Файл: Энергосбережение и энергоэффективность.docx

Пример решения:

Дано:

2трансформатора ТСЗ-250

S_н = 250 кВА

Потери активной мощности в стали:

ΔР_х = 1 кВт

Потери активной мощности в режиме КЗ:

ΔР_к = 3,8 кВт

Коэффициент изменения потерь:

K_ИП = 0,15

Основные расчётные формулы:

Приведённые потери активной мощности трансформатора:

- это потер, как в самом трансформаторе так и элементах системы электроснабжения

где n – кол-во трансформаторов одинаковой мощности;

ΔP_х^/, ΔP_к^/ - приведённые потери активной мощности соответственно в режиме х.х. и к.з.;

К_з – коэффициент загрузки, показывает долю номинальной мощности, находящуюся в работе;

где ΔQ_х, - потери активной мощности с в режиме х.х.

где ΔQ_к, - потери активной мощности с в режиме к.з.

Решение

Определяем потери реактивной мощности в режиме х.х. и к.з.:

Определяем приведённые потери активной мощности в режиме х.х. и к.з.:

Определяем приведённые потери активной мощности трансформатора в случае работы 1-го трансформатора с коэффициентом загрузки К_з = 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,4. Расчет произведём для случая К_з = 0,8, остальной расчёт сводим в таблицу№2.1

таблица№2.1

Определяем приведённые потери активной мощности трансформатора в случае 2-ух параллельно работающих трансформаторов с коэффициентом загрузки К_з = 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,4. Расчет произведём для случая К_з = 0,8, остальной расчёт сводим в таблицу№2.2

таблица№2.2

2) Построим графики зависимости ΔР`=f(S)

3) На основании построенных графиков можно сделать вывод, что экономически целесообразно до нагрузки 0,9·S_н работа 1-го трансформатора, а при превышении 0,9·S_н параллельная работа 2-ух трансформаторов. Это обусловлено повышением приведённых потерь активной мощности 1-го работающего трансформатора над приведёнными потерями активной мощности параллельно работающих трансформаторов при нагрузке, превышающей 0,9·S_н.

Задача 6

Расчет параметров одноступенчатого компрессора

Исходные данные

В идеальном одноступенчатом компрессоре массовой производительностью G=200 кг/ч сжимается воздух до давления Р₂=7,9 бар. Определить теоретически необходимую мощность электродвигателя компрессора, отведенное в рубашку цилиндра компрессора тепло и расход охлаждающей воды, если сжатие происходит политропно (п=1,3), а охлаждающая вода нагревается на 35°С. Начальное давление воздуха (см табл. 2) бар и температура t₁=0С.

Таблица 1

Формирование варианта заданий

Таблица 2

Дополнительные исходные данные

Пример решения

В идеальном одноступенчатом компрессоре массовой производительностью G=180 кг/ч сжимается воздух до давления Р₂=4,9 бар. Определить теоретически необходимую мощность электродвигателя компрессора, отведенное в рубашку цилиндра компрессора тепло и расход охлаждающей воды, если сжатие происходит политропно (п=1,3), а охлаждающая вода нагревается на 25°С. Начальное давление воздуха Р₁=0,98 бар и температура t₁=0С.

Решение

Работа, расходуемая на сжатие 1 кг газа в одноступенчатом компрессоре при политермическом режиме, определяется по формуле:

Мощность, расходуемая на сжатие газа в компрессоре, определяем по формуле (129)

Удельное количество отведенной теплоты определяем по формуле:

Температуру в конце политропного сжатия определяем из соотношения:

Определяем полное количество отведенной теплоты

Расход охлаждающей воды составляет

Задача 7

Получение биогаза и его характеристики

Дано

Определить объем биогаза получаемого с помощью биогазгенератора утилизируемого от (см. табл.2) коров и обеспечиваемую им мощность, время цикла сбраживания (см. табл. 2) суток, t=32⁰С, подача сухого сбраживаемого материала от 1 коровы идет со скоростью 1,5 кг/сут, выход биогаза составляет 0,27м³/кг. Эффективность горелочного устройства 0,7 , содержание метанов получаемых в газе 0,61. Теплота сгорания биогаза Н_в=22 МДж/м³; теплота сгорания метана Н_m= 39 МДж/м³.

Таблица 1

Формирование варианта заданий

Таблица 2

Дополнительные исходные данные

Пример решения задачи

Исходные данные

Определить объем биогаза получаемого с помощью биогазгенератора утилизируемого от 15 коров и обеспечиваемую им мощность, время цикла сбраживания 14 сут, t=30⁰С, подача сухого сбраживаемого материала от 1 коровы идет со скоростью 2 кг/сут, выход биогаза составляет 0,24 м³/кг. Эффективность горелочного устройства 0,71 ,содержанием метанов получаемых в газе 0,6. Теплота сгорания биогаза Н_в=22 МДж/м³; теплота сгорания метана Н_m= 39 МДж/м³.

Решение:

1. Масса сухого сбраживаемого материала:

m₀=2*15=30 кг/сут

Выход биогаза из сухой биомассы: с=0,24 м³/кг;

Объем полученного биогаза:

V_в=сm₀=0,24*30=7,2 м³/сут;

2. КПД горелочного устройства: Ƞ=0,71;

Теплота сгорания биогаза Н_в=22 МДж/м³;

Возможный энергетический выход установки:

Е=ȠН_вV_в=0,71*22*10⁶*7,2=112,5 МДж/кг

3. Для метана:

- доля метана в биогазе: f_m=0,6;

- теплота сгорания метана Н_m= 39 МДж/м³;

Возможный энергетический выход установки для чистого метана:

Е=ȠН_mf_mVв=0,71*39*10⁶*0,6*7,2=119,6 МДж/кг

4. Объем жидкой массы:

- плотность сухого материала: p_m=50 кг/м³;

V_f =m₀/p_m=30/50=0,6 м³

5. Объем самого биогазгенератора:

- скорость подачи сбрасываемой массы: υ_f =2 кг/сут;

– время пребывания очередной порции в генераторе: t_г =14 сут;

V_d=υ_f*t_г=2*14=28 кг.