ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.12.2021
Просмотров: 1636
Скачиваний: 6
Ентальпія конденсату і конденсату відбірної пари, кДж/кг
к
h
¢
= С
р
×
t
к
= 4,187
×
29,5 = 124
1
h
¢
= С
р
×
t
н1
= 4,2
×
105 = 441.
Витрата пари з відбору на теплофікацію, кг/с
D
тф
= Q
тф
×
10
3
/(h
1
–
1
h
¢
)= 50
×
10
3
/(2640 - 441) = 22,74.
Температура води після регенеративного підігрівника,
о
С
t
рп
= t
к
+
D
t
рп
= 29,5 + 40 = 69,5.
Питома теплота підігріву води в РП, кДж/кг
q
в1
= С
р
×D
t
к
= 4,19
×
40 = 167,6.
Ентальпія води за РП, кДж/кг
рп
h
¢
= С
р
×
t
рп
= 4,2
×
69,5 = 292.
Питома теплота, яка віддана парою в РП, кДж/кг
q
n1
= h
1
–
n
h
¢
= 2640 – 441 = 2199.
Із рівняння теплового балансу РП D
к
×
q
в1
= D
рп
×
q
п1
визначаємо витра-
ту грійної пари на РП, кг/с
D
рп
= D
к
×
q
в1
/q
n1
= D
к
167,6/2199 = 0,076D
к
.
Запишемо рівняння електричної потужності ПТУ
N
e
= [(D
рп
+ D
тф
)(h
o
- h
1
) + D
к
Н
р
] 10
-3
∙
×h
ем
(8.1)
Тобто50 = [(0,076D
к
+ 22,74)(3410 – 2640) + D
к
1159]10
-3
×
0,97.
З останнього рівняння визначаємо
D
к
= 27,95 кг/с; D
рп
= 0,076
×
27,95 = 2,12 кг/с.
Витрата пари на турбіну, кг/с
D
o
= D
рп
+ D
тф
+ D
к
= 2,12 + 22,74 + 27,95 = 52,81.
Частки відборів пари:
на регенеративний підігрівник
a
рп
= D
рп
/D
о
= 2,12/52,81 = 0,04;
на теплофікаційний підігрівник
a
тф
= D
тф
/D
о
= 22,74/52,81 = 0,43;
на конденсатор
a
к
= D
к
/D
о
= 27,95/52,81 = 0,53.
Ентальпія живильної води, кДж/кг
жв
h
¢
=
(
a
рп
+
a
к
)
рп
h
¢
+
a
тф
1
h
¢
= (0,04 + 0,53) 292 + 0,43 441 = 356.
Питома теплота, що підведена в циклі ПТУ, кДж/кг
q
o
= h
o
–
жв
h
¢
= 3410 – 356 = 3054.
Питома втрата теплоти в конденсаторі, кДж/кг
q
к
= h
к
–
к
h
¢
= = 2251 – 124 = 2127.
Термічний ККД теплофікаційного циклу
h
t
= 1 –
a
к
×
q
к
/q
о
= 1 – 0,53
×
2127/3054 = 0,63.
У випадку, коли ПТУ працює в конденсаційному режимі, D
тф
= 0 і
рівняння (8.1) буде мати вигляд:
N
e
= [
рп
D
¢
(h
o
– h
1
) +
к
D
¢
×
Н
р
] 10
-3
h
ем
)
або 50 – [0,076
×
к
D
¢
(3410 - 2640) +
к
D
¢
×
1159] 10
-43
0,97.
З останнього рівняння визначаємо:
к
D
¢
== 45,64 кг/с;
рп
D
¢
= 3,47 кг/с;
о
D
¢
=
рп
D
¢
+
к
D
¢
= 49,11 кг/с;
к
a¢
= 1 –
рп
a
¢
= 1 – 0,0706 = 0,929, де .
рп
a
¢
=
рп
D
¢
/
о
D
¢
.
Питома теплота, що підведена в циклі, кДж/кг
о
q
¢
= h
o
–
жв
h
¢
= h
o
–
рп
h
¢
= 3410 – 292 = 3118.
Термічний ККД циклу
t
h ¢¢
= 1 -
к
a¢
×
q
к
/
o
q
¢
= 1 – 0,929
×
2127 / 3118 = 0,336.
Отже, в разі комбінованого відпуску теплоти і електроенергії “абсо-
лютний” термічний ККД циклу зростає на 26%.
8.2 Завдання для самостійної роботи
Задача 8.2.1.
Параметри пари за турбіною дорівнюють:
r
= 1 кг/м
3
,
х
к
= 0,94, а початкова температура t
о
= 400
о
С. Визначити теплоту, яка ви-
трачена на перегрів пари в парогенераторі, витрату умовного палива в ци-
клі Ренкіна, якщо витрата охолодної води складає 5400 т/год., а її підігрів –
20 К.
Задача 8.2.2.
Початкові параметри пари перед турбіною в циклі Рен-
кіна складають: Р
о
= 2 МПа,
r
= 6,25 кг/м
3
. Пара розширюється до трина-
дцятикратного зменшення температури. Визначити витрату умовного па-
лива, теплоту пароутворення в кінцевій точці, витрату охолодної води, як-
що потужність електрогенератора 6 МВт, а підігрів охолодної води – 18
о
С.
Задача 8.2.3.
Парогенератор генерує пару з параметрами: Р = 4 МПа,
t = 420
о
С. Тиск перед паровою турбіною в циклі Ренкіна має дорівнювати
2 МПа, а кінцева температура 33
о
С. Визначити витрату умовного палива і
охолодної води, якщо її підігрів складає 20
о
С, потужність електрогенера-
тора 4 МВт. Визначити також перевитрату умовного палива завдяки дро-
селюванню пари після парогенератора в циклі Ренкіна.
Задача 8.2.4.
Температура пари в конденсаторі турбіни 30
о
С, а пито-
ма втрата теплоти 0,6 кВт
×
год. Визначити теплоту пароутворення в кінце-
вій точці, витрату умовного палива в циклі Ренкіна, якщо потужність елек-
трогенератора 2,5 МВт, а розширення пари в турбіні здійснюється до три-
дцятикратного зменшення тиску.
Задача 8.2.5.
Паротурбінна установка в циклі Ренкіна працює з поча-
тковими параметрами: t
о
= 470
о
С,
r
о
= 2,857 кг/м
3
. Побудувати криву зале-
жності термічного ККД циклу і витрати умовного палива від величини ти-
ску в конденсаторі, який дорівнюватиме: 3, 5, 8, 10 кПа. Потужність елект-
рогенератора 4 МВт.
Задача 8.2.6.
Кінцевий тиск пари в циклі Ренкіна – 5 кПа, а питома
втрата в конденсаторі – 0,585 кВт∙год. Побудувати криву залежності тер-
мічного ККД циклу і потужності живильного насоса від значення початко-
вої температури, яка має дорівнювати: 350, 400, 450 і 500
о
С. Потужність
електрогенератора – 6 МВт.
Задача 8.2.7.
Кінцеві параметри пари в циклі Ренкіна складають:
r
к
= 0,05 кг/м
3
, х
к
= 0,84, а потужність електрогенератора – 12 МВт. Побу-
дувати залежності термічного ККД циклу і витрати умовного палива від
початкового тиску, який має дорівнювати: 1,5; 2,0; 3,0 і 4,0 МПа.
Задача 8.2.8.
Потужність електрогенератора в циклі Ренкіна–12 МВт,
а витрата умовного палива – 1,09 кг/с. Визначити початкові параметри па-
ри і витрату охолодної води, якщо її підігрів 20 К, а кінцеві параметри
складають: Р
к
= 5 кПа, S
к
= 7 кДж/(кг∙К).
Задача 8.2.9.
Початкові параметри пари в циклі Ренкіна становлять:
Р
о
= 3 МПа, t
о
= 420
о
С, а витрата пари – 10 кг/с. Визначити кінцеві параме-
три пари, витрату умовного палива і охолодної води, якщо її підігрів 15
о
С,
а потужність електрогенератора – 9,7 МВт.
Задача 8.2.10
.
На перегрів сухої насиченої пари з тиском 5 МПа ви-
трачається 0,16666 кВт
×
год теплоти. Далі пара виконує роботу в турбіні, де
її температура зменшується в 16 разів. Визначити витрату умовного пали-
ва, якщо витрата охолодної води в конденсаторі – 10800 т/год., її підігрів –
20 К, а значення ККД складають:
h
оі
= 0,83;
h
ем
= 0,964;
h
пг
= 0,91.
Задача 8.2.11.
Міра сухості пари на виході з турбіни – 0,9, а теплота
пароутворення – 2300 кДж/кг. Визначити витрату умовного палива в циклі
Ренкіна, якщо початкова густина пари 5 кг/м
3
, витрата охолодної води в
конденсаторі – 7200 м
3
/год., а її підігрів – 15
о
С,
h
¢¢
= 2580 кДж/кг.
Задача 8.2.12.
Суха насичена пара з тиском 1,5 МПа перегрівається в
парогенераторі на 170
о
С, після чого виконує роботу в циклі Ренкіна. При
цьому її густина зменшується в 100 разів. Визначити витрату умовного па-
лива, показник адіабати, витрату охолодної води, якщо її підігрів – 20
о
С, а
потужність електрогенератора – 5 МВт.
Задача 8.2.13.
Пара з початковими параметрами: t
о
=470
о
С,
r
о
=25кг/м
3
спочатку дроселюється до трикратного збільшення об’єму, а
потім виконує роботу в турбіні до двохсоткратного зменшення тиску. Ви-
значити витрату умовного палива і теплоту пароутворення в кінцевій точ-
ці, якщо витрата охолодної води складає 5400 т/год., а її підігрів – 17
о
С.
Визначити також ці показники за умови, що дроселювання пари не відбу-
вається.
Задача 8.2.14.
Температура пари в конденсаторі турбіни – 50
о
С, пи-
тома втрата теплоти – 0,58 кВт∙год. Питома витрата умовного палива в ци-
клі Ренкіна з електрогенератором 12 МВт складає 0,3936 кг/кВт
×
год. Ви-
значити параметри пари перед турбіною і витрату охолодної води в кон-
денсаторі, якщо її підігрів 20
о
С.
Задача 8.2.15.
Порівняти показники роботи і витрату умовного пали-
ва дійсного і теоретичного циклів Ренкіна, якщо витрата охолодної води та
її підігрів складають 12000 т/год і 20
о
С, відповідно, кінцеві параметри:
Р
к
=0,035 бар і h
к
=2150 кДж/кг, початкова густина – 6,25 кг/м
3
;
h
оі
= 0,825;
h
ем
= 0,96;
h
пг
= 0,9.
Задача 8.2.16.
Початкові параметри пари в циклі Ренкіна складають:
r
о
=10 кг/м
3
; t
о
=490
о
С, а витрата пари –72 т/год. Визначити кінцеві параме-
три пари, витрату умовного палива і охолодної води, якщо її підігрів 15 К,
а потужність електрогенератора – 15 МВт.
Задача 8.2.17.
Початкові параметри пари в циклі Ренкіна складають:
r
о
= 8,333 кг/м
3
; t
о
= 510
о
С. Пара розширюється в турбіні з показником по-
літропи n = 1,184 до кінцевого тиску 7 кПа. Визначити витрату умовного
палива, якщо
h
ем
= 0,96;
h
пг
= 0,91, витрата охолодної води 7200 м
3
/год., а її
підігрів – 20
о
С.
Задача 8.2.18.
Ентальпія сухої насиченої пари дорівнює 2600 кДж/кг,
а теплота пароутворення – 2230 кДж/кг. Міра сухості пари на виході з тур-
біни 0,9. Визначити показники роботи і витрату умовного палива в циклі
Ренкіна, якщо розширення пари в турбіні здійснюється до
п’ятидесятикратного зменшення густини, а потужність електрогенератора
– 6 МВт.
Задача 8.2.19.
Питома витрата умовного палива в циклі Ренкіна
складає 0,34 кг/кВт∙год. Визначити початкові параметри і витрату умовно-
го палива, якщо витрата охолодної води становить 20000 т/год, її підігрів в
конденсаторі–20 К, питома втрата теплоти в конденсаторі– 0,576 кВт∙год, а
температура конденсату – 30
о
С.
Задача 8.2.20.
Визначити внутрішній відносний ККД турбіни, витра-
ти умовного палива і охолодної води в циклі Ренкіна з початковими пара-
метрами:
r
о
= 16,666 кг/м
3
; t
о
= 530
о
С, якщо необоротні втрати в турбіні
складають 150 кДж/кг, кінцевий тиск 0,06 бар, N
е
= 12 МВт;
h
ем
= 0,96;
h
пг
= 0,9; підігрів охолодної води – 18
о
С.
Задача 8.2.21.
Кінцеві параметри пари на виході з турбіни: х
к
= 0,9;
r
к
=0,05, а початкова температура 450
о
С. Пара розширюється в турбіні з
показником політропи n=1,17. Визначити відносний внутрішній ККД тур-
біни, витрату умовного палива, якщо витрати охолодної води 10800 т/год.,
а її підігрів – 20
о
С;
h
ем
= 0,97;
h
пг
= 0,91.
Задача 8.2.22.
Кінцева міра сухості пари в турбіні 0,87, а теплота па-
роутворення –2384 кДж/кг. Визначити теплоту, яка витрачена на перегрів
пари в парогенераторі, витрату умовного палива і охолодної води, якщо її
підігрів 20 К, ентальпія сухої насиченої пари для кінцевого тиску –
2600 кДж/кг, питома витрата пари –3,6 кг/кВт∙год. і загальна витрата пари
– 36 кг/с.
Задача 8.2.23.
Початкові параметри пари в циклі Ренкіна складають:
t
о
= 450
о
С;
r
о
= 10 кг/м
3
. Визначити теплоту пароутворення в кінцевій точ-
ці, витрату умовного палива і охолодної води, якщо її підігрів 15
о
С, поту-
жність електрогенератора – 10 МВт, а витрата пари – 36 т/год.
Задача 8.2.24.
В парогенераторі генерується суха насичена пара з ти-
ском 1 МПа, яка виконує роботу в турбіні до стократного зменшення тис-
ку. Визначити, як зміняться показники роботи циклу Ренкіна і витрата
умовного палива, якщо здійснити перегрів пари на 200
о
С, за умови
Р
к
= const і D
о
= 270 т/год = const.
Задача 8.2.25.
Температура конденсації пари в циклі Ренкіна складає
33
о
С, а витрата охолодної води та її підігрів 18000 т/год і 20
о
С, відповідно.
При цьоиу питома втрата теплоти дорівнює q
к
= 0,545 кВт∙год. Визначити
початкові параметри пари перед турбіною, витрату умовного палива і
пари, якщо питомі витрати умовного палива і пари складають 0,35 і
0,34 кг/кВт∙год, відповідно.
Задача 8.2.26.
Параметри пари в парогенераторі складають:
Р
о
= 4 МПа; t
о
= 480
о
С. Визначити, до якого тиску треба дроселювати пару
перед турбіною, щоб для кінцевого тиску за турбіною 5 кПа питома витра-
та умовного палива не перевищувала 0,3647 кг/кВт
×
год. Визначити також
витрату пари, якщо потужність електрогенератора 6 МВт.