Реферати українською » Физика » Аналіз циклу паротурбінної установки


Реферат Аналіз циклу паротурбінної установки

Завдання

>Паротурбинная установка потужністю NЕге працює при початкових параметрахp1,t1 і кінцевому тиску параpдо. Вихідні дані для розрахунків вибираються за двозначним номером варіанти вживляють у табл. «Вихідні дані».

1. По вихідним даним розрахувати характеристичні точки ідеального і дійсного циклівРенкина. Результати розрахунків явити у табл. 2.

За даними табл. 2 побудувати вTs-координатах ідеальний і дійсний цикли простий ПТУ.Рассчитать основні характеристики циклів, перелічені в табл. 2.

2.Рассчитать характеристичні точки дійсного циклу ПТУ зизмененним параметром. Побудувати вTs-координатах початковий дійсний цикл зизмененним параметром.

Побудувати вhs-диаграмме процеси розширення пара в турбіни для початкового циклу і зизмененним параметром.Рассчитать основні характеристики циклу зизмененним параметром.

3.Рассчитать теплової таексергетический баланси дійсного циклу простий ПТУ. Побудувати діаграми теплових іексергетических потоків встановленні.

4.Рассчитать основні характеристики установки, працюючої по дійсному циклу і має n регенеративнихподогревателей при тиску в відборахp111,p112,p113.Рассчитать теплової таексергетический балансирегенеративного циклу ПТУ. Побудувати діаграми теплових іексергетических потоків.

Усі результати розрахунків явити у зведеної табл. 2.

NЕге=110 МВт

р1=9МПа

>t1=>500С

рДо=0,010МПа

>>oiT=0,85

>>oiH=0,80

>ка=0,82

>QH>P=38МДж/кг

>t1= +15%

>p111=1,0МПа

>p113=0,20МПа

>Расчет параметрів точок ідеального і дійсного циклів ПТУ

1 – перегрітий пар

v1=0,0368 м3/кг

h1=3387,3 кДж/кг

>s1=6,6601кДж/(кг*К)

2а – вологий насичений пар

>t2=>45,81C

v=0,0010103 м3/кг v’’=14,671 м3/кг

h=191,81 кДж/кг h’’=2583,9 кДж/кг

>s=0,6492кДж/(кг*К)s’’=8,1489кДж/(кг*К)

x>2a=(>s-s’)/(s’’-s’) x>2a=(6,6601-0,6492)/(8,1489-0,6492)=0,801

v>2a=v’>2a*(>1-x>2a)+v’’>2a*x>2a        v>2a=11,759 м3/кг

h>2a= h’>2a*(>1-x>2a)+h’’>2a*x>2a       h>2a=2109,035 кДж/кг

>2д – вологий насичений пар

>>oiT=(h1-h’>2д)/(h1-h2a)

h2буд=h1->oiT*(h1-h>2a)

h2буд=2300,77 кДж/кг

x2буд=(h2буд-h’2буд)/(h’’2буд-h’2буд) x2буд=0,882

v>2д=12,940 м3/кг

>s>2д=7,264кДж/(кг*К)

3 – нуртуюча рідина

x3=0

v3=v’2=0,0010103 м3/кг

h3=h’2=191,81 кДж/кг

>s3=>s’2=0,6492кДж/(кг*К)

>4a – рідина

>sі=0,5689кДж/(кг*К)t(sі)=>40C

>sі+1=0,6996кДж/(кг*К)t(sі+1)=>50C

>t>4a(>s=0,6492)=46,14C=319,14 K

>tі=40 Зv(tі)=0,0010039 м3/кг

>t>i+1=50 Зv(t>i+1)=0,0010082 м3/кг

v>4a(>t=46,14)=0,00100654 м3/кг

>tі=40 Зh(tі)=175,5 кДж/кг

>tі=40 Зh(tі)=217,1 кДж/кг

>h(t=46,14)=201,04 кДж/кг

>4д – рідина

>>oiH=(h>4a-h3)/(h4буд-h3)

h4буд=h3+(h>4a-h3)/>oiH

h4буд=203,35 кДж/кг

hі=175,5кДж/(кг*К)

>t(sі)=>40C

h>i+1=217,1кДж/(кг*К)t(s>i+1)=>40C

>t4буд(>h=203,25)=46,96C=319,96 K

>tі=40 З

>v(tі)=0,0010039м3/кг

>t>i+1=50 З

>v(t>i+1)=0,0010082 м3/кг

v4буд(>t=46,96)=0,0010066 м3/кг

>tі=40 З

>s(tі)=0,5689кДж/(кг*К)

>t>i+1=50 З

>s(t>i+1)=0,6996кДж/(кг*К)

>s>4д(>t=46,96)=0,6599кДж/(кг*К)

5 – нуртуюча рідина

>t5=>303,35C=576,35 K

v5=v’5=0,0014181 м3/кг

h5=h’5=1363,6 кДж/кг

>s5=>s’5=3,2866кДж/(кг*К)

6 – сухий насичений пар

>t6=303,35C=576,35 K

v6=v’’6=0,02077 м3/кг

h6=h’’6=2742,9 кДж/кг

>s6=>s’’6=5,6790кДж/(кг*К)

>паротурбинний установка тепловоїексергетический потік


По розрахованим даним складається таблиця

Ідеальний цикл ПТУ

>q1=h1-h4a=>3387,3-201,04=3186,26кДж/кг

>q2=h>2a-h3=>2109,035-191,81=1917,23кДж/кг

lТ= h1-h>2a=3387,3-2109,035=1277,97 кДж/кг

lH= h>4a-h3=201,04-191,81=9,23 кДж/кг

lц=lT-lH=1277,97-9,23=1268,74 кДж/кг

>>t=(>q1->q2)/>q1=(3186,26-1917,23)/3186,26=0,3983

>D=N0/(h1-h>2a)=Nе/ (h1-h>2a)/>М/Р=110/1277,97/0,98/0,99=88,718кг/с

>dЕге=>3600*D/NЕге=3600*88,718/110=2,903кг/(кВт*ч)

>Q1=>D*q1=88,718*3186,26=282,679 МВт

>qT=>3600*Q1/NЕге=3600*282,679/110=9,251МДж/(кВт*ч)

>B=Q1/(ка*>QH>P)=282,679/(0,82*38)=9,072кг/с

bЕге=>3600*B/ NЕге=3600*9,072/110=0,297кг/(кВт*ч)

>Q2=>q2*>D=1917,23*88,718=170,093 МВт

>>oi=lцбуд/lца=1

>Еге=NЕге/>Q1=110/282,679=0,3891

>і=(>q1->q2)/>q1=(3186,26-1917,23)/3186,26=0,3983

Справжній цикл ПТУ

>q1=h1-h>4д=3387,3-203,35=3183,95 кДж/кг

>q2=h>2д-h3=2300,77-191,81=2108,96кДж/кг

lТ= (h1-h)*>oiT=(3387,3-2109,035)*0,85=1086,53 кДж/кг

lH= (h-h3)/>oiМ=(201,04-191,81)/0,8=11,54 кДж/кг

lц=lT-lH=1086,53-11,54=1074,99 кДж/кг

>>t=(>q1->q2)/>q1=(3183,95-2108,96)/3183,95=0,3376

>D=Nі/(h1-h>2д)=Nе/ (h1-h>2д)/>М/Р=110/1086,53/0,98/0,99=104,349кг/с

>dЕге=>3600*D/NЕге=3600*104,349/110=3,415кг/(кВт*ч)

>Q1=>D*q1=104,349*3183,95=332,242 МВт

>qT=>3600*Q1/NЕге=3600*332,242/110=10,873МДж/(кВт*ч)

>B=Q1/(ка*>QH>P)=332,242/(0,82*38)=10,662кг/с

bЕге=>3600*B/ NЕге=3600*10,662/110=0,349кг/(кВт*ч)

>Q2=>q2*>D=2108,96*104,349=220,068 МВт

>>oi=lцбуд/lца=1074,99/1268,74=0,8473

>Еге=NЕге/>Q1=110/332,242=0,3311

>і=(>q1->q2)/>q1*>oi =(3183,95-2108,96)/3183,95*0,8473=0,2860

Nі=>D*(h1-h>2д)=104,349*1086,53=113,378 МВт

>Расчет параметрів точок циклу ПТУ зі зміненою параметром

>t1=500*1,15=575C=848K

1 – перегрітий пар

>tі=570 Зv(tі)=0,04109 м3/кг

>tі+1=580 Зv(tі+1)=0,04168м3/кг

v1(>t=575)=0,041385 м3/кг

>tі=570 Зs(tі)=6,8752кДж/(кг*К)

>t>i+1=580 Зs(t>i+1)= 6,9040кДж/(кг*К)

>s1(>t=575)=6,8896кДж/(кг*К)

>tі=570 Зh(tі)=3561,0 кДж/кг

>t>i+1=580 Зh(t>i+1)= 3585,4 кДж/кг

h1(>t=575)=3573,2кДж/(кг*К)


2а – вологий насичений пар

>t2=>45,81C

v=0,0010103 м3/кг

v’’=14,671 м3/кг

h=191,81 кДж/кг

h’’=2583,9 кДж/кг

>s=0,6492кДж/(кг*К)s’’=8,1489кДж/(кг*К)

x>2a=(6,8896-0,6492)/(8,1489-0,6492)=0,832

v>2a=v’>2a*(>1-x>2a)+v’’>2a*x>2a

v>2a=12,206 м3/кг

h>2a= h’>2a*(>1-x>2a)+h’’>2a*x>2a

h2a=2182,03 кДж/кг

>2д – вологий насичений пар

>>oiT=(h1-h’2буд)/(h1-h>2a)

h2буд=h1->oiT*(h1-h>2a)

h2буд=2390,71 кДж/кг

x2буд=(h2буд-h’2буд)/(h’’2буд-h’2буд) x2буд=0,919

v>2д= 13,483 м3/кг

>s>2д=7,541кДж/(кг*К)

По розрахованим даним складається таблиця 2


Справжній цикл ПТУ з зміненим параметром

>q1=h1-h>4д=>3573,2-203,35=3369,85кДж/кг

>q2=h>2д-h3=2390,71-191,81=2198,9кДж/кг

lТ= (h1-h)*>oiT=(3573,2-2182,03)*0,85=1182,49 кДж/кг

lH= (h-h3)/>oiМ=(201,04-191,81)/0,8=11,54 кДж/кг

lц=lT-lH=1182,49-11,54=1170,95 кДж/кг

>>t=(>q1->q2)/>q1=(3369,85-2198,9)/3369,85=0,3475

>D=Nі/(h1-h>2д)=Nе/ (h1-h>2д)/>М/Р=110/1182,49/0,98/0,99=95,88кг/с

>dЕге=>3600*D/NЕге=3600*95,88/110=3,138кг/(кВт*ч)

>Q1=>D*q1=95,88*3369,85=323,101 МВт

>qT=>3600*Q1/NЕге=3600*323,101/110=10,574МДж/(кВт*ч)

>B=Q1/(ка*>QH>P)=323,101/(0,82*38)=10,369кг/с

bЕге=>3600*B/ NЕге=3600*10,369/110=0,339кг/(кВт*ч)

>Q2=>q2*>D=2198,9*95,88=210,831 МВт

>>oi=lцбуд/lца=1170,9/1268,74=0,923

>Еге=NЕге/>Q1=110/323,101=0,3405

>і=(>q1->q2)/>q1*>oi =(3369,85-2198,9)/3369,85*0,923=0,3207

Nі=>D*(h1-h>2д)=95,88*1182,49=113,377 МВт

Тепловий баланс дійсного циклу простий ПТУ

Котельня установка

>Q=B*QH>P=10,662*38=405,156 МВт

>Q1=>ка*>Q=0,82*405,156=332,228 МВт

>Q>кА=>Q-Q1=>405,156-332,228=72,928МВт


Турбіна

>Q1=>Q2+Ne+>Qм

>Q2=>D*q2=104,349*2108,96=220,068 МВт

Ne=NЕге/>Р=110/0,99=111,111 МВт

>Qм=>Q1->Q2-Ne=332,228-220,068-111,111=1,049 МВт

>Конденсатор

>Q2=>Q1-i*Q1=(1-0,3376)*332,228=220,068 МВт

Ne=NЕге+QР

>QР=Ne-NЕге=111,111-110=1,111 МВт

Тепловий баланс

>Q=NЕге+>Q2+QР+Qм+Q>кА

405,156=110+ 220,068+1,111+1,049+72,928

405,156=405,156

>Эксергетический балансдейстаительного циклу простий ПТУ

>Котлоагрегат

E>пвка>вх=>D*((h>4д-h0)-T0*(>s>4д->s0))=104,349*((203,35-84)-293(0,6599-0,2965))=104,349*

*(119,35-106,4762)=1,343 МВт

Eтоп=>0,975*B*QH>P=0,975*38*10,662=395,027 МВт

Eка>вих=>D((h1-h0)-T0*(>s1->s0))=104,349*((3387,3-84)-293(6,6601-0,2965))=104,349*

*(3303,3-1864,5348)=150,134 МВт

>E>кА=(Eка>вхтоп)-Єка>вх=1,343+395,027-150,134=246,236 МВт

Турбіна

ЄТ>вхка>вих

ЄТ>вих=>D*((h>2д-h0)-T0*(>s>2д->s0))=104,349*((2300,77-84)-293*(7,264-0,2965))=104,439*

*(2216,77-2041,4775)=18,307 МВт

>ET=( ЄТ>вх- ЄТ>вих)-Ne=150,134-18,307-111,111=20,716 МВт

>Генератор

Р=Ne-NЕге=111,111-110=1,111 МВт

>Коденсатор

Єдо>вх= Єт>вих

ЄДо>вих=>D*((h3-h0)-T0*(>s3->s0))=104,349*((191,81-84)-293*(0,6492-0,2965))=104,349*

*(107,81-103,3411)=0,466 МВт

до= Єдо>вх- Єдо>вих=18,307-0,466-17,841 МВт

Перевірка

до=>Q2*(>1-T0/TK)=220,068*(1-293/318,81)=17,816 МВт

>Насос

Єзв>вх= Єдо>вих

Єзв>вих= Єка>вх

LМ=>D*(h>4д-h3)=104,349*(203,351-191,81)=1,204 МВт

>EH= Єзв>вхзв>вих+LH=0,466-1,343+1,204=0,327 МВт

Єтоп+ Є>пв= NЕгекаТРДоМ-LH

>>ех= NЕге/( Єтоп+ Є>пв)=110/(395,027+1,343)=0,2775

ПТУ з регенерацією

>p1=1МПа

>1*h>П1+(1-1)* h>р2= h>р1

>1=( h>Р1 –h>Р2)/( h>П1+ h>Р2)

>1=(762,7-504,7)/(2900-504,7)=0,1077

>p2=0,2МПа

>2*h>П2+(1-1-2)* h>р3= (1-1)*h>р2

>2=(1-1)( h>P2- h3)/( h>П2-h3)=(1-0,1077)(504,7-191,81)/(2660-

191,81)=0,8923*312,89/2468,19=

=0,1131

lбудТ=(1-1-2)*( h1- h>2д)+1*( h1- h>П1)+2*( h1- h>П2)

y1=( h>П1- h>2д)/( h1- h>2д)=(2900-2300,77)/(3387,3-

2300,77)=599,23/1086,53=0,5515

y2=( h>П2- h>2д)/( h1- h>2д)=(2660-2300,77)/(3387,3-2300,77)=0,3306

lбудТ=(1- y1*>1- y2*>2)*( h1- h>2д)=(1-0,5515*0,1077-0,3306*0,1131)*(3387,3-

2300,77)=

=(1-0,05939655-0,03739086)*1086,53=0,981МДж/кг

D>P=Nі/ lбудТ=113,378/0,981=115,574кг/с

>q1= h1- h>P1=3387,3-762,7=2,625МДж/кг

>q2= (1-1-2)*( h>2д- h3)=(1-0,1077-0,1131)*(2300,77-

191,81)=0,7792*2108,96=1,643МДж/кг

>і= lбудТ/>q1=0,981/2,625=0,3737


Тепловий балансрегенеративного циклу ПТУ

>Регенератор

>Q>П1=1*D*( h>п1- h3)=0,1077*115,574*(2900-191,81)=33,710МДж/кг

>Q>П2=2*D*( h>п2- h3)=0,1131*115,574*(2660-191,81)=32,263МДж/кг

>Q>P1=D*(1- 0)*( h>P1- h3)=115,574*(762,7-191,81)=65,980МДж/кг

>Q>P2=D*(1-1)*( h>P2- h3)=115,574*(1-0,1077)*(504,7-

191,81)=115,574*0,8923*312,89=

=32,267МДж/кг

Перевірка

>Q>P1=>Q>П1+>Q>П2

65,980≈33,710+32,263=65,973

>Q>P2=>Q>П2

32,267≈32,263

>Котельний агрегат

>Q=B*Q>PH=>Q1/>ка=>q1*D/ка=2,625*115,574/0,82=369,978 МВт

>Q1=303,382МДж/кг

>Q>кА=>Q-Q1=369,978-303,382=65,596 МВт

Турбіна

>Q2=>D*q2=115,574*1,643=189,888 МВт

Ne=111,111 МВт

>Qм=113,378-111,111=2,267 МВт


>Генератор

Ne= Nе+QР

>QР= Ne- NЕге=111,111-110=1,111 МВт

>Насос

LH=>D*lH=115,574*11,54=1,334 МВт

>Q>ПВ=LH+Q>P1=1,334+65,980=67,314 МВт

Тепловий баланс

>Q+Q>P+LH= NЕге+>Q2+Q>кА+QМ+QР+>Q>П1+>Q>П2

369,978+65,98+1,334=110+189,888+65,596+2,267+1,111+33,710+32,263

437,292≈434,835

>Эксергетический балансрегенеративного циклу ПТУ

>Котельний агрегат

Єтоп=>0,975*В*Q>PH=0,975*369,978=360,729 МВт

Є>пвка>вх=>D*(h>P1-h0-T0*(>s>P1->s0))=>115,574*(762,7-84-293*(2,1384-0,2965))=16,067МВт

Єка>вих=>D*(h1-h0-T0*(>s1->s0))=115,574*(3387,3-84-293*(6,6601-0,2965))=166,284 МВт

>кА= Єтоп+ Є>пвка>вих=360,729+16,067-166,284=210,512 МВт

Турбіна

ЄТ>вхка>вих

Є>П1=>1*D*(h>П1-h0-T0*(>s>П1->s0))=0,1077*115,574*(2900-84-293*(6,84-

0,2965))=11,871 МВт

Є>П2=>2*D*(h>П2-h0-T0*(>s>П2->s0))=0,1131*115,574*(2660-84-293*(7,01-

0,2965))=7,960 МВт

ЄТ>вих= Єдо>вх=(1-1-2)*>D*(h>2д-h0-T0*(>s>2д->s0))=(1-0,1077-

0,1131)*115,574*(2300,77-84-293*

*(7,264-0,2965))=0,7792*115,574*174,523=15,717 МВт

Т= ЄТ>вх- Є>П1- Є>П2-Ne- Єдо>вх=166,284-11,871-7,96-111,111-15,717=19,625 МВт

>Генератор

Р= Ne- NЕге=111,111-110=1,111 МВт

>Конденсатор

ЄТ>вих= Єдо>вх

Єдо>вих=(1-1-2)*>D*(h3-h0-T0*(>s3->s0))= (1-0,1077-

0,1131)*115,574*(191,81-84-293* *(0,6492-

>0,2965))=0,7792*115,574*4,4689=0,402МВт

додо>вхдо>вих=>15,717-0,402=15,315МВт

>Теплообменник 2

ЄР2=(1-1-)*>D*(h>P2-h0-T0*(>s>P2->s0))=(1-0,1077)*115,574*(504,7-84-

293*(1,5301-0,2965))=

=>0,8923*115,574*59,2552=6,111МВт

>П2>П2до>вих>P2=>7,96+0,402-6,111=2,251МВт


>Теплообменник 1

Є>P1=>D*(h>P1-h0-T0*(>s>P1->s0))=>115,574*(762,7-84-293*(2,1384-0,2965))=16,067МВт

>П1>P2>П1>P1=6,111+11,871-16,067=1,915 МВт

>Насос

LH=>D*(h>4д-h3)=115,574*(203,35-191,81)=1,334 МВт

H= LH+ Є>P1-E>пв=1,334+16,067-16,067=1,334 МВт

>Эксергетический баланс

Єтоп+ Є>P1+ LH= NЕге>кАТРдоМ>П1>П2+ Є>П1+ Є>П2

360,729+16,067+1,334=110+210,512+19,625+1,111+15,315+1,334+1,915+2,251+11,871+7,96

378,13≈381,894

>>ех= NЕге/( Єтоп+ Є>пв+ LH)=110/(360,729+16,067+1,334)=0,2909


По розрахованим даним складається таблиця 3


Висновок

Однією з способів підвищення теплової ефективностіпаросилових установок є використаннярегенеративного циклу – циклу з допомогою теплоти пара, частково відпрацьованого в турбіни, для підігріву живильним води.Регенеративний підігрів збільшує термічний ККД циклу ПТУ знижує втрати теплоти в конденсаторі турбіни з охолоджувальної водою.


Список використаної літератури

1. Аналіз циклупаротурбинной установки. Методичні вказівки з виконання курсової роботи,Новоселов І.В. , Кузнєцова В.В.Уфимский державний нафтової технічний університет, 1999.


Схожі реферати:

Навігація