Завдання

>Паротурбинная установка потужністю N_Еге працює при початкових параметрахp₁,t₁ і кінцевому тиску параp_до. 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.

N_Еге=110 МВт

р₁=9МПа

>t₁=>500С

р_До=0,010МПа

>_>oi^T=0,85

>_>oi^H=0,80

>_ка=0,82

>Q_H^>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^’_2а=0,0010103 м³/кг v^’’_2а=14,671 м³/кг

h^’_2а=191,81 кДж/кг h^’’_2а=2583,9 кДж/кг

>s^’_2а=0,6492кДж/(кг*К)s^’’_2а=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

>_>oi^T=(h₁-h’_>2д)/(h₁-h_2a)

h_2буд=h₁-_>oi^T*(h₁-h_>2a)

h_2буд=2300,77 кДж/кг

x_2буд=(h_2буд-h’_2буд)/(h’’_2буд-h’_2буд) x_2буд=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

>s_і=0,5689кДж/(кг*К)t(s_і)=>40C

>s_і+1=0,6996кДж/(кг*К)t(s_і+1)=>50C

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

>t_і=40 Зv(t_і)=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

>t_і=40 Зh(t_і)=175,5 кДж/кг

>t_і=40 Зh(t_і)=217,1 кДж/кг

>h(t=46,14)=201,04 кДж/кг

>4д – рідина

>_>oi^H=(h_>4a-h₃)/(h_4буд-h₃)

h_4буд=h₃+(h_>4a-h₃)/_>oi^H

h_4буд=203,35 кДж/кг

h_і=175,5кДж/(кг*К)

>t(s_і)=>40C

h_>i+1=217,1кДж/(кг*К)t(s_>i+1)=>40C

>t_4буд(>h=203,25)=46,96C=319,96 K

>t_і=40 З

>v(t_і)=0,0010039м³/кг

>t_>i+1=50 З

>v(t_>i+1)=0,0010082 м³/кг

v_4буд(>t=46,96)=0,0010066 м³/кг

>t_і=40 З

>s(t_і)=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-h_4a=>3387,3-201,04=3186,26кДж/кг

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

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

l_H= h_>4a-h₃=201,04-191,81=9,23 кДж/кг

l_ц=l_T-l_H=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)=N_е/ (h₁-h_>2a)/>_М/_Р=110/1277,97/0,98/0,99=88,718кг/с

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

>Q₁=>D*q₁=88,718*3186,26=282,679 МВт

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

>B=Q₁/(_ка*>Q_H^>P)=282,679/(0,82*38)=9,072кг/с

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

>Q₂=>q₂*>D=1917,23*88,718=170,093 МВт

>_>oi=l_ц^буд/l_ц^а=1

>_Еге=N_Еге/>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

l_Т= (h₁-h_2а)*_>oi^T=(3387,3-2109,035)*0,85=1086,53 кДж/кг

l_H= (h_4а-h₃)/_>oi^М=(201,04-191,81)/0,8=11,54 кДж/кг

l_ц=l_T-l_H=1086,53-11,54=1074,99 кДж/кг

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

>D=N_і/(h₁-h_>2д)=N_е/ (h₁-h_>2д)/>_М/_Р=110/1086,53/0,98/0,99=104,349кг/с

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

>Q₁=>D*q₁=104,349*3183,95=332,242 МВт

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

>B=Q₁/(_ка*>Q_H^>P)=332,242/(0,82*38)=10,662кг/с

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

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

>_>oi=l_ц^буд/l_ц^а=1074,99/1268,74=0,8473

>_Еге=N_Еге/>Q₁=110/332,242=0,3311

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

N_і=>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

>t_і=570 Зv(t_і)=0,04109 м³/кг

>t_і+1=580 Зv(t_і+1)=0,04168м³/кг

v₁(>t=575)=0,041385 м³/кг

>t_і=570 Зs(t_і)=6,8752кДж/(кг*К)

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

>s₁(>t=575)=6,8896кДж/(кг*К)

>t_і=570 Зh(t_і)=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^’_2а=0,0010103 м³/кг

v^’’_2а=14,671 м³/кг

h^’_2а=191,81 кДж/кг

h^’’_2а=2583,9 кДж/кг

>s^’_2а=0,6492кДж/(кг*К)s^’’_2а=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

h_2a=2182,03 кДж/кг

>2д – вологий насичений пар

>_>oi^T=(h₁-h’_2буд)/(h₁-h_>2a)

h_2буд=h₁-_>oi^T*(h₁-h_>2a)

h_2буд=2390,71 кДж/кг

x_2буд=(h_2буд-h’_2буд)/(h’’_2буд-h’_2буд) x_2буд=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

l_Т= (h₁-h_2а)*_>oi^T=(3573,2-2182,03)*0,85=1182,49 кДж/кг

l_H= (h_4а-h₃)/_>oi^М=(201,04-191,81)/0,8=11,54 кДж/кг

l_ц=l_T-l_H=1182,49-11,54=1170,95 кДж/кг

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

>D=N_і/(h₁-h_>2д)=N_е/ (h₁-h_>2д)/>_М/_Р=110/1182,49/0,98/0,99=95,88кг/с

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

>Q₁=>D*q₁=95,88*3369,85=323,101 МВт

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

>B=Q₁/(_ка*>Q_H^>P)=323,101/(0,82*38)=10,369кг/с

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

>Q₂=>q₂*>D=2198,9*95,88=210,831 МВт

>_>oi=l_ц^буд/l_ц^а=1170,9/1268,74=0,923

>_Еге=N_Еге/>Q₁=110/323,101=0,3405

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

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

Тепловий баланс дійсного циклу простий ПТУ

Котельня установка

>Q=B*Q_H^>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+N_e+>Q_м

>Q₂=>D*q₂=104,349*2108,96=220,068 МВт

N_e=N_Еге/>_Р=110/0,99=111,111 МВт

>Q_м=>Q₁->Q₂-N_e=332,228-220,068-111,111=1,049 МВт

>Конденсатор

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

N_e=N_Еге+Q_Р

>Q_Р=N_e-N_Еге=111,111-110=1,111 МВт

Тепловий баланс

>Q=N_Еге+>Q₂+Q_Р+Q_м+Q_>кА

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

405,156=405,156

>Эксергетический балансдейстаительного циклу простий ПТУ

>Котлоагрегат

E^>пв=Є^ка_>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

E^топ=>0,975*B*Q_H^>P=0,975*38*10,662=395,027 МВт

E^ка_>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=(E^ка_>вх+Є^топ)-Є^ка_>вх=1,343+395,027-150,134=246,236 МВт

Турбіна

Є^Т_>вх=Є^ка_>вих

Є^Т_>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

>E^T=( Є^Т_>вх- Є^Т_>вих)-N_e=150,134-18,307-111,111=20,716 МВт

>Генератор

>Е_Р=N_e-N_Еге=111,111-110=1,111 МВт

>Коденсатор

Є^до_>вх= Є^т_>вих

Є^До_>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

>Е_до= Є^до_>вх- Є^до_>вих=18,307-0,466-17,841 МВт

Перевірка

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

>Насос

Є^зв_>вх= Є^до_>вих

Є^зв_>вих= Є^ка_>вх

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

>E^H= Є^зв_>вх-Є^зв_>вих+L_H=0,466-1,343+1,204=0,327 МВт

Є^топ+ Є^>пв= N_Еге+Е^ка+Е^Т+Е^Р+Е^До+Е^М-L_H

>_>ех= N_Еге/( Є^топ+ 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

l^буд_Т=(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

l^буд_Т=(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=N_і/ l^буд_Т=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= l^буд_Т/>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^>P_H=>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

N_e=111,111 МВт

>Q_м=113,378-111,111=2,267 МВт

>Генератор

N_e= N_е+Q_Р

>Q_Р= N_e- N_Еге=111,111-110=1,111 МВт

>Насос

L_H=>D*l_H=115,574*11,54=1,334 МВт

>Q^>ПВ=L_H+Q_>P1=1,334+65,980=67,314 МВт

Тепловий баланс

>Q+Q_>P+L_H= N_Еге+>Q₂+Q_>кА+Q_М+Q_Р+>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

Є^топ=>0,975*В*Q^>P_H=0,975*369,978=360,729 МВт

Є^>пв=Є^ка_>вх=>D*(h_>P1-h₀-T₀*(>s_>P1->s₀))=>115,574*(762,7-84-293*(2,1384-0,2965))=16,067МВт

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

>Е^>кА= Є^топ+ Є^>пв-Є^ка_>вих=360,729+16,067-166,284=210,512 МВт

Турбіна

Є^Т_>вх=Є^ка_>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

Є^Т_>вих= Є^до_>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

>Е^Т= Є^Т_>вх- Є_>П1- Є_>П2-N_e- Є^до_>вх=166,284-11,871-7,96-111,111-15,717=19,625 МВт

>Генератор

>Е^Р= N_e- N_Еге=111,111-110=1,111 МВт

>Конденсатор

Є^Т_>вих= Є^до_>вх

Є^до_>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

>Е^до=Є^до_>вх-Є^до_>вих=>15,717-0,402=15,315МВт

>Теплообменник 2

Є^Р2=(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

>Е^>П2=Є^>П2+Є^до_>вих-Є^>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

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

>Насос

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

>Е^H= L_H+ Є^>P1-E^>пв=1,334+16,067-16,067=1,334 МВт

>Эксергетический баланс

Є^топ+ Є^>P1+ L_H= N_Еге+Е^>кА+Е^Т+Е^Р+Е^до+Е^М+Е^>П1+Е^>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= N_Еге/( Є^топ+ Є^>пв+ L_H)=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.