Задача №1. На рис 2.5 и 2.6 представлены схема и цикл паротурбинной установки с промежуточным перегревом пара

На рис 2.5 и 2.6 представлены схема и цикл паротурбинной установки с промежуточным перегревом пара.

Рис. 2.5 Рис. 2.6

Обозначения: ПК - паровой котел; П – пароперегреватель; ПП – промежуточный пароперегреватель; СВД, СНД – ступени высокого и низкого давлений турбины; К- конденсатор; ЭГ – электрический генератор; Н – насос.

Цифры на схеме соответствуют узловым точкам действительного цикла (рис. 2.6).

Дано: параметры пара перед СВД: р₁=100 бар, t₁=550^оС; параметры пара на входе в СНД: р₃=30 бар, t₃=t₁; давление пара в конденсаторе
р₄=0,04 бар; КПД парового котла h_пк=0,9, внутренний относительный КПД обеих ступеней турбины одинаков h_оi^т=0,85, механический КПД h_м=0,98, КПД электрического генератора h_г=0,99.

Рассчитать:

· значения энтальпий (h) в узловых точках обратимого и действительного циклов;

· термический КПД обратимого цикла (h_t), внутренний КПД действительного цикла (h_i), электрический КПД (h_э) турбогенераторной установки;

· потери тепла в паровом котле (q_пот^пк), в конденсаторе (q_пот^к);

· механические потери в ступенях турбины ( ^т_{пот. мех});

· потери в генераторе электрического тока ( ^г_пот).

Записать уравнение теплового баланса и проверить тождество.

Проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Задача № 2. На рис. 2.7 и 2.8 представлены схема и регенеративный цикл паротурбинной установки с одним отбором пара в смешивающий подогреватель.

Дано: параметры пара перед турбиной: р₁=140 бар, t₁=550^оС; давление пара в конденсаторе р₃=0,04бар; давление отбора пара из турбины р₂=р₅=6 бар.

Рассчитать: подводимую теплоту (q₁), отводимую теплоту (q₂), термический КПД обратимого регенеративного цикла (h_t^рег).

Рассчитатьтермический КПД (h_t) цикла без регенерации (1-3-4), сравнить с термическим КПД регенеративного цикла (h_t^рег), сделать выводы.

Задача № 3. На рис. 2.9. и 2.10 представлены схема и цикл теплофикационной паротурбинной установки с регулируемым отбором пара.

Дано: параметры пара перед турбиной: р₁=180 бар, t₁=550^оС; давление отбора пара р₂=9 бар; давление пара в конденсаторе р₃=0,04 бар; расход пара, поступающего на турбину, G=280 кг/с; расход пара, направляемого потребителю G_отб=160 кг/с; температура возвращаемого потребителем конденсата t_к=100^оС при давлении р₂=9 бар.

Рассчитать:

· значения энтальпий в узловых точках цикла;

· теоретическую мощность обратимого цикла (N_t, кВт);

· теплоту, переданную потребителю (Q_потр, кВт);

· подводимую теплоту в обратимом цикле (Q₁, кВт);

· коэффициент использования тепла (К) обратимого цикла теплофикационной паротурбинной установки;

· термический КПД обратимого цикла без теплофикационного отбора пара (h_t).

Сравнить коэффициент использования тепла (К) теплофикационного цикла с термическим КПД (h_t) цикла без теплофикационного отбора пара и сделать выводы.

2.5.1. Система КПД для оценки эффективности циклов
паротурбинных установок

На рис. 2.11 в T-s-диаграмме представлен обратимый цикл (1-2-2¢) и действительный цикл
(1-2 д -2¢) Ренкина без учета работы процесса сжатия насоса.

Эффективность обратимого цикла характеризуется термическим КПД

,

где ℓ = h₁ – h₂ – работа обратимого процесса расширения пара в турбине.

Действительный процесс расширения 1-2 д – необратимый адиабатный – протекает с увеличением энтропии.

Работа этого процесса называется внутренней и вычисляется по формуле

.

Эффективность действительного цикла характеризуется внутренним КПД

.

Степень необратимости действительного процесса расширения характеризуется внутренним относительным КПД турбины

.

Механические потери в турбине (трение в подшипниках, затрата энергии на привод масляного насоса, осуществляющего смазку) учитывает механический КПД

,

где _е – эффективная работа, переданная генератору электрического тока.

Потери тепла в паровом котле (с уходящими газами, от неполноты сгорания топлива и т.д.) характеризуются КПД парового котла

,

где - теплота, выделившаяся при сгорании топлива и отнесенная к 1кг пара.

Все потери в паротурбинной установке (кроме электрического генератора) характеризуются эффективным КПД

.

Механические и электрические потери в генераторе электрического тока учитывает КПД генератора

,

где _э – электрическая работа (на выходе электрогенератора).

Электрический КПД учитывает все потери в турбогенераторной установке и вычисляется по формулам

, .

Система перечисленных выше коэффициентов полезного действия дает возможность рассчитать потери тепла в отдельных узлах паротурбинной установки, а также составить и проанализировать уравнение теплового баланса.

Поиск по сайту: