Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 19
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
=i2д-i2=2247.15-2096.4=150.75кДж/кг
Потери работы в генераторе электрического тока
=lц.дейст-lвн=1210,43-1200,09=10,34кДж/кг
Уравнение теплового баланса паротурбинной установки
q=lвн+q2+∆ +∆ +
q=1200.09+211.78+33.18+150.75+10.34=1606.14кДж/кг
Результаты расчета параметров состояния рабочего тела и определения КПД, а также технические показатели приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Результаты расчета паросилового цикла
1.4 Технические показатели установки
Удельный расход пара показывает, какое количество пара в кг требуется пропустить через турбину, чтобы получить 1 кДж электрической энергии
(1кВт=3600кДж)
dтеор =0,00073 кг/кДж
dдейст. = = 0,00083кг/кДж
dтеор = = =2,64 кг/(кВт ч)
dдейст. = = = 2,97 кг/(кВт ч)
Удельный расход теплоты в теоретическом и действительном цикле установки показывает, какое количество теплоты (кДж или кВт ч)необходимо затратить, чтобы получить 1кДж или 1кВт ч работы.
g = = = = 2,59 (кВт ч)/(кВт ч)
Q = qD = B = 3529,68 × 6000 = 21178080 кДж/кг
= 23940 кДж/кг
B= = = 884,63 кг/ч
Ne = lвн D = q D = 1200.09 × 6000 = 7200540 кВт
Nтеор.= D = 1362.18 × 6000 = 8173080 кВт
ge = = = 2.94 (кВт ч)/(кВт ч)
Удельный расход топлива показывает, какое количество топлива необходимо для получения 1кДж работы.
b = = = 0.000108 кг топл/кДж
be =
= = 0.000123 кг топл/кДж
где b и be удельный расход топлива в теоретическом цикле и в действительном с учетом всех потерь, соответственно.
1.5Эксергетический метод
При анализе цикла принимается, что давление и температура окружающей среды р0 = 100кПа, t =20ºC( T0=293K), температура поточных газов tT=1300ºC (TT = 1573K), io =84кДж/кг, so =0,2963кДж/(кг К).
Работоспособность (максимальная полезная работа, эксергия) изолированной системы, состоящей из источника работы и окружающей среды определяется выражением:
lmax = en = ( in-i0) – T0( sn – s0)
e1=(3466.82-84)-293(6.72-0.2963)=1500.66 кДж/кг
e2=(2096.4-84)-293(6.72-0.2963)=130.26 кДж/кг
e2.=(173.9-84)-293(05990-0.2963)=1,21 кДж/кг
e3.=(182.14-84)-293(0.5990-0.2963)=9.45 кДж/кг
e3д=(183.14-84)-293(0.06021-0.2963)=9.54 кДж/кг
e10=(3500-84)-293(6.757-0.2963)=1527.98 кДж/кг
ПО аналогии с эксэргией потока рабочего тела вводится понятие об эксэргии потока тепла q, отдаваемой телом (поточными газами) с температурой ТТ , которая определяется как :
eq= q(1- )= 3529.68(1- )= 2873.16 кДж/кг
Потери работоспособности (эксэргии) в котлоагрегате вследствие рассеивания теплоты в окружающую среду определяется по формуле :
∆lka = ( e3 +eq ) – e10 = (9.45+2873.16)- 1527.98 = 1354.63 кДж/кг
Потери работоспособности в паропроводе
∆lпп = e10 – e1 = 1527.98-1500.66 = 27.32 кДж/кг
Потери работоспособности (эксергии) в турбине
∆lT = e1 – e2 - = 1500.66-130.26-1219.67 = 150.73 кДж/кг
Потери работоспособности в электрогенераторе
∆lг = lц.дейст – lвн = 1210,43-1200,09 = 10,34 кДж/кг
Потери работоспособности в конденсаторе
∆lk = e2 – e2. = 130.26 – 1.21 = 129.05 кДж/кг
Потери работоспособности в насосе
∆lн = e2. – e3д + = 1,21-9,54 + 9,24 = 0,91 кДж/кг
Уравнение эксергетического баланса запишем как:
eq = lвн+ ∆lka +∆lпп + ∆lT + ∆lг + ∆lk + ∆lн
eq = 1200,09+1354,63+27,32+150,73+10,34+129,05+0,91 = 2873,07 кДж/кг
Приняв эксэргию потока тепла eq за 100%, на основании уравнения эксергетического баланса для паротурбинной установки необходимо определить доли составляющих баланса и построить график распределения потоков эксэргии, который представлен на рисунке 4.
Вывод
В ходе расчета курсовой работы был произведен анализ эффективности работы паросилового цикла Ренкина, были рассчитаны параметры состояния рабочего тела в различных точках цикла, определены потери энергии и эксэргии. На основании данных составлены балансовые диаграммы потоков энергии и эксэргии в паросиловой установке. По рассчитанной полезной работе и заданному расходу пара ( D= 6 т/ч )были определены мощность паросиловой установки действительного Ne = 7200540 кВт и теоретического цикла Nтеор. = 8173080 кДж/ч, удельный расход пара на единицу мощности. Исходя из эффективности работы реального паросилового цикла оценивается эффективное КПД установки ( = 0,34).
Список литературы
Методические указания к курсовой работе по дисциплине Теоретические основы теплотехники для студентов направления подготовки 241000.62Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии очной и заочной форм обучения. Ю.О. Афанасьев, А.Р. Богомолов ; ФГБОУ ВО «Кузбасс. Гос. Техн. Университет им. Т.Ф. Горбачева», Каф. Процессов и аппаратов химических производст. – Кемерово: Издательство КузГТУ, 2012.
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Кузбасский государственный технический университет имени
Т. Ф. Горбачева»
Кафедра энергоресурсосберегающих процессов в химической и нефтегазовой технологиях
Курсовой проект
По дисциплине «Теоретические основы теплотехники»
Тема « Термодинамический анализ эффективности работы цикла Ренкина с перегревом пара»
Выполнил ст. гр. ХМбз-201
Арефьев А.А.
Проверил:
Тиунова Н.В.
Кемерово 2023г
Потери работы в генераторе электрического тока
=lц.дейст-lвн=1210,43-1200,09=10,34кДж/кг
Уравнение теплового баланса паротурбинной установки
q=lвн+q2+∆ +∆ +
q=1200.09+211.78+33.18+150.75+10.34=1606.14кДж/кг
Результаты расчета параметров состояния рабочего тела и определения КПД, а также технические показатели приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Результаты расчета паросилового цикла
№ точки | Параметры состояния | |||||
Т, К | Р,МПа | V, м3/кг | i, кДж/кг | s, кДж/(кг К) | x | |
10 | 823,15 | 6 | 0,03561 | 3500 | 6,757 | 1 |
1 | 809,98 | 6 | 0,0349 | 3466,82 | 6,72 | 1 |
2 | 314,98 | 0,008 | 14,5 | 2096,4 | 6,72 | 0,8 |
2д | 314,98 | 0,008 | 15,57 | 2247,15 | 7,164 | 0,86 |
2,, | 314,98 | 0,008 | 18,11 | 2577 | 8,229 | 1 |
2, | 314,68 | 0,008 | 0,0010 | 173,9 | 0,5990 | 0 |
3 | 315,45 | 6 | 0,001 | 182,14 | 8,229 | 0 |
3д | 318,65 | 6 | 0,001 | 183,14 | 0,6021 | 0 |
4 | 548,75 | 6 | 0,001319 | 1214 | 3,028 | 0 |
5 | 548,75 | 6 | 0,03241 | 2783 | 5,888 | 1 |
1.4 Технические показатели установки
Удельный расход пара показывает, какое количество пара в кг требуется пропустить через турбину, чтобы получить 1 кДж электрической энергии
(1кВт=3600кДж)
dтеор =0,00073 кг/кДж
dдейст. = = 0,00083кг/кДж
dтеор = = =2,64 кг/(кВт ч)
dдейст. = = = 2,97 кг/(кВт ч)
Удельный расход теплоты в теоретическом и действительном цикле установки показывает, какое количество теплоты (кДж или кВт ч)необходимо затратить, чтобы получить 1кДж или 1кВт ч работы.
g = = = = 2,59 (кВт ч)/(кВт ч)
Q = qD = B = 3529,68 × 6000 = 21178080 кДж/кг
= 23940 кДж/кг
B= = = 884,63 кг/ч
Ne = lвн D = q D = 1200.09 × 6000 = 7200540 кВт
Nтеор.= D = 1362.18 × 6000 = 8173080 кВт
ge = = = 2.94 (кВт ч)/(кВт ч)
Удельный расход топлива показывает, какое количество топлива необходимо для получения 1кДж работы.
b = = = 0.000108 кг топл/кДж
be =
= = 0.000123 кг топл/кДж
где b и be удельный расход топлива в теоретическом цикле и в действительном с учетом всех потерь, соответственно.
1.5Эксергетический метод
При анализе цикла принимается, что давление и температура окружающей среды р0 = 100кПа, t =20ºC( T0=293K), температура поточных газов tT=1300ºC (TT = 1573K), io =84кДж/кг, so =0,2963кДж/(кг К).
Работоспособность (максимальная полезная работа, эксергия) изолированной системы, состоящей из источника работы и окружающей среды определяется выражением:
lmax = en = ( in-i0) – T0( sn – s0)
e1=(3466.82-84)-293(6.72-0.2963)=1500.66 кДж/кг
e2=(2096.4-84)-293(6.72-0.2963)=130.26 кДж/кг
e2.=(173.9-84)-293(05990-0.2963)=1,21 кДж/кг
e3.=(182.14-84)-293(0.5990-0.2963)=9.45 кДж/кг
e3д=(183.14-84)-293(0.06021-0.2963)=9.54 кДж/кг
e10=(3500-84)-293(6.757-0.2963)=1527.98 кДж/кг
ПО аналогии с эксэргией потока рабочего тела вводится понятие об эксэргии потока тепла q, отдаваемой телом (поточными газами) с температурой ТТ , которая определяется как :
eq= q(1- )= 3529.68(1- )= 2873.16 кДж/кг
Потери работоспособности (эксэргии) в котлоагрегате вследствие рассеивания теплоты в окружающую среду определяется по формуле :
∆lka = ( e3 +eq ) – e10 = (9.45+2873.16)- 1527.98 = 1354.63 кДж/кг
Потери работоспособности в паропроводе
∆lпп = e10 – e1 = 1527.98-1500.66 = 27.32 кДж/кг
Потери работоспособности (эксергии) в турбине
∆lT = e1 – e2 - = 1500.66-130.26-1219.67 = 150.73 кДж/кг
Потери работоспособности в электрогенераторе
∆lг = lц.дейст – lвн = 1210,43-1200,09 = 10,34 кДж/кг
Потери работоспособности в конденсаторе
∆lk = e2 – e2. = 130.26 – 1.21 = 129.05 кДж/кг
Потери работоспособности в насосе
∆lн = e2. – e3д + = 1,21-9,54 + 9,24 = 0,91 кДж/кг
Уравнение эксергетического баланса запишем как:
eq = lвн+ ∆lka +∆lпп + ∆lT + ∆lг + ∆lk + ∆lн
eq = 1200,09+1354,63+27,32+150,73+10,34+129,05+0,91 = 2873,07 кДж/кг
Приняв эксэргию потока тепла eq за 100%, на основании уравнения эксергетического баланса для паротурбинной установки необходимо определить доли составляющих баланса и построить график распределения потоков эксэргии, который представлен на рисунке 4.
Вывод
В ходе расчета курсовой работы был произведен анализ эффективности работы паросилового цикла Ренкина, были рассчитаны параметры состояния рабочего тела в различных точках цикла, определены потери энергии и эксэргии. На основании данных составлены балансовые диаграммы потоков энергии и эксэргии в паросиловой установке. По рассчитанной полезной работе и заданному расходу пара ( D= 6 т/ч )были определены мощность паросиловой установки действительного Ne = 7200540 кВт и теоретического цикла Nтеор. = 8173080 кДж/ч, удельный расход пара на единицу мощности. Исходя из эффективности работы реального паросилового цикла оценивается эффективное КПД установки ( = 0,34).
Список литературы
Методические указания к курсовой работе по дисциплине Теоретические основы теплотехники для студентов направления подготовки 241000.62Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии очной и заочной форм обучения. Ю.О. Афанасьев, А.Р. Богомолов ; ФГБОУ ВО «Кузбасс. Гос. Техн. Университет им. Т.Ф. Горбачева», Каф. Процессов и аппаратов химических производст. – Кемерово: Издательство КузГТУ, 2012.
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Кузбасский государственный технический университет имени
Т. Ф. Горбачева»
Кафедра энергоресурсосберегающих процессов в химической и нефтегазовой технологиях
Курсовой проект
По дисциплине «Теоретические основы теплотехники»
Тема « Термодинамический анализ эффективности работы цикла Ренкина с перегревом пара»
Выполнил ст. гр. ХМбз-201
Арефьев А.А.
Проверил:
Тиунова Н.В.
Кемерово 2023г