Сравнительный расчет циклов паротурбинных установок
Расчет цикла Ренкина и его расчет с учетом потерь. Схема и цикл паротурбинных установок с промежуточным перегревом пара и с регенеративным отбором пара. Подогреватели смешивающего и поверхностного типа. Расчёт теплофикационного цикла с противодавлением.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.04.2011 |
| Размер файла | 261,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное агентство по образованию и науке РФ
Архангельский Государственный Технический Университет
Кафедра теплотехники
Расчётно-графическое задание
по дисциплине «Основы промышленной теплоэнергетики»
Сравнительный расчет циклов паротурбинных установок (ПТУ)
Выполнил студент ПЭ 3-6
Шестаков Р.В.
Проверил преподаватель Орехов А.Н.
Архангельск 2009
Исходные данные
|
№ варианта |
Р1*105 Па |
t1 0C |
Рa*105 Па |
ta 0C |
Р10*105 Па |
Р20*105 Па |
Р30*105 Па |
Р2T*105 Па |
Р0T*105 Па |
|
|
15 |
100 |
500 |
30 |
500 |
9 |
4 |
1,2 |
1,5 |
4 |
1. Для цикла Ренкина параметры пара перед турбиной P1,t1; давление в конденсаторе P2=0,04*105Па.
2. Для цикла с промежуточным перегревом пара (дополнительно к предыдущим данным) параметры промежуточного перегрева: Pa; ta.
3. Для регенеративного цикла отборов P10; P20; P30.
4. Для теплофикационного цикла:
-давление после турбины P2T
-с отбором пара при давлении отбора PT0
5. Мощность паротурбинной установки принять N=50?100 МВт.
6. Теплота сгорания топлива Qусл=29300 кДж/кг.
7. Коэффициент полезного действия :
-парогенератора зпг=0,9?0,93
-паропровода зпп=0,98?0,99
-механический зм=0,98?0,99
-внутренний относительный турбины: зм=0,80?0,84
-электрогенератора: зг=0,98?0,99
Требуется определить:
1. Термический КПД циклов зt
2. КПД установки брутто (без учета расхода энергии на собственные нужды) зустбр
3. Удельный dэ( кг/кВт*ч) и часовой Dэ(кг/ч), расходы пара
4. Часовой Bэ(кг/ч) и удельный bэ(кг/кВт*ч), расходы пара
5. Удельный расход тепла gэ(кДж/кВт*ч)
6. Коэффициент использования тепла (только для теплофикационного цикла) К
7. Относительное увеличение КПД от применения промышленного перегрева и регенерации Дз/зt* 100%
8. Изобразить: схемы установки; циклы в координатах P,V; i, S; T,S.
1. Расчет цикла Ренкина:
Рис 1.
|
Параметры |
Обозначение точек |
||||
|
1 |
2 |
2' |
3 |
||
|
Давление P,Па |
10*106 |
0,004*106 |
0,004*106 |
10*106 |
|
|
Удельный объём V, м3/кг |
0,03279 |
26,68 |
0,001004 |
0,001004 |
|
|
Температура t, 0C |
500 |
28,96 |
28,96 |
31,38 |
|
|
Удельная энтальпия i, кДж/кг |
3374 |
1987 |
121,4 |
131,4 |
|
|
Удельная энтропия S, кДж/(кг*К) |
6,597 |
6,597 |
0,4226 |
0,4226 |
|
|
Степень сухости X |
_ |
0,7668 |
0 |
_ |
(кДж/кг)
(0С)
|
Показатели |
Расчетные формулы |
Размерность |
Цифровое значение |
|
|
Теоретическая работа турбины |
кДж/кг |
1387 |
||
|
Теоретическая работа насоса |
кДж/кг |
10 |
||
|
Подведенное тепло |
кДж/кг |
3242,6 |
||
|
Отведенное тепло |
кДж/кг |
1865,6 |
||
|
Полезная работа 1кг пара в идеальном цикле |
кДж/кг |
1377 |
||
|
Термический КПД цикла Ренкина |
_ |
0,4247 |
||
|
Термический КПД цикла без учета работы насоса |
_ |
0,4277 |
||
|
Относительная разность КПД зt, зt' |
_ |
0,71% |
||
|
Термический КПД цикла Карно в том же интервале температур |
_ |
0,61 |
||
|
Отношение КПД цикла Ренкина к КПД цикла Карно |
_ |
0,7 |
||
|
Удельный расход пара на теоретический кВт*ч |
кг/(кВт*ч) |
2,61 |
||
|
Часовой расход пара |
кг/ч |
1305*103 |
1. [кДж/кг]
2. [кДж/кг]
3. [кДж/кг]
4. [кДж/кг]
5. [кДж/кг]
6.
7.
8. %
9.
10.
11. [кг/(кВт*ч)]
12. [кг/ч]
После расчета идеального цикла переходим к расчету цикла с учетом потерь (табл.4)
Таблица 4
|
Показатели |
Расчетные формулы |
Размерность |
Цифровое значение |
|
|
Относительный внутренний КПД турбины |
_ |
0,89 |
||
|
Энтальпия пара в конце действительного процесса расширения в турбине |
кДж/кг |
2139,57 |
||
|
Степень сухости в конце действительного процесса расширения |
_ |
0,83 |
||
|
Энтропия в конце действительного процесса расширения |
кДж/(кг*К) |
7,1 |
||
|
Внутренний КПД цикла |
_ |
0,38 |
||
|
Механический КПД |
_ |
0,99 |
||
|
КПД парогенератора |
_ |
0,93 |
||
|
КПД паропровода |
_ |
0,99 |
||
|
КПД электрогенератора |
_ |
0,99 |
||
|
КПД установки брутто(без учета расхода энергии на собственные нужды) |
_ |
0,34 |
||
|
Удельный расход пара на выработку электроэнергии |
кг/(кВт*ч) |
2,98 |
||
|
Часовой расход пара |
кг/ч |
1490*103 |
||
|
Часовой расход топлива (условного) |
кг/ч |
180*103 |
||
|
Удельный расход топлива (условного) |
кг/(кВт*ч) |
0,36 |
||
|
Удельный расход количества теплоты |
кг/(кВт*ч) |
10548 |
1.
2. [кДж/кг]
3.
4. [кДж/(кг*К)]
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11. [кг/(кВт*ч)]
12. [кг/ч]
13. [кг/ч]
14. [кг/(кВт*ч)]
15. [кг/(кВт*ч)]
2. Схема и цикл с промежуточным перегревом пара
Рис. 2
Таблица 5
|
Параметры |
Обозначение точек |
|||||
|
1 |
a |
b |
2(н) |
2' |
||
|
Давление P,Па |
10*106 |
3*106 |
3*106 |
0,004*106 |
0,004*106 |
|
|
Удельный объём V, м3/кг |
0,03279 |
0,1162 |
0,08372 |
29,44 |
0,001004 |
|
|
Температура t, 0С |
500 |
500 |
313,3 |
28,96 |
28,96 |
|
|
Удельная энтальпия i, кДж/кг |
3374 |
3456 |
3027 |
2179 |
121,4 |
|
|
Удельная энтропия S, кДж/(кг*К) |
6,597 |
7,234 |
6,597 |
7,234 |
0,4226 |
|
|
Степень сухости, x |
_ |
_ |
_ |
0,8459 |
0 |
Расчет цикла ПТУ с промежуточным перегревом пара (без учёта работы насосов) ведётся по таблице 6.
Таблица 6
|
Показатели |
Расчётные формулы |
Размерность |
Цифровое значение |
|
|
Теоретическая работа турбин |
кДж/кг |
1624 |
||
|
Подведённое тепло |
кДж/кг |
3681,6 |
||
|
Отведённое тепло |
кДж/кг |
2057,6 |
||
|
Термический КПД |
_ |
0,44 |
||
|
Отношение КПД цикла к КПД цикла Карно (в том же интервале температур) |
_ |
0,72 |
||
|
Удельный расход пара (теоретический) |
кг/(кВт*ч) |
2,22 |
||
|
Часовой расход пара (теоретический) |
кг/ч |
1110*103 |
||
|
Относительный внутренний КПД |
выбирается |
_ |
0,89 |
|
|
Энтальпия пара в конце действительного процесса расширения |
кДж/кг |
2314,47 3065,17 |
||
|
Внутренний КПД цикла |
_ |
0,3916 |
||
|
КПД установки брутто (где зм, зпг, зпп, зг взяты из условия задания) |
_ |
0,35 |
||
|
Удельный расход пара на выработку электроэнергии |
кг/(кВт*ч) |
2,54 |
||
|
Часовой расход пара |
кг/ч |
1270*103 |
||
|
Часовой расход топлива |
кг/ч |
175,52*103 |
||
|
Удельный расход топлива |
кг/(кВт*ч) |
0,35 |
||
|
Удельный расход тепла |
кДж/(кВт*ч) |
10285,7 |
||
|
Повышение экономичности от повышения промперегрева |
% |
_ |
5% |
1. [кДж/кг]
2. [кДж/кг]
3. [кДж/кг]
4.
5.
6. [кг/(кВт*ч)]
7. [кг/ч]
8.
9. [кДж/кг]
10. [кДж/кг]
11.
12.
13. [кг/(кВт*ч)]
14. [кг/ч]
15. [кг/ч]
16. [кг/(кВт*ч)]
17. [кДж/(кВт*ч)]
18. %
3. Расчет цикла ПТУ с регенеративным отбором пара
Таблица 7
|
Параметры |
Обозначение точек |
||||
|
1 |
O1 |
O2 |
O3 |
||
|
Давление P,Па |
10*106 |
0,9*106 |
0,4*106 |
0,12*106 |
|
|
Удельный объём V, м3/кг |
0,03279 |
0,2138 |
0,4355 |
1,26 |
|
|
Температура t, 0С |
500 |
175,4 |
143,6 |
104,8 |
|
|
Удельная энтальпия i, кДж/кг |
3374 |
2762 |
2614 |
2419 |
|
|
Удельная энтропия S, кДж/(кг*К) |
6,597 |
6,597 |
6,597 |
6,597 |
|
|
Степень сухости x |
- |
0,9944 |
0,9416 |
0,8819 |
|
|
Параметры |
Обозначение точек |
||||
|
O1' |
O2' |
O3' |
2/ |
||
|
Давление P, Па |
0,9*106 |
0,4*106 |
0,12*106 |
0,004*106 |
|
|
Удельный объём V, м3/кг |
0,001121 |
0,001084 |
0,001047 |
0,001004 |
|
|
Температура t, 0С |
175,4 |
143,6 |
104,8 |
22,96 |
|
|
Удельная энтальпия i, кДж/кг |
742,8 |
604,7 |
467,1 |
121,4 |
|
|
Удельная энтропия S, кДж/(кг*К) |
2,095 |
1,777 |
1,361 |
0,4226 |
|
|
Степень сухости x |
0 |
0 |
0 |
0 |
Рис 3
На рис.3 показаны подогреватели смешивающего типа.
Таблица 8
|
Показатели |
Расчётные формулы |
Размерность |
Цифровое значение |
|
|
Теоретическая работа турбины |
кДж/кг |
1246,72 |
||
|
Подведенное тепло |
кДж/кг |
2631,2 |
||
|
Отведенное тепло |
кДж/кг |
1399,2 |
||
|
Термический КПД цикла с регенерацией |
- |
0,47 |
||
|
Удельный расход пара |
кг/(кВт*ч) |
2,29 |
||
|
Часовой расход пара (теоретический) |
кг/ч |
1455*103 |
||
|
Экономия полученная в результате введения регенеративного подогрева |
% |
% |
12% |
|
|
КПД установки брутто (где зм, зпг, зпп, зг взяты из условия задания) |
- |
0,38 |
||
|
Удельный расход пара на выработку электроэнергии |
кг/(кВт*ч) |
3,31 |
||
|
Часовой расход пара |
кг/ч |
1655*103 |
||
|
Часовой расход топлива |
кг/ч |
161,67*103 |
||
|
Удельный расход топлива |
кг/(кВт*ч) |
0,32 |
1.
2. [кДж/кг]
3.
4.
5. [кг/(кВт*ч)]
6. [кг/ч]
7. %
8.
9. [кг/(кВт*ч)]
10. [кг/ч]
11. [кг/ч]
12. [кг/(кВт*ч)]
Рис 4.
На рис.4 показаны подогреватели поверхностного типа.
|
Показатели |
Расчётные формулы |
Размерность |
Цифровое значение |
|
|
Теоретическая работа турбины |
кДж/кг |
1221,69 |
||
|
Подведенное тепло |
кДж/кг |
2631,2 |
||
|
Отведенное тепло |
кДж/кг |
1305,92 |
||
|
Термический КПД цикла с регенерацией |
- |
0,46 |
||
|
Удельный расход пара |
кг/(кВт*ч) |
2,95 |
||
|
Часовой расход пара (теоретический) |
кг/ч |
1475*103 |
||
|
Экономия полученная в результате введения регенеративного подогрева |
% |
% |
10% |
|
|
КПД установки брутто (где зм, зпг, зпп, зг взяты из условия задания) |
- |
0,37 |
||
|
Удельный расход пара на выработку электроэнергии |
кг/(кВт*ч) |
3,38 |
||
|
Часовой расход пара |
кг/ч |
1640*103 |
||
|
Часовой расход топлива |
кг/ч |
166*103 |
||
|
Удельный расход топлива |
кг/(кВт*ч) |
0,33 |
1.
2. [кДж/кг]
3.
4.
5. [кг/(кВт*ч)]
6. [кг/ч]
7. %
8.
9. [кг/(кВт*ч)]
10. [кг/ч]
11. [кг/ч]
12. [кг/(кВт*ч)]
4. Расчёт теплофикационного цикла с противодавлением
Рис5.
Таблица 10.
|
Параметры |
Обозначение точек |
|||
|
1 |
2т |
2т' |
||
|
Давление P,Па |
10*106 |
0,15*106 |
0,15*106 |
|
|
Удельный объём V, м3/кг |
0,03279 |
1,034 |
0,001053 |
|
|
Температура t, 0C |
500 |
111,4 |
111,4 |
|
|
Удельная энтальпия i, кДж/кг |
3374 |
2453 |
467,1 |
|
|
Удельная энтропия S, кДж/(кг*К) |
6,597 |
6,597 |
1,434 |
|
|
Степень сухости |
- |
0,8918 |
0 |
Таблица 11.
|
Параметры |
Расчетные формулы |
Размерность |
Цифровое значение |
|
|
Теоретическая работа турбины |
кДж/кг |
921 |
||
|
Подведенное тепло |
кДж/кг |
2906,9 |
||
|
Тепло, идущее на отопление |
кДж/кг |
1985,9 |
||
|
Термический КПД |
- |
0,32 |
||
|
Коэффициент использования тепла |
- |
1 |
||
|
КПД установки брутто (где зм, зпг, зпп, зг взяты из условия задания) |
- |
0,257 |
||
|
Удельный расход пара на выработку электроэнергии |
кг/(кВт*ч) |
4,48 |
||
|
Часовой расход пара |
кг/ч |
2240*103 |
||
|
Часовой расход топлива на выработку электроэнергии и тепла |
кг/ч |
239*103 |
||
|
Удельный расход топлива |
кг/(кВт*ч) |
0,48 |
||
|
Тепло, отданное потребителю |
кДж/ч |
4448,4*106 |
||
|
Коэффициент использования тепла |
- |
0,89 |
1. [кДж/кг]
2. [кДж/кг]
3. [кДж/кг]
4.
5.
6.
7. [кг/(кВт*ч)]
8. [кг/ч]
9. [кг/ч]
10. [кг/(кВт*ч)]
11. [кДж/кг]
12.
5. Расчет цикла с теплофикационным отбором пара
Рис.6
Таблица 12
|
Параметры |
Обозначение точек |
|||||
|
1 |
OT |
OT' |
2 |
2' |
||
|
Давление P, Па |
10*106 |
0,4*106 |
0,4*106 |
0,004*106 |
0,004*106 |
|
|
Температура t, 0C |
500 |
143,6 |
143,6 |
28,96 |
28,96 |
|
|
Энтальпия i, кДж/кг |
3374 |
2614 |
604,7 |
1987 |
121,4 |
Таблица 13
|
Показатели |
Расчетные формулы |
Размерность |
Цифровые значения |
|
|
Энтальпия после смещения потоков (рис.6, т.А) |
кДж/кг |
314,72 |
||
|
Теоретическая работа турбины |
кДж/кг |
1136,2 |
||
|
Подведенное тепло |
кДж/кг |
3059,28 |
||
|
Тепло отданное потребителю |
кДж/кг |
803,72 |
||
|
Теоретический КПД |
- |
0,37 |
||
|
Коэффициент использования тепла |
- |
0,63 |
||
|
КПД установки брутто (где зм, зпг, зпп, зг взяты из условия задания |
- |
0,3 |
||
|
Удельный расход пара |
кг/(кВт*ч) |
3,63 |
||
|
Часовой расход пара |
кг/ч |
1815*103 |
||
|
Часовой расход топлива |
кг/ч |
204,78*103 |
||
|
Удельный расход топлива |
кг/(кВт*ч) |
0,41 |
||
|
Тепло, отданное потребителю |
кДж/ч |
583,5*106 |
||
|
Коэффициент использования тепла |
- |
0,4 |
1. [кДж/кг]
2. [кДж/кг]
3. [кДж/кг]
4. [кДж/кг]
5.
6.
7.
8. [кг/(кВт*ч)]
9. [кг/ч]
10. [кг/ч]
11. [кг/(кВт*ч)]
12. [кДж/ч]
13.
цикл паротурбинный ренкин противодавление
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
- Расчет параметров теплоэнергетической установки с промежуточным перегревом пара и регенерацией тепла
Параметры рабочего тела во всех характерных точках идеального цикла. Определение КПД идеального цикла Ренкина. Энергетические параметры для всех процессов, составляющих реальный цикл. Уравнение эксергетического баланса. Цикл с регенеративным отводом.
курсовая работа [733,4 K], добавлен 04.11.2013 Задачи и их решения по теме: процессы истечения водяного пара. Дросселирование пара под определенным давлением. Прямой цикл – цикл теплового двигателя. Нагревание и охлаждение. Паротурбинные установки. Холодильные циклы. Эффективность цикла Ренкина.
реферат [176,7 K], добавлен 25.01.2009Принцип действия и основные конструкции паротурбинных установок. Процесс расширения пара в паровой турбине. Закономерности процесса эрозии рабочих лопаток. Технология удаления отложений и защиты поверхностей оборудования турбоустановок от коррозии.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 25.04.2016Общая характеристика парогазовых установок (ПГУ). Выбор схемы ПГУ и ее описание. Термодинамический расчет цикла газотурбинной установки. Расчет цикла ПГУ. Расход натурального топлива и пара. Тепловой баланс котла-утилизатора. Процесс перегрева пара.
курсовая работа [852,9 K], добавлен 24.03.2013Порядок определения термического коэффициента полезного действия циклов, исследуемой установки брутто. Вычисление удельного расхода тепла, коэффициента практического использования. Относительное увеличение КПД от применения промперегрева и регенерации.
контрольная работа [1021,7 K], добавлен 12.09.2010Расчет тепловой схемы конденсационной электростанции высокого давления с промежуточным перегревом пара. Основные показатели тепловой экономичности при её общей мощности 35 МВт и мощности турбин типа К-300–240. Построение процесса расширения пара.
курсовая работа [126,9 K], добавлен 24.02.2013Термодинамический анализ работы теплового двигателя. Основные понятия, используемые в термодинамическом анализе работы ядерных энергетических установок. Промежуточная сепарация и промежуточный перегрев пара в идеальных циклах паротурбинных установок.
контрольная работа [855,1 K], добавлен 14.03.2015Эффективность цикла преобразования тепла в работу. Предварительное построение теплового процесса расширения пара в турбине в h-s-диаграмме. Расчет экономичности турбоустановке с регенеративным подогревом питательной воды по сравнению с конденсационной.
курсовая работа [887,9 K], добавлен 16.07.2013Работа энергетических установок. Термодинамический анализ циклов энергетических установок. Изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный и политропный процессы. Проведение термодинамического исследования идеального цикла теплового двигателя.
методичка [1,0 M], добавлен 24.11.2010Влияние систем регенеративного подогрева питательной воды на экономичность паротурбинных установок. Системы топливоснабжения мазутной ТЭЦ; основные свойства и сжигание мазута. Устройство и технологическая схема мазутного хозяйства: резервуары, станции.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 03.05.2014
