Главная База знаний "Allbest" Физика и энергетика Расчет цикла паротурбинных установок

Расчет цикла паротурбинных установок

Порядок определения термического коэффициента полезного действия циклов, исследуемой установки брутто. Вычисление удельного расхода тепла, коэффициента практического использования. Относительное увеличение КПД от применения промперегрева и регенерации.

Рубрика Физика и энергетика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 12.09.2010
Размер файла 1021,7 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.

17

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

на тему: "Расчет цикла ПТУ"

Исходные данные

№ вар

P

10-5 Па

t

C

P

10-5 Па

t

C

P

10-5 Па

P

10-5 Па

P

10-5 Па

P

10-5 Па

P

10-5 Па

28

120

540

25

540

8

4

1

1,7

1,4

Примечание. Значение P для всех вариантов 0,04*10Па.

Требуется определить:

1. Термический КПД циклов ?t.

2. Коэффициент полезного действия установки брутто (без учёта расхода энергии на собственные нужды) .

3. Удельный d, кг/(кВт*ч), и часовой , кг/ч, расходы пара.

4. Часовой B, кг/ч, и удельный b, кг/(кВт*ч), расходы топлива.

5. Удельный расход тепла q, кДж/(кВт*ч).

6. Коэффициент использования тепла (только для теплофикационного цикла). K.

7. Относительное увеличение КПД от применения промперегрева и регенерации ? ?t / ?t * 100%.

8. Изобразить: схемы установки; циклы в координатах P, V; I, S; T, S.

1. Расчёт цикла ПТУ, работающей по циклу Ренкина

На рисунке 1 приведена схема ПТУ, работающей по циклу Ренкина.

Рисунок 1.

Параметры во всех точках цикла определяем при помощи «Water Stem Pro» и сводим в таблицу 1.

Таблица 1. Параметры воды и водяного пара в характерных точках цикла.

Параметры

Обозначение точек

1

2

21

3

Давление P, Па

Удельный объём ?, м3/кг

Температура t,0С

Удельная энтальпия ј, кДж/кг

Удельная энтропия S, кДж/(кг*к)

Степень сухости x

12000000

0,2875

540

3452,3

6,6200

1,000

4000

26,69

28,6

1991,6

6,6200

0,770

4000

0,001

28,6

121,41

0,4224

0

12000000

0,000987

31,5

131,93

0,4224

1,000

Расчет цикла сведен в таблице 2.

Таблица 2. Расчёт цикла ПТУ, работающей по циклу Ренкина

Показатели

Расчетные формулы

Размерность

Цифровое значение

Теоретическая работа турбины

Теоретическая работа насоса

Подведенное тепло

Отведенное тепло

Полезная работа на 1 кг пара в идеальном цикле

Термический КПД цикла Ренкина

Термический КПД цикла без учета работы насоса

Относительная разность КПД t, t1

Термический КПД цикла Карно в том же интервале

Отношение КПД цикла Ренкина к КПД цикла Карно

Удельный расход пара на

теоретический, кВт*ч

Часовой расход пара

lT = i1 - i2

lН = i3 - i12

q1 = i1 - i3

q2 = i2 - i2

lц = q1 - q2 = lт - lн

D0 = d0 * N

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

-

-

%

-

кДж/кг

кг/(кВт*ч)

кг/ч

1459,7

11,778

3323,1

1875,1

1447,9

0,4377

0,4357

0,4574

0,629

0,696

2,4662

2466190,9

После расчёта идеального цикла переходим к расчёту цикла с учётом потерь (таблица 3).

Таблица 3. Расчет цикла Ренкина с учетом потерь

Показатели

Расчётные формулы

Размерность

Цифровое значение

Энтальпия пара в конце действительного процесса расширения в турбине

Степень сухости в конце действительного процесса расширения

Энтропия в конце действительного процесса расширения

Внутренний КПД цикла

КПД установки брутто (без учёта расхода энергии на собственные нужды)

Удельный расход пара на выработку электроэнергии

Часовой расход пара

Часовой расход топлива (условного)

Удельный расход топлива (условного)

Удельный расход количества теплоты

кДж/кг

_

кДж/(кг*К)

_

_

кг/(кВт*ч)

кг/ч

кг/ч

Кг/(кВт*ч)

Кг/(кВт*ч)

2440,1

0,8606

7,3569

0,372

0,3184

2,9905

299052,8

38591,2

0,3859

11307,2

Изображение в H-S координатах цикла ПТУ работающей по циклу Ренкина и с учетом потерь приведена в приложении №1.

2. Расчет цикла ПТУ с промежуточным перегревом пара

На рисунке 2 показана схема цикла ПТУ с промежуточным перегревом пара.

Рисунок 2.

Параметры во всех точках цикла определяем при помощи «Water Stem Pro» и сводим в таблицу 4.

Таблица 4. Параметры воды и водяного пара в характерных точках цикла

Параметры

Обозначение точек

1

b

a

2

2I

3

Давление P, Па

Удельный объем v, м 3/кг

Температура t,0С

Удельная энтальпия h, кДж/кг

Удельная энтропия S, кДж/кг

Степень сухости x

120*105

0,0294

540

3454,8

6,6315

-

25*105

0.0961

293.95

2996.3

6.6315

-

25*105

0.1506

540

3550.6

7.4450

-

0.04*105

30.885

28.63

2240.6

7.4450

0.87

0,04*105

0,0010

28,98

121,41

0,4224

-

120*105

0,0010

31,46

131,70

0,4224

-

Расчет цикла ПТУ с промежуточным перегревом без учета работы насосов сведен в таблице 5.

Таблица 5 Расчет цикла ПТУ с промежуточным перегревом

Показатели

Расчётные формулы

Размерность

Цифровое значение

Теоретическая работа турбины

Подведённое тепло

Отведённое тепло

Термический КПД

Отношение КПД цикла к КПД цикла Карно Удельный расход пара (теоретический)

Часовой расход топлива (теоретический)

Энтальпия пара в конце действительного процесса расширения

Внутренний КПД цикла

КПД установки брутто Удельный расход пара на выработку электроэнергии

Часовой расход пара

Часовой расход топлива

Удельный расход топлива

Удельный расход тепла

Повышение экономичности от применения промперегрева

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

-

-

кг/(кВт*ч)

кг/ч

кДж/кг

кДж/кг

кг/(кВт*ч)

кг/ч

кг/ч

кг/(кВт*ч)

кДж/(кВт*ч)

%

1768,5

3889,1

1875,1

0,4547

0,7231

2,0356

203561,3

2437,1

3065,1

0,3865

0,3308

2,4684

246839,7

37147,7

0,3715

10884,3

3,8858

Изображение в H-S координатах цикла ПТУ с промежуточным перегревом пара приведена в приложении №2.

3. Расчет цикла ПТУ с регенеративным отбором пара

С подогревателями смешивающего типа

На рисунке 3 показана схема с регенеративным отбором пара с подогревателями смешивающего типа.

Рисунок 3

Параметры во всех точках цикла определяем при помощи «Water Stem Pro» и сводим в таблицу 6.

Таблица 6. Параметры воды и водяного пара в характерных точках цикла

Параметры

Обозначение точек

1

О1

О2

О3

2

2I

Давление P, Па

Удельный объем v, м 3/кг

Температура t,0С

Удельная энтальпия h, кДж/кг

Удельная энтропия S, кДж/(кг*К)

Степень сухости x

Удельная энтальпия конденсата, кДж/кг

120*105

0,0294

540

3454,8

6,6315

-

-

8*105

0,2427

169,61

2751,1

6,6315

0,99

717,43

4*105

0,4459

142,93

2624,5

6,6315

0,95

601,64

1*105

1,5165

99,09

2400,9

6,6315

0,89

415,26

0.04*105

30.885

28.63

2240.6

7.4450

0.87

-

0,04*105

0,0010

28,98

121,41

0,4224

-

-

Доли отбираемого пара составляет:

?1 = (h1о1 - h2o1) / (h1o -h2o1) = 0,054

?2 = h2 - h3 - ?1*(h1 - h2) / (h20-h2o1)= 0.08

?3 = (h3o1 - h21) - (?1 - ?2)* (h2o1 - h3o1) / (h30 - h2o1)=0.11

Данные расчетов сводятся в таблицу 7.

Таблица 7. Расчет цикла ПТУ с регенеративным отбором пара с подогревателями смешивающего типа

Показатели

Расчетные формулы

Размерность

Цифровое значение

Теоретическая работа турбины

Подведенное тепло

Отведенное тепло

Термический КПД цикла с регенерацией

Удельный расход пара

Часовой расход пара (теоретический)

Экономия, полученная в результате введения регенеративного подогрева

КПД установки брутто (где взяты из условия задания)

Удельный расход пара на выработку электроэнергии

Часовой расход пара

Часовой расход топлива

Удельный расход топлива

%

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

_

кг/(кВт*ч)

кг/ч

%

_

кг/(кВт*ч)

кг/ч

кг/ч

кг/(кВт*ч)

1323.24

2737.34

1414,1

0,4834032

2,720597

272059,7

10,44

0,352

3.2990

29901,3

34944,32

0,3494432

С подогревателями поверхностного типа

На рисунке 4 показана схема цикла ПТУ с регенеративным отбором пара с подогревателями поверхностного типа.

Рисунок 4

Параметры во всех точках цикла будут точно такими же, как в предыдущей схеме (таблица 6).

Доли отбираемого пара составят:

?1 = (h1о1 - h2o1) / (h1o -h2o1) = 0,057

?2 =(1 - ?1)* (h2o1 - h3o1) / (h20 - h3o1) = 0,89

?3 = (1 - ?1 - ?2)* (h3o1 - h21) / (h30 - h21) = 0,14

Расчет цикла ПТУ с регенеративным отбором пара с подогревателями поверхностного типа приведен в таблице 8.

Таблица 8. Расчет цикла ПТУ с регенеративным отбором пара с подогревателями поверхностного типа

Показатели

Расчетные формулы

Размерность

Цифровое значение

Теоретическая работа турбины

Подведенное тепло

Отведенное тепло

Термический КПД цикла с регенерацией

Удельный расход пара

Часовой расход пара (теоретический)

Экономия, полученная в результате введения регенеративного подогрева

КПД установки брутто (где взяты из условия задания)

Удельный расход пара на выработку электроэнергии

Часовой расход пара

Часовой расход топлива

Удельный расход топлива

%

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

_

кг/(кВт*ч)

кг/ч

%

_

кг/(кВт*ч)

кг/ч

кг/ч

кг/(кВт*ч)

1305,93

2737,34

1348,46

0,4771

2,7567

275665,4

8,99

0,347

3,3427

334273,6

35407,44

0,354

Изображение в H-S координатах цикла ПТУ с регенеративным отбором пара приведена в приложении №3.

4. Расчет теплофикационного цикла с противодавлением

На рисунке 5 показана схема теплофикационного цикла ПТУ с противодавлением.

Рисунок 5

Параметры во всех точках цикла определяем при помощи «Water Stem Pro» и сводим в таблицу 9.

Таблица 9. Параметры воды и водяного пара в характерных точках цикла

Параметры

Обозначение точек

1

От

От1

2

2I

Давление P, Па

Удельный объем v, м 3/кг

Температура t,0С

Удельная энтальпия h, кДж/кг

Удельная энтропия S, кДж/(кг*К)

Степень сухости x

120*105

0,0294

540

3454,8

6,6315

-

1,7*105

0,94795

114,58

2482,2

6,6315

-

1,7*105

0,001

114,58

483,22

1,4752

-

1,4*105

1,1255

108,75

2451,9

6,6315

-

1,4*105

0,001

108,75

458,42

1,4109

-

Расчет теплофикационного цикла ПТУ с противодавлением приведен в таблице 10.

Таблица 10. Расчет теплофикационного цикла ПТУ с противодавлением

Показатели

Расчётные формулы

Размерность

Цифровое значение

Теоретическая работа турбины

Подведённое тепло

Отведённое тепло

Термический КПД

Коэффициент использования теплоты

КПД установки брутто

Удельный расход пара на выработку электроэнергии

Часовой расход пара

Часовой расход топлива на выработку электроэнергии и тепла

Удельный расход топлива

Тепло, отданное потребителю

Коэффициент использования теплоты действительный

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

_

_

_

кг/(кВт*ч)

кг/ч

кг/(кВт*ч)

кг/(кВт*ч)

кДж/ч

_

1002,9

2998,8

1995,9

0,3344

1

0,2433

4,35284

435284

50510,06

0,50510

868773300

0,83028

Изображение в H-S координатах теплофикационного цикла ПТУ с противодавлением приведена в приложении №4.

5. Расчет цикла ПТУ с теплофикационным отбором пара

На рисунке 6 показана схема цикла ПТУ с теплофикационным отбором пара.

Рисунок 6.

Количество отбираемого пара на теплофикацию задано потреблением тепла на производственные нужды и отопление, поэтому в расчете условно принимаем его равным 40% от общего расхода пара, то есть доля отбираемого пара будет равна .

Параметры во всех точках цикла будут точно такими же, как в предыдущей схеме (таблица 9).

Таблица 11. Расчет цикла ПТУ с теплофикационным отбором пара

Показатели

Расчетные формулы

Размерность

Цифровое значение

Энтальпия после смешения потоков

Теоретическая работа турбины

Подведенное тепло

Тепло, отданное потребителю

Термический КПД

Коэффициент использования тепла

КПД установки брутто

Удельный расход пара

Часовой расход пара

Часовой расход топлива

Удельный расход топлива

Тепло, отданное потребителю

Коэффициент использования тепла

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

_

_

_

кг/(кВт*ч)

кг/ч

кг/ч

кг/(кВт*ч)

кДж/ч

_

1106,32

1264,86

3190,54

800,61

0,3964

0,6474

0,2884

3,4513

345128,7

42609,7

0,426097

11052520

0,3769

Литература

1. Сборник задач по технической термодинамике /Т.И. Андрианова, Б.В. Дзампов, В.Н. Зубарев, С.А. Ремизов - М.: Энергия, 1971.

2. Ривкин С.Л. Термодинамические свойства газов. - М.: Энергия, 1973.

3. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. - М.: Энергия, 1976.

4. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. - М.: Энергия, 1975.


Подобные документы

  • Оценка термодинамического совершенства цикла Брайтона с регенерацией тепла

    Расчет параметров состояния в контрольных точках цикла Брайтона без регенерации тепла. Изучение конца адиабатного процесса сжатия. Нахождение коэффициента теплоемкости при постоянном объеме и при постоянном давлении. Вычисление теплообменного аппарата.

    курсовая работа [902,9 K], добавлен 01.04.2019

  • Цикл двигателя внутреннего сгорания

    Расчет термодинамических параметров быстроходного автомобильного дизельного двигателя со смешанным теплоподводом в узловых точках. Выбор КПД цикла Карно в рабочем интервале температур. Вычисление значений термического коэффициента полезного действия.

    курсовая работа [433,2 K], добавлен 13.07.2011

  • Расчет и анализ теоретического цикла теплового двигателя

    Принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания и его характеристика. Определение изменения в процессах цикла внутренней энергии и энтропии, подведенной и отведенной теплоты, полезной работы. Расчет термического коэффициента полезного действия цикла.

    курсовая работа [209,1 K], добавлен 01.10.2012

  • Расчет барабанной сушильной установки

    Этапы разработки сушильной установки: расчет энтальпии и влагосодержания продуктов сгорания топлива, расхода (суммарного, полезного, удельного) теплоты, коэффициента теплоотдачи, средней скорости сушильного агента и степени заполнения барабана песком.

    практическая работа [32,9 K], добавлен 06.03.2010

  • Расчет газотурбинного двигателя при постоянном давлении

    Устройство и принцип работы теплового газотурбинного двигателя, его схема, основные показатели во всех основных точках цикла. Способ превращения теплоты в работу. Определение термического коэффициента полезного действия через характеристики цикла.

    курсовая работа [232,8 K], добавлен 17.01.2011

  • Эксплуатация судовых энергетических установок

    Расчет паспортной диаграммы судна. Определение безразмерного коэффициента упора по кривым действия гребного винта. Расчет допустимого номинального крутящего момента. Определение часового расхода топлива. Коэффициент полезного действия двигателя.

    контрольная работа [159,6 K], добавлен 19.02.2014

  • Цикл Карно

    История открытия цикла Карно, его физическое описание. Особенности прямого и обратного цикла Карно. Экспериментальное определение коэффициента полезного действия лабораторной установки, демонстрирующей цикл Карно. Примеры применения цикла Карно.

    реферат [85,8 K], добавлен 14.05.2014

  • Термодинамический цикл паротурбинных электростанций

    Описание принципиальной тепловой схемы паротурбинной электростанции и определение термического коэффициента её полезного действия. Превращения энергии на ТЭЦ и характеристика технологической схемы котел – турбина. Устройство двухвальных турбогенераторов.

    реферат [1,1 M], добавлен 25.10.2013

  • Определение коэффициента трения скольжения

    Характеристика приближенных методов определения коэффициента трения скольжения, особенности его расчета для различных материалов. Значение и расчет силы трения по закону Кулона. Устройство и принцип действия установки для определения коэффициента трения.

    лабораторная работа [18,0 K], добавлен 12.01.2010

  • Солнечные установки для систем теплоснабжения

    Численный расчет тепловой части солнечного коллектора. Расчет установок солнечного горячего водоснабжения. Расчет солнечного коллектора горячего водоснабжения. Часовая производительность установки. Определение коэффициента полезного действия установки.

    контрольная работа [139,6 K], добавлен 19.02.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены