Расчет цикла паротурбинной установки (124247)

Посмотреть архив целиком

РАСЧЕТ ЦИКЛА ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ


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

  • параметры воды и пара в характерных точках;

  • количество тепла, подведенного в цикле;

  • работу, произведенную паром в турбине;

  • работу, затраченную на привод питательного насоса;

  • работу, совершенную в цикле;

  • термический КПД цикла;

  • теоретические расходы пара и тепла на выработку электроэнергии.


  1. У работает на сухом насыщенном паре с начальным давлением P1=15 МПа, P2=5 КПа



Схема паротурбинной установки:

ПТ - паровая турбина;

ЭГ – электрогенератор;

К – конденсатор;

ПН – питательный насос;

ПГ – парогенератор.

Для определения параметров рабочего тела в характерных точках в теоретическом цикле Ренкина воспользуюсь PV, TS и HS диаграммами, которые схематично изображены ниже. По ним легко видеть, какие параметры меняются, а какие нет.



1-2 – адиабатическое расширение пара в турбине;

2-3 – изобарно-изотермический процесс конденсации пара (P2=const, t2=const) ;

3-4 – адиабатное сжатие воды в насосе (можно считать и изохорным);

4-5 – изобарный процесс подогрева;

5-1 - изобарно-изотермический процесс парообразования в парогенераторе.

Параметры рабочего тела в характерных точках цикла приведены в таблице 1.


Таблица 1.

Точки

P1, KПa

t, 0С

h, кДж/кг

V, м3/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


Параметры точек 1,3,5 беру из таблицы [1].

Параметры точки 4 рассчитываю:

Δh3-4=V3(P1-P2)=0.0010052(15000-5)=15.037

h4=h3+ Δh3-4=137.77+15.037=152.843 кДж/кг*к

t4=h4/Cp=152.843/4.19=36.48 0C

Параметры точки 2 рассчитываю:

X=(S2-S`)/(S``-S`)=(5.3122-0.4762)/(8.396-0.4493)=0.611

V2=X2*V``=0.611*38.196=17.685 м3/кг

h2=h`+X2(h``-h`)=137.77+0.611(2557.65-137.77)=1619.428 кДж/кг

Теплоту q1,подведенную в процессах 4-5-1 определю по изменению энтальпии:

q1=h1-h4=2611.6 – 152.843=2458.7 кДж/кг

Отвод теплоты в конденсаторе:

q2=h2-h3=1619.4 – 137.77=1481.65 кДж/кг

Работа, совершенная паром в турбине при адиабатном расширении определяется величиной располагаемого теплового перепада:

lт=Hp=h1-h2=2611.6-1619.4=992.17 кДж/кг

Работа, затраченная на сжатие в насосе:

lH=V`*(P1-P2)= 0.0010052(15000-5)=15.07 кДж/кг

Полученная работа в цикле:

lц=lт-lh=992.17-15.07=997.099 кДж/кг

Термический КПД цикла Ренкина:

η=lц/q1=997.099/2458.75=0.397

Теоретический удельный расход пара, необходимый для выработки 1 кВтч электроэнергии:

d0=3600/Hp=3600/992.17=3.628 кг/кВтч

Теоретический удельный расход тепла, необходимый для выработки 1 кВтч электроэнергии:

q0=d0*q1=3.628*2458.75=8921.4 кДж/кВтч


2. ПТУ работает на перегретом паре до температуры t1=550 0С при давлении P1=15 МПа



Схема паротурбинной установки:

ПТ - паровая турбина;

ЭГ – электрогенератор;

К – конденсатор;

ПН – питательный насос;

ПГ – парогенератор;

ПП – пароперегреватель.

Для определения параметров рабочего тела в характерных точках в теоретическом цикле Ренкина воспользуюсь PV, TS и HS диаграммами, которые схематично изображены ниже. По ним легко видеть, какие параметры меняются, а какие нет.



1-2 – адиабатическое расширение пара в турбине;

2-3 – изобарно-изотермический процесс конденсации пара (P2=const, t2=const) ;

3-4 – адиабатное сжатие воды в насосе (можно считать и изохорным);

4-5 – изобарный процесс подогрева;

5-6 - изобарно-изотермический процесс парообразования в парогенераторе;

6-1 – изобарный процесс перегрева пара.

Параметры рабочего тела в характерных точках цикла приведены в таблице 2.


Таблица 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,подведенную в процессах 4-5-1 определю по изменению энтальпии:

q1=h1-h4=3455 – 152.843=3302.157 кДж/кг

Отвод теплоты в конденсаторе:

q2=h2-h3=1992.538 – 137.77=1854.77 кДж/кг

Работа, совершенная паром в турбине при адиабатном расширении определяется величиной располагаемого теплового перепада:

lт=Hp=h1-h2=3455-1992.538=1462.462 кДж/кг

Работа, затраченная на сжатие в насосе:

lH=V`*(P1-P2)= 0.0010052(15000-5)=15.07 кДж/кг

Полученная работа в цикле:

lц=lт-lh=1462.462-15.07=1447.389 кДж/кг

Термический КПД цикла Ренкина:

η=lц/q1=1447.389/3302=0.438

Теоретический удельный расход пара, необходимый для выработки 1 кВтч электроэнергии:

d0=3600/Hp=3600/1462.462=2.462 кг/кВтч

Теоретический удельный расход тепла, необходимый для выработки 1 кВтч электроэнергии:

q0=d0*q1=2.462*3302=8128.6 кДж/кВтч


3. ПТУ работает на перегретом паре t1=550 0C P1=15 МПа, но при этом применяется вторичный перегрев до параметров tn=540 0C, Pn=5 МПа



Схема паротурбинной установки:

ПТ - паровая турбина;

ЭГ – электрогенератор;

К – конденсатор;

ПН – питательный насос;

ПГ – парогенератор;

ПП – пароперегреватель;

ВПП – вторичный пароперегреватель .

Для определения параметров рабочего тела в характерных точках в теоретическом цикле Ренкина воспользуюсь PV, TS и HS диаграммами, которые схематично изображены ниже. По ним легко видеть, какие параметры меняются, а какие нет.



1-a - адиабатическое расширение пара в турбине;

a-b - изобарный процесс вторичного перегрева пара;

b-2 – адиабатическое расширение пара в турбине;

2-3 – изобарно-изотермический процесс конденсации пара (P2=const, t2=const) ;

3-4 – адиабатное сжатие воды в насосе (можно считать и изохорным);

4-5 – изобарный процесс подогрева воды в парогенераторе;

5-6 - изобарно-изотермический процесс парообразования в парогенераторе;

6-1 – изобарный процесс перегрева пара в парогенераторе. Параметры рабочего тела в характерных точках цикла приведены в таблице 3.


Таблица 3.

Точки

P1,KПa

t, 0С

h, кДж/кг

V, м3/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


Случайные файлы

Файл
141997.rtf
7480-1.rtf
183093.rtf
19239.rtf
95816.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.