ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.12.2021
Просмотров: 1642
Скачиваний: 6
t
к
»
33
о
С; S
к
= 7,45 кДж/(кг∙К).
Оптимальний тиск для проміжного перегріву пари [1]
Р
п
= (0,15 – 0,2) Р
о
.
Тому
Р
п
= 0,2
×
Р
о
= 0,2
×
12 = 2,4 МПа = 2400 кПа.
Точку ПП, яка характеризує стан пари після проміжного паропере-
грівника, визначаємо на перетині ізобари Р
п
з ізоентропою S
к
. Параметри
пари в точці ПП: h
пп
= 3536 кДж/кг; t
пп
= 530
о
С.
Питома витрата теплоти на проміжний перегрів пари, кДж/кг
q
пп
= 0,135
×
3600 = 486.
Рисунок 8.3 – Схема і робочий процес на h-s-діаграмі ПТУ з проміж-
ним перегрівом пари: ПП – проміжний пароперегрівник; інші позначення
див. на рис.8.2.
Ентальпія пари до проміжного пароперегрівника, кДж/кг
h
п
= h
пп
–
q
пп
= 3536 – 486 = 3050.
Точку П визначаємо на перетині ізобари Р
п
з ізоентальпою h
п
. Почат-
кову точку, яка характеризує стан пари на вході в турбіну, визначаємо на
перетині ізоентропи S
п
= 6,43 кДж/(кг
×
К) з ізобарою Р
о
.
Параметри пари в точці 0: h
o
= 3530 кДж/кг; t
o
= 570
о
С.
Теоретичний теплоперепад в турбіні, кДж/кг
H
o
= h
o
– h
п
+ (h
пп
– h
п
) = h
о
– h
к
+ q
пп
= 3530 – 2275 + 486 = 1741.
Питома втрата теплоти в конденсаторі, кДж/кг
q
к
=h
к
– C
р
×
t
к
= 2275 – 4,187
×
33 = 2137.
Витрата пари на турбіну, кг/с
D
o
= N
e
×
10
3
/H
o
= 200
×
10
3
/1741 = 114,87.
Витрата охолодної води в конденсаторі, кг/с
G
ов
= D
о
×
q
к
/(C
p
×D
t
ов
) = 114,87
×
2137/(4,187
×
17) = 3348,7.
Ентальпія живильної води, кДж/кг
в
.
ж
h
¢
= к
h
¢
= С
р
×
t
к
= 4,187
×
33 = 138.
Термічний ККД циклу ПТУ
h
t
= H
o
/(h
о
–
к
h
¢
+ q
пп
) = 1741/(3530 – 138 +486) = 0,4489.
Питома витрата умовного палива, кг/кВт∙год.
b
у
= 0,123/
h
t
= 0,123/0,4489 = 0,274.
Загальна витрата умовного палива, кг/с
В
у
= b
у
×
N
e
/3,6 = 0,274
×
200/3,6 = 15,22.
Якщо б ПТУ працювала без проміжного перегріву пари, то процес
розширення пари відбувався за ізоентропою S
о
. А кінцева точка К
о
визна-
чалася б на перетині ізобари Р
к
з ізоентропою S
о
. Параметри пари в точці
К
о
: h
ко
= 2050 кДж/кг; х
ко
= 0,79. Кінцева міра сухості пари менша, ніж до-
пустима, тому робота турбіни в принципі не можлива.
Теоретичний теплоперепад в турбіні, кДж/кг
o
H
¢
= h
o
- h
ко
= 3530 – 2050 = 1480.
Витрата пари на турбіну, кг/с
o
D
¢
= N
e
×
10
3
/H
o
= 200
×
10
3
/1480 = 135,13.
Питома втрата теплоти в конденсаторі, кДж/кг
к
q
¢
= h
ко
-
к
h
¢
= 2050 – 138 = 1912.
Витрата охолодної води в конденсаторі, кг/с
oв
G
¢¢
=
o
D
¢
×
к
q
¢
/(C
p
D
t
ов
)
=
135,13
×
1912/(4,187
×
17) = 3629,8.
Термічний ККД циклу
t
h¢
=
o
H
¢
/(h
o
-
к
h
¢
)
=
1480/(3530 - 138) = 0,436.
Питома витрата умовного палива, кг/кВт год
у
b
¢
=
0,123
/
t
h¢
= 0,123/0,436 = 0,282.
Загальна витрата умовного палива, кг.с
у
В
¢
=
у
b
¢
×
N
e
/3,6 = 0,282
×
200/3,6 = 15,67.
Зіставлення результатів розрахунків показує, що показники роботи
ПТУ без проміжного перегріву гірші, ніж показники роботи ПТУ з промі-
жним перегрівом пари.
Задача 8.1.5.
Витрата охолодної води в конденсаторі турбіни складає
25000 т/год, а її підігрів – 20 К. Проміжний перегрів пари здійснюється до
початкової температури 550
о
С. В схемі ПТУ є регенеративний підігрівник
(РП), який підігріває конденсат на 50
о
С і заживлений парою з відбору тур-
біни, коефіцієнт недовиробітку якої дорівнює 0,256. Визначити показники
роботи, витрату умовного палива теоретичного циклу ПТУ, якщо питома
втрата теплоти в конденсаторі – 0,595 кВт
×
год., а температура конденсату –
33
о
С. Схема ПТУ і зображення робочого процесу пари в турбіні на h-S діа-
грамі показані на рис. 8.4.
Розв’язування
Ентальпія конденсату, кДж/кг
к
h
¢
= C
p
×
t
к
= 4,187
×
33 = 138.
Питома втрата теплоти в конденсаторі, кДж/кг
q
к
= 0,595
×
3600 = 2142.
Ентальпія пари на вході в конденсатор, кДж/кг
h
к
=
к
h
¢
+ q
к
= 138 + 2142 = 2280.
Точку К на h-s-діаграмі визначаємо на перетині ізоентальпи h
к
з ізо-
термою t
к
. Інші параметри в точці К: Р
к
=5 кПа; S
к
=7,5 кДж/(кг∙К); х
к
=0,885.
Точку ПП визначаємо на перетині ізоентропи S
к
з ізотермою t
пп
= t
о
.
Параметри пари в точці ПП: h
пп
=3580 кДж/кг; v
пп
=0,16 м
3
/кг; P
пп
=2400 кПа.
Початковий тиск пари перед турбіною, кПа
Р
о
= Р
пп
/0,2 = 2400/0,2 = 12000.
Рисунок 8.4 – Схема ПТУ і робочий процес пари на h-S діаграмі. По-
значення див. на рис.8.2 і 8.3.
Точку O, яка характеризує стан пари на вході в турбіну, визначаємо
на перетині ізотерми t
о
= t
пп
з ізобарою Р
о
. Параметри пари в точці 0:
h
о
=3480 кДж/кг; S
o
=6,68 кДж/(кг К); v
о
=0,03 м
3
/кг.
Точку П, яка характеризує стан пари на вході в проміжний паропере-
грівник, визначаємо на перетині ізобари Р
пп
з ізоентропою S
о
= S
п
. Параме-
три пари в точці П: h
п
= 3020 кДж/кг; t
п
= 300
о
С.
Питома теплота, яка витрачається на проміжний перегрів пари,
кДж/кг
q
пп
= h
пп
– h
п
= 3580 – 3020 = 560.
Теоретичний перепад в турбіні, кДж/кг
H
o
= h
o
– h
к
+ q
пп
= 3480 – 2280 + 560 = 1760.
Ентальпія пари у відборі турбіни, кДж/кг
h
1
= h
к
+ у
1
×
Н
о
= 2280 + 0,256
×
1760 = 2730.
Точка 1 на h-s-діаграмі визначається на перетині ізоентальпи h
1
з ізо-
ентропою S
о
=S
пп
. Параметри пари в точці 1: Р
1
=80 кПа; t
1
=100
о
С; t
н1
=93
о
С.
Ентальпія конденсату пари в РП, кДж/кг
1
h
¢¢
= С
р
×
t
н1
= 4,2
×
93
»
391.
Температура та ентальпія живильної води
t
жв
= t
к
+
D
t
рп
= 33 + 50 = 83
о
С;
жв
h
¢
=С
р
×
t
жв
= 4,2
×
83 = 349 кДж/кг.
Питома теплота, яка передана воді в РП, кДж/кг
q
в1
=
жв
h
¢
–
к
h
¢
= 349 – 138 = 211.
Теплота, яка віддана парою в РП, кДж/кг
q
n1
=
h
1
–
1
h
¢
= 2730 391 = 2339.
Частка відбору пари з турбіни на РП
a
1
= q
в1
/ (q
в1
+ q
n1
) = 211/(211 + 2339) = 0,083.
Питома робота пари в турбіні, кДж/кг
l
то
= Н
о
(1 –
a
1
×
у
1
) = 1760 (1 – 0,083
×
0,265) = 1721.
Термічний ККД циклу ПТУ
h
t
=
l
то
/(h
o
–
жв
h
¢
+ q
пп
) = 1721/(3480 – 391 + 560) = 0,4716.
Питома витрата умовного палива, кг/кВт
×
год.
b
у
= 0,123/
h
t
= 0,123/0,4716 = 0,26.
Витрата пари в конденсаторі турбіни з рівняння теплового балансу
конденсатора, кг/с
D
к
=G
ов
×
С
р
×D
t
ов
/(3,6
×
q
к
) = 2500
×
4,187
×
20 /(3,6
×
2142) = 271,5.
Витрата пари на турбіну, кг/с
D
o
= D
к
/
a
к
= D
к
/(1 –
a
1
) = 271,5(1 – 0,083) = 296.
Електрична потужність ПТУ, МВт
N
e
= D
o
l
то
= 296
×
1721
×
10
-3
= 509,5.
Витрата умовного палива на ПТУ, кг/с
В
у
= b
у
×
N
e
/3,6 = 0,26
×
509,5/3,6 = 36,8.
Задача 8.1.6.
Теплофікаційна ПТУ з електричною потужністю
50 МВт працює з початковими параметрами Р
о
= 9 МПа і t
о
=510
о
С. Турбі-
на має один відбір пари тиском 120 кПа. З цього відбору заживлені регене-
ративний підігрівник, який підвищує температуру конденсату на 40
о
С і пі-
дігрівник системи теплофікації потужністю 50 МВт (рис.8.5). Визначити
показники роботи ПТУ, якщо тиск в конденсаторі 4 кПа, відносний внут-
рішній ККД турбіни – 0,84, електромеханічний ККД – 0,97, зворотний
конденсат змішується з живильною водою і надходить в парогенератор. Зі-
ставити також показники роботи теплофікаційної ПТУ з показниками ро-
боти конденсаційної ПТУ.
Рисунок 8.5 – Схема і зображення циклу теплофікаційної ПТУ на h-s-
діаграмі: ТФП – теплофікаційний підігрівник; НЗ – насос зворотного кон-
денсату. Інші позначення див. на рис.8.2 і 8.3.
Розв’язування
Початкову точку 0 визначаємо на перетині ізобари Р
о
з ізотермою t
о
.
Параметри пари в точці 0: h
о
= 3410 кДж/кг; S
о
= 6,7 кДж/(кг∙К). Теоретич-
ний процес розширення пари в турбіні здійснюється за умови S
о
= const.
Точку К
о
визначаємо на перетині ізобари Р
к
з ізоентропою S
о
. Параметри
пари в точці К
о
: h
ко
= 2030 кДж/кг; x
ко
= 0,78; t
к
= 29,5
о
С.
Теоретичний теплоперепад в турбіні, кДж/кг
H
o
= h
o
– h
ко
= 3410 – 2030 = 1380.
Дійсний (робочий) теплоперепад в турбіні, кДж/кг
Н
р
= Н
о
×h
оi
= 1380
×
0,84 = 1159.
Дійсна ентальпія пари на виході з турбіни, кДж/кг
h
к
= h
о
– H
р
= 3410 – 1159 = 2251.
Точку К, яка характеризує стан пари на вході в конденсатор, визна-
чаємо на перетині ізобари Р
к
з ізоентальпою h
к
. Параметри пари в точці К:
х
к
= 0,875; S
к
= 7,47. З’єднуємо точки 0 і К лінією. Точку 1 визначаємо на
перетині лінії 0 – К з ізобарою Р
1
. Параметри пари в точці 1: h
1
= 2640
кДж/кг; x
1
= 0,98; t
н1
= 105
о
С; S
1
= 7,2 кДж/(кг
×
К).