим образом:


Параметры в характерных точках цикла ПТУ при работе на перегретом паре



Таблица 3

Точки цикла

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


Параметры определяются по hs – диаграммам и таблицам свойств водяного пара

Удельная теплота, затраченная на образование 1 кг пара в турбине:


кДж/кг


Удельный отвод теплоты в конденсаторе:


кДж/кг


Удельная полезная работа, совершаемая паром в турбине, в адиабатном процессе расширения:


кДж/кг


Работf, совершаемая паром в турбине:


кДж/кг


Термический КПД цикла Ренкина:




Теоретический удельный расход пара d0 необходимый для выработки одного кВт*ч электроэнергии:


кг/( кВт*ч)


Теоретический удельный расход тепла q0, необходимый для выработки одного кВт*ч:


кДж/( кВт*ч)


III. ПТУ работает на перегретом паре с вторичным перегревом


В этом цикле используется многоступенчатую турбину, состоящую из цилиндра высокого давления и нескольких низкого давления. Пар из парового котла направляется сначала в цилиндр высокого давления, где расширяясь, совершает работу. После этого пар возвращается в паровой котел (промежуточный пароперегреватель), где осушается и нагревается до более высокой температуры (но уже при более низком и постоянном далении) и поступает в цилиндр низкого давления, где, продолжая расширяться, снова совершает работу.



Процесс парообразование в PV, hS и TS диаграммах, выглядит следующим образом:


Таблица 4 Параметры в характерных точках цикла ПТУ при работе на перегретом паре насыщенном паре с вторичным перегревом

Точки цикла

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


Случайные файлы

Файл
13122.doc
59435.rtf
36674.rtf
73052.rtf
105732.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.