Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии на ТЭЦ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Воронежский государственный технический университет

Кафедра жилищно-коммунального хозяйства

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине "Техническая термодинамика"

на тему: «Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии на ТЭЦ»

Выполнил: студент гр. бТВ171

Шубин К.А.

Проверил: Китаев Д.Н.

Воронеж 2019 г



Исходные данные

N_H =15,20 МВт; P₁ = 7,865 МПа; t₁ =500 ?C; з_k =з_пг =0,89; з_oi ' / з_oi " = 0,83/0,87;

P_отб = 600 кПа; P_k = P₂ =4,25 кПа; D_отб ^H =8,0 кг/с; з _М = 0,95; з эл = 0,98.

Наносим на i-S диаграмму водяного пара точку 1 на пересечении изобары P₁ и i₁. Определяем остальные параметры пара по диаграмме. Они имеют следующие значения:

i₁ =3456 кДж/кг, V₁ =0,1161 м³ /кг, S₁ =7,231 кДж/кг·К

С целью проверки правильности найденных параметров определим их с помощью таблиц перегретого пара. Воспользуемся уравнением прямой, проходящей через 2 точки:

Для температуры 500?С i_{P =3} =3456 кДж/кг, i_{P =8} =3397 кДж/кг.

(P-8)/(3-8)=(i-3456)/(3397-3456)

i₁ =((3456-3397)/(3-8))*(7,865-8)+3456=(59/-5)*(-0,135)+3456=3457,593 кДж/кг;

i₁ =3457,593 кДж/кг

Для температуры 500?С V_{P =3} =0,1161 м³ /кг, V_{P =8}=0,04177 м³ /кг.

(P-3)(3-8)=(V-0,04177)/(0,1161 - 0,04177)

V₁ =((0,1161-0,04177)/(3-8))*(0,135)+0,1161=0,06032*(-0,135)+0,1161=0,1079568 м³ /кг;

V₁ =0,1079568 м³ /кг.

Для температуры 500?С S_{P =3}=7,231 кДж/кг·К, S_{P =8} =6,722 кДж/кг·К.

(P-3)(3-8)=(S-7,231)/(7,231 - 6,722)

S₁ =((7,231-6,722)/(3-8))*(-0,135)+7,231=7,244743 кДж/кг·К

S₁ =7,244743 кДж/кг·К.

На пересечении энтропии S₁ и давлении P_k = P₂ =4,25 кПа на i-S диаграмме строим точку 2. В точки 2 пар влажный насыщенный. Определим его параметры по диаграмме:

i₂ =1960 кДж/кг, x₂ =0,758, V₂ = 30 м³ /кг, t₂ =25С.

Проверим правильность определения параметров. Из таблиц сухого насыщенного пара для давления P_k = P₂ =4,25 кПа вспомогательные величины имеют следующие значения:

t_н =28,979?С, V' =0,0010041 м³ /кг, V" =34,81 м³ /кг, i ' =121,42 кДж/кг,

r =2433 кДж/кг, S' =0,4634 кДж/кг·К.

Используя формулы: S= S' + (r·x)/ t_н,

i ₂= i '+ r·x;

V₂ = V" х+(1-х)* V';

t_н = t₉ = t₁₀ ;

i '_{2=121,42-130/0,0040-0,0045*(0,00425-0,0045)+121,42=-8,58/-0,0005*(-0,00025)+121,42=-17160*0,00025+121,42=-4,29+121,42=117,13} кДж/кг

i _2=117,13+ r·x;

r_{2=2433-2427/-0,0005*(0,00025)+2433=3+2433=2436} кДж/кг

i _{2=117,13+2436*0,758=1963,618} кДж/кг

V₂= V"х+(1-х)* V'

V"_{2=(34,81-31,13/0,0005)*0,00025+34,81=36,65} м³ /кг

V'_{2=0,0010041-0,0010047/1*0,5+0,0010041=0,0010038} м³ /кг

V_{2=36,65*0,758+(1-0,758)*0,0010038=27,78094292} м³ /кг

S'_{2=0,4225-0,4507*0,5/1+0,4225=0,4084} кДж/кг·К

S= S' + (r·x)/ t +273,15

S_{2=0,4084+2436*0,758/301,102=0,4084+6,132433528=6,540833528} кДж/кг·К

х _2=0,758

t_{2=28,979-31,033*0,5+28,979=27,958}?С

На пересечении энтропии S₁ и изобары P_отб = 600 кПа строится точка 3. Точка 3 лежит в области влажного насыщенного пара. Определим её параметры по диаграмме:

i₃ = 2608 кДж/кг, x₃ = 0,929, V₃ =0,29 м³ /кг, t₃ =158,84?С.

Проверим правильность определения параметров. Из таблиц сухого насыщенного пара при давлении P_отб = 600 кПа=0,60 МПа= P₃ вспомогательные величины имеют значения:

t_н =170,42?С, V' =0.0011007 м³ /кг, V" =0,3156 м³ /кг, i ' =670,5 кДж/кг,

r =2086, S' =1,931 кДж/кг·К.

Используя формулы:

S= S' + (r·x)/ t_н,

S₃₌ S' + (r·x)/ t₃ +273,15=1,931+2086*0,929/158,84+273,15=1,931+1937,894/431,99=6,416969583 кДж/кг·К

x=0,929;

i= i '+rx,

i₃= 670,5 + 2086·0,929=2608,394 кДж/кг;

V= V"x +(1-x) V',

V₃= 0,3156 ·0,929+ (1-0,929)·0.0011007 =0,2931924+0,000078149=0,293270549 м³ /кг.

Посчитаем энтальпию пара в точке 4:

i₄ = i₁ - (i₁ - i₃ )з'_oi = 3457,593 - (3457,593 - 2608,394)·0,83= 2752,75783 кДж/кг.

Точка 4 строится на пересечении линии i₄ =2752,75 кДж/кг и изобары P_отб = 600 кПа. Пар в точке 4 влажный насыщенный. Определим параметры по диаграмме:

x₄ =0,98, V₄ =0,30 м³ /кг, S₄ =6,6 кДж/кг·К, t₄ =160?С.

Проверим правильность результатов. Из таблиц сухого насыщенного пара при давлении P_отб = 600 кПа вспомогательные величины имеют значения:

t₄ = t₃ =158,84?С, V'₄ = V'₃= 0,0011007 м³ /кг, V"₄ = V"₃ =0,3156 м³ /кг, i ' =720,9 кДж/кг,

r =2086, S' =1,931 кДж/кг·К.

i= i '+rx,

x = (i - i' )/r,

x =0,986;

V= V"x + (1-x) V',

V₄=0,3156 ·0,986 + (1-0.986)·0.0011007 = 0.3111816+0.000015409=0,311197009 м³ /кг;

S= S' + (r·x)/ t_н,

S₄ = 1.931 + 2086·0,986/431,99= 6,692212065 кДж/кг·К.

Точка 5 находится на пересечении изоэнтропы S₄ и изобары P_k = P₂ =4,25 кПа. В точке 5 влажный насыщенный пар. Определим его параметры по диаграмме:

i₅ =2061 кДж/кг, x₅ = 0,798, V₅ = 29 м³ /кг, t₅ = 27 ?С.

При проверке достоверности определения параметров точки 5 пользуемся справочными данными точки 2, так как они лежат на одной изобаре.

S= S' + (r·x)/ t_н,

x = 0,798,

i= i '+rx,

i₅= 117,13 + 2436·0,798 = 2061,058кДж/кг,

V= V"x + (1-x) V',

V₅ = 36,65·0,798+ (1-0,798)·0,0010038 = 29,2467+0,000202767=29,24690277 м³ /кг.

S₅₌ S₄ =6,6922112065

t₅ = t₂ =27,952?С

Энтальпию в точке 6 определяем по формуле:

i₆ = i₄ - (i₄ - i₅ )·з"_oi = 2752,75783 - (2752,75783 - 2061,058)·0,87 = 2150,978978 кДж/кг.

Точка 6 строится на пересечении линии i₆ = 2150,978978 кДж/кг и изобары P_k = P₂ =4,25 кПа.

Пар в точке 6 влажный насыщенный. Определим параметры по диаграмме:

x₆ = 0,835, S₆ = 7,2 кДж/кг·К, V₆ = 30 м³ /кг, t₆ = 27?С.

При проверке достоверности определения параметров точки 5 пользуемся справочными данными точки 2, так как они лежат на одной изобаре.

i= i '+rx,

x = (i - i' )/r,

x = 0,835,

S= S' + (r·x)/ t_н,

S₆= 0,4084 + 2436·0,835/301,102= 7,163785218 кДж/кг·К,

V= V"x + (1-x) V',

V₆ = 36,65·0,835 + (1-0,835)·0,000165627 = 30,60291563 м³ /кг.

P₆ = P₂ =4,25 кПа

t₆ = t₂ =27,952?С

Параметры водяного пара, определяемые по диаграмме:

№ точки	P, МПа	t, ?С	V, м3 /кг	x	i, кДж/кг	S, кДж/(кг· К)
1	7.865	500	0,1079568	-	3457,593	7,24
2	0,00425	27,952	27,78094292	0,758	1963,618	6,54
3	0,6	158,84	0,293270549	0,929	2608,394	6,42
4	0,6	158,84	0,311197009	0,986	2752,75783	6,69
5	0,00425	27,952	29,24690277	0,798	2061,058	6,69
6	0,00425	27,952	30,60291563	0,835	2150,978978	7,16

Параметры водяного пара в соответствующих точках:

№ точки	P, МПа	t, ?С	V, м3 /кг	x	i, кДж/кг	S, кДж/(кг· К)
1	7,865	500	0,04377691	-	3398,593	6,735743
2	0,00425	29,976	41,8546869051	1,2694861269	3202,9443717157	6,735743
3	0,6	158,84	0,0335172068	1,0640593982	2890,1279046452
4	0,6	158,84	0,335172068	1,1054971097	2976,566970844	6,922853158
5	0,03042	29,976			3202,94437157	6,9228543158
6	0,03042	29,976	41,8546869051		2788,6737282625

По данным таблице строим процессы изменения состояния водяного пара в i-S диаграмме. (см приложение)

После построения i -S диаграммы переходим к построению T-S диаграммы изменения состояния водяного пара. Для построения диаграммы необходимо знать параметры точек 7,8,9,10.

t ₉= t₁₀ =290,5-294,98/7,5-8*(7,865-8)+290,50=289,2904?С

S₉= S'₉=3,166-3,208/-0,5*(-0,135)+3,166=-0,1134+3,166=3,15466 кДж/кг· К

S₁₀₌S₁₀"=5,779-5,745/-0,5*(-0,135)+5,779=0,00918+5,779=5,78818 кДж/кг· К

S₇= S'₇= S'₂=0,4084 кДж/кг· К

S₈= S'₈= S'₃=1,931кДж/кг· К

Параметры водяного пара в точках 7,8,9,10:

№ точки	P, МПа	t, ?С	x	S, кДж/ (кг·)
7	0,00425	27,952	0	0,4084
8	0,6	158,84	0	1,931
9	7,865	289,2904	0	3,15466
10	7,865	289,2904	1	5,78818

Построение i-S диаграммы

Рис. 2 Изменение состояния пара в турбине с одним регулируемым отбором пара

в i-S - диаграмме.

На рис. 2. показано изменение в i-S - диаграмме 1 кг рабочего тела при прохождении его через турбину при выходе из отбора слегка перегретого пара.

1-2 - адиабатное расширение пара без отбора;

2-3 - адиабатное расширение пара в ЦВД без потерь;

3-2 - адиабатное расширение пара в ЦНД без потерь;

1-4 - расширение с учетом трения.

Определение термодинамических и технико-экономических параметров комбинированного цикла.

Конденсационный режим работы турбины

Определим удельный расход пара на турбину при номинальном режиме без отбора, при работе в конденсационном режиме d_э ^н по формуле:

d_э ^н =1/( i₁ - i₆ )з_м ·з_эл = 1/(3457,593-2150,978978)·0,95·0,98 = 1/1216,457654 =0,00822059 кг/ кДж = 0,000822059·3,6·10³ кг/(кВт·ч) = 2,9594124 кг/(кВт·ч); (2.1)

где i₁ - энтальпия пара на входе в турбину в ЧВД, кДж/кг·ч; i₆ - энтальпия пара на выходе из ЧНД, кДж/кг·ч; з_м - механический КПД турбины; з_эл - КПД электрогенератора.

При работе к конденсационном режиме (D_отб =0) турбина развивает номинальную мощность, а весь пар проходит последовательно ЧВД, ЧНД и поступает в конденсатор.

Полный расход пара составит:

D_B ^Н = d_э ^н · N_H = 0,000822059·15,2·10³ = 12,4952968 кг/с = 44,98306848 т/ч; (2.2)

где d_э ^н - удельный расход пара на турбину для выработки номинальной мощности, кг/(кВт·ч),

N_H - номинальная мощность турбины, кВт;

Работа турбины с отбором

Коэффициент в, называется коэффициентом недовыработки, характеризует долю работы, не совершаемую паром из отбора ЦНД.

Определим показатели паротурбинной установки при работе в номинальном режиме с отбором:

в = (i₄ - i₆ )/ ( i₁ - i₆ ) = 601,778852/1306,614022=0,460563595; (2.3)

Числитель в этой зависимости характеризует недовыработку 1 кг пара в ЦНД, знаменатель - выработку 1 кг пара по всей турбине.

Если из патрубка отбора взято количество пара (D_отб ?0), то мощность турбины станет меньше, так как отобранный пар не совершит роботы в ЦНД. Чтобы компенсировать эту недовыработку полезной энергии, нужно в турбину ввести дополнительное количество пара вместо взятого из отбора; это количество пара будет меньше взятого из отбора, так как он будет расширяться как в ЦНД, так и в ЦВД. Дополнительное количество пара определяют как долю в от D_отб.

Полный расход пара на турбине при номинальном режиме, составит:

D_B ^Н = d_э ^н · N_H + в·D_отб ^Н = 16,17980556 кг/с = 58,24730002 т/ч; (2.4)

Расход конденсата, выходящего из конденсатора при номинальном режиме D_К ^Н, определяется разностью полного расхода пара на турбину D_B ^Н и расхода отбора D_отб ^Н:



D_К ^Н = D_B ^Н - D_отб ^Н = 16,17980556 - 8 = 8,17980556 кг/с = 29,44730002 т/ч; (2.5)

Расход пара на регенерацию при номинальном режиме D_Р ^Н определяется, предварительно определив согласно таблице энтальпии кипящей жидкости при давлении отбора (P_отб = 800 кПа) i₄ ' и давлении в конденсаторе (P_k = P₂ =4,25 кПа) i₆ ':

D_Р ^Н = D_К ^Н (i₄ ' - i₆ ' )/( i₄ - i₄ ' ) = 8,17980556(670,5-117,13)/(2752,75783-670,5) = =4526,459003/2082,25783=2,173822539 кг/с, (2.6)

где i₄ ' и i₆ ' - энтальпия кипящей жидкости при давлении P_отб и P_k соответственно; D_К ^Н - расход конденсата, выходящего из конденсатора при номинальном режиме.

Расход пара на тепловое потребление D_Т ^Н определяется:

D_Т ^Н = D_отб ^Н - D_Р ^Н = 8 - 2,173822539 = 5,826177461 кг/с. (2.7)

Определим количество тепла Q_Т ^Н, опущенного на теплофикацию, т.е без учета тепла на регенерацию:

Q_Т ^Н = D_Т ^Н ( i₄ - i₆ ' ) = 5,826177461 (2752,75783-117,13) = 15355,63546 кВт; (2.8)

Расход топлива на теплофикацию B^Н _Т в единицу времени определяется:

B^Н _Т = Q_Т ^Н / Q_Н ^Р · з_к = 15355,63546 /29300·0,89 =15355,63546 /26077 = 0,588857439 кг/с, (2.9)

где Q_Н ^Р - низшая теплота сгорания топлива, принимаемая равной низшей теплоте сгорания условного топлива (Q_Н ^Р = Q_Н ^У.Т. =29300 кДж/кг).

Общий расход топлива на номинальном режиме B^Н определяется:

B^Н = D_B ^Н ( i₁ - i₄ ' )/ Q_Н ^Р · з_к = 16,17980556 (3457,593-670,5)/ 29300·0,89 =45094,62282 /26077=1,729287219 кг/с. (2.10)

Расход топлива на производство электроэнергии B^Н _Э определяется:

B^Н _Э = B^Н - B^Н _Т = 1,729287219 - 0,588857439 = 1,14042978 кг/с. (2.11)

Удельный расход топлива на выработку электроэнергии в^н _э и на тепловое потребление в^н _т определим:

в^н _э = B^Н _Э / N_H = 1,14042978 /15200 = 0,000075028кг/Дж = 75,028·10^-6 кг/кДж; (2.12)

в^н _т = B^Н _Т / N_H = 0,588857439 /15355,63546 =0,000038347 кг/Дж = 38,347·10^-6 кг/кДж. (2.13)

Коэффициенты полезного действия по выработке электрической з_тэц ^э и тепловой з_тэц ^т энергии при номинальном режиме работы:

з_тэц ^э = N_H / B^Н _Э ·Q_Н ^Р = 1/ в^н _э · Q_Н ^Р = 1/ 0,000075028·29300 = 0,000000454*10^-6 =0,454892744; (2.14)

з_тэц ^т = Q_Т ^Н / B^Н _Т · Q_Н ^Р = 1/ в^н _т · Q_Н ^Р = 1 / 0,000038347 ·29300 = 0,8900225; (2.15)

На ТЭЦ пользуются экономическим показателем, в котором в числителе суммируются полезная выработанная электрическая энергия и отпущенная тепловая энергия. Эту сумму относят к теплу, выделившемуся при горении топлива, и называют коэффициентом использования тепла топлива при раздельном производстве.

K = (N_H + Q_Т ^Н ) / B^Н · Q_Н ^Р = (15200 + 15355,63546) / 1,729287219 ·29300 = 0,603054498; (2.16)

Раздельное производство тепловой и электрической энергии на КЭС и в районных котельных

Построение процессов водяного пара в конденсационной турбине.

В паровой турбине рабочее тело движется с большими скоростями и соприкасается с поверхностями её деталей; вследствие этого как внутри самого тела, так и при соприкосновении с металлическими поверхностями возникает трение. На преодоление трения тратится часть полезной энергии, и поэтому работа 1 кг пара будет меньше, чем работа идеальной (без потерь) турбины h₀ = i₁ - i_2. Процесс расширения рабочего тела с учетом потерь на трение показано на i-S диаграмме. Энтальпия пара в конце реального процесса расширения (точка6) обозначается i₆, а внутренняя работа 1 кг пара с учетом потерь на трение ( её обозначают h_i ) составит: h_i = i₁ - i₆.

Сравнивая работы идеального двигателя h₀ и внутренней работы h_i действительного двигателя производится по КПД, который называется внутренним относительным КПД турбины:

з_oi = h_i / h₀ = (i₁ - i₆ ) / (i₁ - i₂ )

Знание значения внутреннего относительного КПД даёт возможность определить в i-S диаграмме точку, характеризующую состояние, а, следовательно, и степень сухости (и другие параметры) пара, выходящего из турбины. Значение энтальпии пара после расширения в турбине определяется из выражения: i₆ = i₁ - h₀ · з_oi = i₁ - (i₁ - i₂ )· з_oi.

На i-S диаграмме откладывают значение i₆ и проводят горизонтальную линию i₆ = const; степень сухости в точке 6 не должна быть меньше 0, 9, чтобы исключить эрозионный износ рабочих лопаток последних ступеней.

Определение термодинамических и технико-экономических параметров КЭС и районных котельных

При обозначении расходов пара и топлива при раздельном производстве электричества и тепла, используем нижний индекс `P' (что означает «раздельно»).

Для вычисления удельного расхода пара d_э на турбину нужно определить внутреннюю работу 1 кг пара при наличии регенерации, для чего предварительно определяется доля отбора б на регенерацию.

б = (i₄ ' - i₆ ' ) / ( i₄ - i₆ ' ) = (670,5-117,13)/(2752,75783-117,13)=533,37/2635,62783=0,202369239; (3.1)

Внутреннюю работу 1 кг пара с учётом потерь на трение:

h_ip = ( i₁ - i₄ ) + ( i₄ - i₆ )·(1-б) = (3,457,593-2752,75783) + (2752,75783-2150,978978)*(1-0, 202369239) = 704,83517+601,778852*0,797630761=1184,832494 кДж/кг; (3.2)

Удельный расход пара для выработки электроэнергии при номинальном режиме:

d_эр ^н = 1/ h_ip ·з_м ·з_эл = 1/1184,832494 ·0,95·0,98 = 0,000906553 кг/кДж; (3.3)

Полный расход пара D_{B Р} ^Н:

D_{B Р} ^Н = d_эр ^н · N_H = 0,000906553 ·15200 = 13,7796056 кг/с; (3.4)

Расход условного топлива В_ЭР ^Н:

В_ЭР ^Н = D_{B Р} ^Н ( i₁ - i'₄ ) / Q_Н ^Р ·з_пг = 13,7796056 (3457,593- 670,5)/29300·0,89 = 1,47275539 кг/с;(3.5)

Удельный расход топлива на выработку электроэнергии:

в^н _эр = В_ЭР ^Н / N_H =1,47275539 /15200 = 0,000096892=96,892·10^-6 кг/кДж; (3.6)

Расход условного топлива на выработку пара в котельной:

В_ТР ^Н = Q_Т ^Н / Q_Н ^Р ·з_пг = 15355,63546/29300·0,89 = 0,588857439 кг/с; (3.7)

Электрический коэффициент полезного действия КЭС:

з_кэс ^э = 1/ в^н _эр · Q_Н ^Р = 1/96,892·10^-6 ·29300 = 0,352244693 (3.8)

Общий расход топлива при раздельном производстве энергии:

В_Р ^Н = В_ЭР ^Н + В_ТР ^Н= 2,061612829 кг/с; (3.9)

Коэффициент использования тепла топлива при раздельном производстве энергии:

турбина пар конденсационный водяной

K = (N_H + Q_Т ^Н ) / В_Р ^Н · Q_Н ^Р = (15200 + 15355,63546) / 2,061612829 ·29300 = 0,505843986; (3.10)

Анализ показателей эффективности ТЭЦ и КЭС

Анализируя производственные расчёты, нужно сопоставить затраченное топливо обоих вариантов ТЭЦ и КЭС вместе с котельной и выработку электричества на ТЭЦ и КЭС.

Экономия топлива в комбинированной установке по сравнению раздельной установкой:

б = (В_Р ^Н - B^Н ) / В_Р ^Н · 100% = 2,061612829-1,729287219/2,061612829· 100% =16,11969063% (4.1)

Этот результат позволяет сделать вывод о том, что комбинированная выработка тепла и электроэнергии на ТЭЦ выгоднее, чем раздельное производство на КЭС и в районных котельных. Экономия топлива достигается 16,11969063%. Сравнение электрических КПД ТЭЦ и КЭС показывает:

з_тэц ^э > з_кэс ^э (0,8900225>0,352244693) (4.2)

Определение характеристик конденсационной турбины и построение диаграммы режимов её работы

Важной характеристикой турбины служит расход пара на холостой ход, соответствующий такому режиму её работы, при котором турбина, не производя электрической энергии, вращается с номинальным числом оборотов. При таком режиме эксплуатации работа, совершаемая паром, затрачивается на преодоление собственных потерь установки.

Расход пара на холостой ход принято выражать долей х расхода пара при номинальной нагрузке:



D_Х = х· D_B ^Н = 0,08·16,11969063=1,29438444кг/с=4,659783984 т/ч, (5.1)

где х - коэффициент холостого хода турбины; D_B ^Н - расход пара на турбину при номинальном режиме, без отбора.

Величину D_B ^Н в данной формуле обозначают D_{К MAX}. При работе турбины без отбора она вырабатывает номинальную мощность только паром, поступившим в конденсатор. В режиме работы с отбором пара часть номинальной мощности будет вырабатываться отобранным паром, следовательно, количество пара, поступившего в конденсатор, будет меньше, чем при работе в режиме отбора. Количество пара, поступившего в конденсатор при работе в режиме отбора, является максимальным, и на него рассчитывается ЦНД турбины и пропускная способность конденсатора.

Электрическая нагрузка, которую необходимо подводить извне для вращения вала, не расходуя пар(электрическая мощность холостого хода):

N_X = x / (x-1)· N_H = 0,08/(0,08 -1)15,2= -1,32173913МВт. (5.2)

«-» указывает на то, что она сообщается установке.

При постоянстве расхода пара на турбину при номинальном режиме с отбором D_B ^Н =const возможно изменять значения электрической мощности за счёт изменения количества отбираемого пара. При увеличении отбора до значений, превышающих номинальное, значение электрической мощности уменьшается, так как все большее количество пара будет проходить через ЦНД. Крайним ( максимальным отбором) при таком способе будет режим, при котором все количество пара D_B ^Н, поступившего в турбину, пройдя

ЦВД, поступит в отбор. Электрическая мощность ЦВД при расходе пара на турбину D_B ^Н:



N₅ = (D_B ^Н ·(1-в) - х· d_э · N_H ) / (1-х)· d_э = (44983,06848(1-0,460563595) - 0,08·2,9594124·15200) / (1-0,08) 2,9594124=7590,688432 кВт = 7,590688432 МВт; (5.3)

При уменьшении количества отбора ниже номинального мощность турбины будет возрастать, становясь больше номинальной. Крайним режимом в этом случае будет такой, при котором в ЦНД и конденсатор будет поступать то максимальное количество пара, на которое они рассчитаны. Мощность пикового режима:

N₁₁ = (D_B ^Н - в·(D_B ^Н - D_{К MAX} ) - х· d_э · N_H ) / (1-х)· d_э = (44983,06848- 0,460563595 (44983,06848 - D_{К MAX}) - 0,08·2,9594124·15200) / (1-0,08) 2,9594124= 7598.921759668 кВт = 7.598921759668 МВт. (5.4)

Для удобства построение диаграммы режимов турбины параметры точек сведём в таблицу.

Параметры точек диаграммы работы турбины:

№ точки	Мощность, МВт	Расход, т/ч
0'	Nx = -1,32173913	DB = 0
1	N = 0	Dx = 4.66
2	NH = 15.20	Dk max = 48,672
3	NH = 15.20	DB = 0
4	NH = 15.20	DB H = 44.98306848
5	N5 = 7,590688432	DB H = 44.98306848
10	N5 = 7,590688432	DB = 0
11	N11= = 7.598921759668	DB H = 44.98306848
12	-	Dk H = 29,44730002
13	NH = 15.20	Dk H = 29,44730002

Диаграмма режимов работы турбины представлена на рисунке. По диаграмме определяем значение мощности в точке 7: N_Т ^Н =2,9 МВт.



Список используемых источников

1. Турбин В.С., Капошин И.С., Мартыненко Г.Н. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов спец. 290700 - «Теплогазоснабжение, отопление и вентиляция». Воронеж, 2004.

2. Д.Н. Китаев, Г.Н. Мартыненко Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Техническая термодинамика» для студентов 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция».

3. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика, 2-е издание, М: Энергия, 1974.

4. Кушнырев В.И., Лебедев В.И., Павленко В.А. Техническая термодинамика и теплопередача: учебник, 1-е издание, М: Стройиздат, 1986.

5. Курносов А. Т., Д.Н. Китаев. Техническая термодинамика: учебное пособие, Воронеж, 2007.

Размещено на Allbest.ru

...