Расчет работы тепловых электростанций

 

Задача № 1

Условие задачи

Водяной пар с начальным давлением р1=3 Мпа и степенью сухости х1=0,95 поступает в пароперегреватель, где его температура повышается на ?t=2350С; после перегревателя пар изоэнтропно расширяется в турбине до давления р2=3 кПа. Определить (по hs-диаграмме) количество теплоты (на 1 кг пара), подведенной к нему в пароперегревателе, работу цикла Ренкина и степень сухости пара х2 в конце расширения. Определить также термический КПД цикла. Определить работу цикла и конечную степень сухости, если после пароперегревателя пар дросселируется до давления р1=0,5 МПа.

Решение

Рисунок 1 - Т,s и h,s - диаграммы цикла Ренкина на перегретом паре

Цикл Ренкина на перегретом паре характеризуется наличием дополнительного перегрева по линии 6-1.

Удельное количество теплоты на перегрев пара qп будет определяться разностью энтальпий в т.1 и в т.6.

qп=h6-h1=3350-2720=630 кДж/кг

Работа цикла Ренкина

По h,s-диаграмме находим х2=0,845

Термический КПД цикла определяется по формуле

Где h3 - энтальпия кипящей воды

Расширение пара при дросселировании является адиабатным процессом и изображается в hS - диаграмме вертикальной линией между изобарами р1 (исходное состояние) и (после дросселирования). Работа дросселирования

Степень сухости пара -

Задача № 2

Условие задачи

Определить поверхность нагрева рекуперативного газо-воздушного теплообменника при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход нагреваемого воздуха при нормальных условияхVн=4*10-3 м3/ч, средний коэффициент теплопередачи от продуктов сгорания к воздуху К=21 Вт/м2*К, начальные и конечные температуры продуктов сгорания и воздуха соответственно t1=6000С, t1=4000С, t2=200С, t2=3000С. Изобразить графики изменения температур теплоносителей для обоих случаев.

Решение

Рисунок 2 - Схемы движения теплоносителей в теплообменниках: а - противоток, б - прямоток

Массовый расход воздуха

Где

Тепловой поток , получаемый холодным воздухом, можно рассчитать через разность энтальпий

Где теплоемкость воздуха при соответствующих температурах

Противоточная схема

Площадь поверхности нагрева

Прямоточная схема

Площадь поверхности нагрева

Задача № 3

Условие задачи

Определить часовой расход натурального и условного топлив, если известны параметры вырабатываемого котельной установкой пара рп. п. =1,4 МПа и tп. п. =2400С, производительность котлоагрегата D=10 т/ч, потеря теплоты с уходящими газами q2=7,8% и температура питательной воды tп. в=1000С. Вид топлива - донецкий уголь газовый.

Решение

.Часовой расход натурального топлива

Где энтальпия перегретого пара и питательной воды;

;

- низшая теплота сгорания топлива;

коэффициент полезного действия:

Где потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, %;

потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %;

потери теплоты от наружного охлаждения котлоагрегата, %;

2.Часовой расход условного топлива

Задача № 4

Условие задачи

Определить часовой расход пара D (кг в ч) и удельный расход пара d (кг/кВт*ч) на конденсационную паровую турбину, работающую без регенерации теплоты, по заданной электрической мощности турбогенератора Nэл=140 МВт, давлению р1=8,5 МПа и температуре t1=5000С перегретого пара перед турбиной и относительному внутреннему КПД турбины ?oi=0,79. Давление пара в конденсаторе принять равным р2=4 кПа.

Механический КПД турбины ?u и КПД электрогенератора ?м=0,99. Определить также степень сухости пара в конце теоретического и действительного процессов расширения и абсолютный электрический КПД турбогенератора.

Мощностью привода питательного насоса пренебречь.

Решение

.Удельный расход пара

Где энтальпия пара перед турбиной;

2.Часовой расход пара

где ,

3.Степень сухости пара в конце теоретического и действительного процессов расширения

Адиабатное расширение пара в турбине по линии 1-2 является теоретическим, степень сухости в этом случае равна (по hS-диаграмме). Действительный цикл сопровождается неизбежными потерями, вследствие чего удельный расход пара и тепла увеличивается на трение. Работа трения превращается в тепло, повышающее энтальпию пара в конечном состоянии.

Конечное состояние в этом случае изображается точкой 2d. Энтальпия в этой точке равна:

Степень сухости пара действительного процесса также определим по hS-диаграмме.

Рисунок 3 - hS-диаграмма

4.Абсолютный электрический КПД турбогенератора

термический КПД

Где энтальпия кипящего конденсата

Задача № 5

Условие задачи

На ТЭЦ установлены две турбины (рисунок 1), № 1 - конденсационная мощностью Nэ1=150 МВт, работающая по циклу Ренкина при давлении и температуре пара на входе рп. п. =8 МПа и tп. п. =5400С Давление отработавшего в турбине пара рк=3,4 кПа.

№ 2 - работает при тех же начальных параметрах пара р. п. п. и tп. п., но с противодавлением ротб=1,8 Мпа с отпуском пара Дотб=100 кг/с. Внутренний относительный КПД ?oi1=0,82, ?oi2=0,75.

Определить:

. Количество теплоты, отпускаемой внешним потребителям, принимая, что конденсат от потребителей возвращается с температурой 700С (hвк=293 кДж/кг);

. Мощность турбины с противодавлением;

. Суммарную мощность и часовую выработку электроэнергии при полной нагрузке турбин;

. Полный часовой расход топлива на ТЭЦ;

. Удельный расход удельного топлива на 1 кВтч при комбинированной выработке.

Принять для турбин №№ 1 и 2 механический КПД ?м=0,995; КПД электрогенератора ?г=0,99; КПД котельной установки ?к. у. =0,90; КПД теплового потока ?т.п. =0,98. В качестве топлива на ТЭЦ считать условное топливо с теплотворной способностью Qрн=29300 кДж/кг.

Решение

тепловая электростанция топливо давление

Рисунок 4 - ТЭЦ

-паровой котел; 2-турбина с противодавлением; 3-конденсационная турбина; 4,5-электрогенераторы; 6-конденсатор; 7,8-конденсатные насосы; 9-рег. Подогреватель; 10-питательный насос; 11-тепловые потребители.

. Количество теплоты, отпускаемой внешним потребителям

Мощность турбины с противодавлением

Где часовой расход пара

удельный расход пара;

кг/с

3 Суммарная мощность и часовая выработка электроэнергии при полной нагрузке турбин

Полный часовой расход топлива на ТЭЦ

Количество тепла, сообщенное пару в котельной

Где

(по hS-диаграмме)

Часовой расход топлива

. Удельный расход условного топлива на 1кВт при комбинированной выработке

Задача № 1 Условие задачи Водяной пар с начальным давлением р1=3 Мпа и степенью сухости х1=0,95 поступает в пароперегреватель, где его температура пов

Больше работ по теме: