Файл: Введение Задание.docx

Скачать файл (0,08Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.11.2023

Просмотров: 18

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Содержание

Введение…………………………………………………………………..3

Задание…………………………………………………………………….4

1.ТЕОРЕТИЦЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОСИЛОВОГО ЦИКЛА……… 5

1.1. описание установки…………………………………………………..6

1.2. расчет параметров состояния в характерных точках цикла……… .7

1.3. Метод коэффициентов полезного действия прямого цикла………10

1.4. Технические показатели установки…………………………………13

1.5. Эксергетический метод………………………………………….. ….14

ВЫВОД…………………………………………………………………… 17

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………….. 18

ВВЕДЕНИЕ

Цикл Ренкина ,идеальный термодинамический цикл (круговой процесс),в котором совершается превращение теплоты в работу (или работы в теплоту); принимается в качестве теоретической основы для приближенного расчета реальных циклов, осуществляемых в паросиловых установках.

Эффективность преобразователей энергии, к которой относится двигатели внутреннего сгорания, газотурбинные, паротурбинные и другие энергетические установки, способна снизить не только экономические , но и экологические проблемы , что заставляет постоянно совершенствовать их конструкцию.

ЗАДАНИЕ

Произвести термодинамический анализ эффективности работы цикла Ренкина с перегревом пара.

D=6 т/ч

P10=6Mпа

t10=550ºС

P2=0.008Мпа

ηка=94%

η^т =89%

oi

η^н =92%

oi

η_г=97%

_η_м_=98%

_η_пп_=99%

1 ТЕРЕОТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОСИЛОВОГО ЦИКЛА

1.1 Описание установки

Цикл Ренкина с перегревом пара. Этот цикл является основным циклом паросиловых установок, применяемых в современной теплоэнергетике. Схема паросиловой установки приведена на рис. 1. В качестве рабочего тела используется водяной пар.

Перегретый пар с параметрами состояния точки

1 (р₁, Т₁) поступает в турбину Т в которой, расширяясь, производит полезную работу. Полученная механическая работа турбины преобразуется генератором Г в электрическую энергию. Отработанный пар с параметрами состояния точки 2 или 2д подается в конденсатор К, в котором конденсируется до состояния жидкости отдавая теплоту q₂ охлаждающей воде ОВ.

Из конденсатора жидкость (вода), с параметрами точки 2′ поступает в насос Н, который повышает её давление и подает в котлоагрегат КА с параметрами состояния точки 3или 3д.За счет теплоты сгорания в топке котла топлива (угля, мазута или газа) к жидкости подводится теплота q₁и жидкость нагревается до состояния насыщения (точка 4) и кипит, превращается в пар (точка 5) в котле КО. Насыщенный водяной пар поступает в пароперегреватель ПП , где нагревается выше температуры насыщения при заданном давлении (точка 1) и направляется по паропроводу в турбину.

Рис. 1. Схема паросилового цикла Ренкина с перегревом пара:

КА – котлоагрегат (котел КО и пароперегреватель ПП); Т – турбина; Г – электрогенератор; К – конденсатор; ОВ – охлаждающая вода; Н – насос.

Термодинамический цикл этого теплового двигателя производится двумя изобарами – изобарой отвода тепла в конденсаторе (2–2–2д) и изобарой подвода тепла в котлоагрегате (3–3д–4–5–1⁰) как показано на рисунке 2.

Рис. 2. Паросиловой цикл Ренкина с перегревом пара

Точка 1 - перегретый пар

Точка 1⁰- сухой перегретый пар

Точка 2 - влажный пар

Точка 2^,- жидкость (вода)

Точка 2^,,- сухой насыщенный пар

Точка 2_д- влажный пар

Точка 3 - насыщенная жидкость

Точка 3_д- нагретая жидкость

Точка 4 - кипящая вода

Точка 5- сухой насыщенный пар

1.2 Расчет параметров состояния в характерных точка цикла

Для расчета и анализа процессов, происходящих в цикле не- обходимо определение параметров состояния рабочего тела в его характерных точках.

Параметр в точках 4^, и 5^,, при Р₁₀=6МПа = 6000кПа

4^, 5^,,

t= 275.6ºC t=275.6ºC

v^.=0.001319м³/кг v^..=0.03241м³/кг

i^. = 1214 кДж/кг i^..= 2783кДж/кг

s^. = 3.028кДж/(кг К) s^..= 5,888кДж/(кг К)

x₄=0; x₅=1

Параметры в точках 2^, и 2^,, при Р₂ = 0,008МПа = 8кПа

t=41053ºC t=41.83ºC

v^.=0.001008м³/кг v^..= 18011м³/кг

i^.=173.9 кДж/кг i^.. = 2577кДж/кг

s^. = 0.5990 кДж/(кг К) s^.. = 8.229 кДж/(кг К)

Параметры перегретого пара в точке 10 при Р₁₀ =6МПа , t₁₀ = 550ºC

v₁₀= 0.03561 м³/кг

i₁₀ = 3500 кДж/кг

s₁₀ = 6.757 кДж/(кг К)

Параметры состояния жидкости после сжатия в насосе в точке 3 при Р₁₀=Р₃=6МПа и энтропии ; s₃=s₂= 0.5990кДж/(кг К)

t₃= 42.3ºC

v₃ = 0.001м³/кг

i₃ = 182.14 кДж/кг

Эффективность работы и совершенство конструкции питательного насоса определяется относительным КПД насоса, представляющим собой отношение теоретической работы, к реальной работе насоса.

Также известно, что при Р₁₀=Р_3д=6МПа находим значение остальных параметров в точке 3_д.

t_3д=45.5ºC

v_3д=0,001м³/кг

s_3д=0,6021кДж/(кг К)

В результате потерь теплоты в паропроводе состояние водяного пара перед турбиной будет отвечать состоянию в точке 1 , а параметры точки 1 определяют из зависимости для КПД паропровода:

Откуда получим значение энтальпии в точке 1, если известен η_пп=99% из задания.

i₁=(i₁₀-i₃) η_пп+i₃=(3500-182.14)0.99+182.14=3466.82кДж/кг

При расчетах принимаем давление пара перед турбиной Р₁ равным давлению пара после котлоагрегата, т.е. Р

₁≈Р₁₀.Тогда определяем другие параметры в точке 1.

t₁=536.83ºC v₁=0.0349м³/кг s₁=6.72кДж/(кг К)

При идеальном процессе расширения пара (адиабатном или, по другому, изотропном)в турбине энтропия рабочего тела не изменяется, следовательно

S₁=S₂.

Степень сухости отработанного влажного пара, выходящего из турбины, (точка2) для идеального процесса определяется по формуле:

= 0.8

По известной степени сухости рассчитываем остальные параметры состояния точки 2:

I₂=i₂(1-x₂)+i₂x₂=173.9(1-0.8)+2577×0.8=2096.4кДж/кг

v₂=v₂ x₂ =18.11×0.8=14.5м³/кг

Эффективность работы и совершенство конструкции турбины определяется внутренним относительным КПД турбины, представляющим собой отношение действительной работы, полученной в реальном процессе расширения пара в турбине к теоретической работе турбины:

→i₂_д=i₁-(i₁-i₂)

i_2д= 3466.82-(3466.82-2096.4)0.89=2247.15кДж/кг

Рассчитываем степень сухости отработанного влажного пара, выходящего из турбины в реальном процессе (точка 2д) по формуле:

= 0.86

По известной степени сухости рассчитываем остальные параметры состояния точки 2:

S₂_д=s₂ (1-x₂_д)+s₂x₂_д_;

S₂_д=0,5990(1-0,86)+8,229×0,86=7,164 кДж/(кг К)

V_2д=v₂x_2д=18,11×0,86=15,57м³/кг.

1.3 Метод коэффициентов полезного действия прямого цикла.

Рассчитывается теплота, выделенная при сгорании топлива, превращенная в электроэнергию, отданная в конденсаторе; потери теплоты в котлоагрегате, в паропроводе, в электрогенераторе, в турбине, в насосе.

Количество удельной теплоты, воспринятое водой и паром в котлоагрегате, определяется по зависимости:

q₁=i₁₀-i_3д;

q₁=3500-182.14=3317.9кДж/кг

Количество теплоты, выделившееся в котлоагрегате при сгорании топлива определяем по формуле: