Файл: Расчет циклов пту.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования «Уральский федеральный университет имени первого

Президента России Б. Н. Ельцина» (УрФУ)

Институт Уральский энергетический (УралЭНИН)_______________________

Кафедра/департамент Теплоэнергетика и теплотехника (ТиТ)___________

Курсовая работа

По дисциплине «Техническая термодинамика»

На тему:

«Расчет циклов ПТУ»

Выполнил:

Студент группы ЭН-290012

Селиванов К.А.
Проверил:

Доцент технических наук

Островская А.В
Екатеринбург

2021
Задание

на курсовую работу
Студент __Селиванов Кирилл__

группа_Эн-290012___________

специальность/направление подготовки 13.03.01 – Теплоэнергетика и теплотехника

1. 
   Тема курсовой работы
   

Термодинамический расчет циклов паротурбинных установок (ПТУ)

2. 
   Содержание работы
   

Параметры пара на входе в турбину паротурбинной установки: давление p₁, температура t₁; давление пара на выходе из турбины p_2. Мощность установки N. Теплота сгорания топлива Q_н^р. Охлаждающая вода нагревается в конденсаторе на Δt. КПД парогенератора η_пг. Внутренние относительные КПД турбины и насоса равны соответственно и .

Рассчитать:

1. Цикл Ренкина на перегретом паре с учетом и без учета работы насоса.

2. Цикл с промежуточным перегревом пара до начальной температуры t₁ при давлении p_а и с двумя регенеративными отборами пара при давлениях p_о1и p_о2.

3.Цикл с промежуточным перегревом пара до начальной температуры t₁ при давлении p_а и с теплофикационным отбором пара при давлении p_о = p_о2. Расход пара в отборе D_о.

Для данного цикла найти экономию топлива по сравнению с раздельной выработкой тепловой и электрической энергией (принять η_кот = η_пг).

---

4. Цикл Ренкина с необратимыми потерями в турбине и насосе.

Примечание: циклы 2, 3 считать без учета работы насоса.
Для каждого цикла необходимо:

1. Изобразить схему установки и циклы в (p-v), (T-s), (h-s) диаграммах.

2. Определить:

а) термодинамические параметры и функции в характерных точках цикла и свести их в таблицу;

б) количество удельной подведенной и отведенной теплоты, удельную работу турбины, удельную работу насоса (там, где она учитывается), удельную полезную работу цикла, термический (или внутренний) КПД цикла;

в) расходы пара, топлива и охлаждающей воды в конденсаторе.
В конце расчета сделать выводы о влиянии промежуточного перегрева пара, наличия отборов пара на термические КПД, степени сухости пара после турбины и т.п..

3. 
   Дополнительные сведения
   

Вариант	18
Давление пара перед турбиной	p1 = 140 бар
Температура пара перед турбиной	t1 = 533оС
Давление в конденсаторе	p2 = 0,14 бар
Нагрев воды в конденсаторе	Δt = 9С
Низшая рабочая теплота сгорания топлива	Qнр = 18 МДж/кг
КПД парогенератора	ηпг = 0,96
Мощность установки	N = 150 т
Давление промежуточного перегрева пара	pа = 35 бар
Давления регенеративных отборов	pо1 = 10бар; pо2 = 8 бар
Давление теплофикационного отбора	pо = 8 бар
Внутренний относительный КПД турбины	ηoiт = 0,88
Внутренний относительный КПД насоса	ηoiн = 0,86

4. 
   План выполнения курсового проекта/работы
   

Наименование элементов проектной работы	Сроки	Примечания	Отметка о выполнении
Расчет циклов 1 и 2	22.04.21 – 08.05.21
Расчет циклов 3 и 4	08.05.21 – 22.05.21
Формирование пояснительной записки	22.05.21 – 29.05.21

---

Руководитель _____________________________________ ( А.В.Островская)

Оглавление

---

---

Введение

Паротурбинная установка — это непрерывно действующий тепловой агрегат, рабочим телом которого является вода и водяной пар. Паротурбинная установка является механизмом для преобразования потенциальной энергии сжатого и нагретого до высокой температуры пара в кинетическую энергию вращения ротора турбины. Включает в себя паровую турбину и вспомогательное оборудование. Паротурбинные установки используются на тепловых и атомных электростанциях для привода электрического генератора, входящего в состав турбоагрегата (турбогенератора).
Принцип работы паротурбинных установок подобен друг другу, в отличии от циклов по которым они работают. В современном мире нет единого цикла которая могла бы удовлетворить потребности покупателей, так как во всех точках мира у разных потребителей разные потребности. И поэтому в экономических целях, циклы всячески изменяются, добавляя в цикл новое оборудование и технологии.
Циклы ПТУ включают в себя ряд элементов. Предназначение основных из них описано ниже:

• 
  Паровой котел – предназначен для изобарного подвода теплоты к рабочему телу (вода) за счет охлаждения продуктов сгорания органического топлива
  
• 
  Паровая турбина – предназначена для преобразования тепловой энергии в техническую работу, что достигается последовательным преобразованием работы изменения давления в потоке в кинетическую энергию потока в сопловых каналах турбины, а на рабочих лопатках турбины кинетическая и тепловая энергия потока преобразуется в механическую работу вращения вала турбины
  
• 
  Конденсатор паровой турбины – предназначен для изобарного отвода теплоты от рабочего тела во внешнюю среду посредством циркулирующей по трубам воды, взятой из внешнего водоема. В результате конденсации пара в конденсаторе турбины удельный объем рабочего тела значительно уменьшается и создается вакуум, что и позволяет получить техническую работу (работу изменения давления в потоке) в турбине за счет наличия разности давлений потока на входе и выходе из турбины
  
• 
  Питательный насос – предназначен для создания необходимого давления рабочего тела в паровом котле и для транспорта его по контуру ПТУ. На привод питательного насоса затрачивается техническая работа
  

---