Расчет цикла простой паротурбинной установки
Расчет характеристических точек идеального и действительного циклов Ренкина, действительного цикла паротурбинной установки (ПТУ) с измененным параметром. Тепловой, эксергетический балансы регенеративного цикла ПТУ. Тепловые и эксергетические потоков.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.08.2013 |
| Размер файла | 255,9 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/
Содержание
- 1. Задание
- 2. Исходные данные
- 3. Расчет цикла простой ПТУ
- 3.1 Расчет характеристических точек цикла Ренкина
- 3.2 Расчет идеального цикла ПТУ
- 3.3 Расчет действительного цикла ПТУ
- 3.4 Тепловой баланс действительного цикла
- 3.5 Эксергетический баланс действительного цикла
- 3.6 Характеристические точки цикла Ренкина
- 4. Расчет цикла простой ПТУ с изменением параметра
- 4.1 Расчет характеристических точек цикла ПТУ с изменением параметра
- 4.3 Характеристические точки цикла Ренкина с измененным параметром
- 5. Регенеративный цикл ПТУ
- 5.1 Расчет регенеративного цикла ПТУ
- 5.2 Тепловой баланс регенеративного цикла ПТУ
- 5.3 Эксергетический баланс регенеративного цикла
- 6. Основные характеристики циклов ПТУ
- Вывод
- Список использованной литературы
1. Задание
Паротурбинная установка мощностью Nэ работает при начальных параметрах p1, t1 и конечном давлении пара pк. Исходные данные для расчётов выбираются по номеру варианта в табл. "Исходные данные”.
1) По исходным данным рассчитать характеристические точки идеального и действительного циклов Ренкина. Результаты расчетов представить в виде таблицы. По данным таблицы построить в Ts-координатах идеальный и действительный циклы простой ПТУ. Рассчитать основные характеристики циклов.
2) Рассчитать характеристические точки действительного цикла ПТУ с измененным параметром. Построить в Ts-координатах первоначальный действительный цикл и с измененным параметром. Построить в hs-диаграмме процессы расширения пара в турбине для первоначального цикла и с измененным параметром.
3) Рассчитать тепловой и эксергетический балансы действительного цикла простой ПТУ. Построить диаграммы тепловых и эксергетических потоков в установке.
4) Рассчитать основные характеристики установки, работающей по действительному циклу и имеющей n регенеративных подогревателей при давлениях отбора pП1, pП2, pП3. Рассчитать тепловой и эксергетический балансы регенеративного цикла ПТУ. Построить диаграммы тепловых и эксергетических потоков.
Результаты расчетов представить в сводной таблице.
2. Исходные данные
|
Вариант |
Nэ, МВт |
p1,МПа |
t1,°С |
pк, МПа |
, МДж/кг |
Изменение параметра |
Давление отбора |
||||||||
|
Дp1,% |
Дt1,% |
Дpк, % |
pП1,МПа |
pП2,МПа |
pП3,МПа |
||||||||||
|
10 |
70 |
12 |
475 |
0,035 |
0,80 |
0,85 |
0,82 |
33 |
-25 |
- |
- |
0,7 |
- |
0,3 |
;
.
3. Расчет цикла простой ПТУ
3.1 Расчет характеристических точек цикла Ренкина
Схема простой ПТУ: КА - котлоагрегат, Т - турбина, ЭГ - электрогенератор, К - конденсатор, КН - конденсатный насос, ПП - пароперегреватель.
Рис.1. Схема простой ПТУ
Точка 1: р1 = 12 МПа, t1 = 475°C
;; .
Точка 2а: При p=0,035 МПа:
V'=0,0010244 м3/кг, h'=304,22 кДж/кг, S'=0,98745 кДж/ (кг•К),
V''=4,52855 м3/кг, h”=2630,65 кДж/кг,
S”=7,71475 кДж/ (кг•К), t=72,68 0C; s2а = s1 = 6,3998
t2а = 72,68°C
Точка 2д:
Точка 3:
x3 = 0
pк = 0,035 МПа
t3 = t2a = 72,68°C.
; ; .
Точка 4а:
s4a=s3=0,98745.
, ; .
Точка 4д:
Точка 5:
p5 = p4a =13 МПа,
x5 = 0
t5 = 324,65°C:
;
;
.
Точка 6:
x6 = 1
p6 = p1 = 13 МПа
t6 = t5 = 324,65°C:
;
;
.
3.2 Расчет идеального цикла ПТУ
.
,
.
.
.
.
.
.
.
,
,
.
.
;
.
;
.
.
3.3 Расчет действительного цикла ПТУ
.
,
.
.
.
.
.
, ,
.
.
;
.
; .
.
3.4 Тепловой баланс действительного цикла
Котельный агрегат
;
.
.
Турбина
Ne=NЭ/зГ =70/0,99=70,7.
.
Конденсатор
.
Электрогенератор
.
;
;
.
3.5 Эксергетический баланс действительного цикла
Параметры окружающей среды:
T0 = 273,15 К, h0 = 84 , s0 = 0,2963.
Котельный агрегат
.
.
.
Турбина
,
.
.
Электрогенератор
.
Конденсатор
,
.
.
Насос
,
.
.
.
;
3.6 Характеристические точки цикла Ренкина
|
1 |
2а |
2д |
3 |
4а |
4д |
5 |
6 |
||
|
p, МПа |
12 |
0,035 |
0.035 |
0.035 |
12 |
12 |
12 |
12 |
|
|
v, м3/кг |
0,02605 |
3,623 |
4,03 |
0,0010244 |
0,0010193 |
0,010197 |
0,0015283 |
0,01419 |
|
|
T, K |
748 |
345,8 |
345,8 |
345,8 |
346,3 |
347 |
597,8 |
597,8 |
|
|
s, кДж/ (кг·град) |
6,3998 |
6,3998 |
6,975 |
0,98745 |
0,98745 |
0,9933 |
3,4997 |
5,4911 |
|
|
h, кДж/кг |
3281,25 |
2165,36 |
2388,54 |
304,22 |
316,6 |
318,8 |
1493,4 |
2684,5 |
паротурбинная установка тепловой эксергический
4. Расчет цикла простой ПТУ с изменением параметра
4.1 Расчет характеристических точек цикла ПТУ с изменением параметра
Изменяется давление р1 на - 25%, т.е. р1=9 МПа
Точка 1:
T=748К;
;
;
.
Точка 2а:
V'=0,0010244м3/кг, h'=304,22 кДж/кг, S'=0,98745 кДж/ (кг•К),
V''=4,5286 м3/кг, h”=2630,65 кДж/кг, S”=7,71475 кДж/ (кг•К)
;
Точка 2д:
Точка 3:
x3 = 0
pк = 0,035 МПа
t3 = t2a = 72,68°C.
;
;
.
Точка 4а:
s4a=s3=0,98745.
,
;
.
Точка 4д:
Точка 5:
p5 = p4a = 9 МПа,
x5 = 0
t5 = ts5 = 303,35°C:
;
;
.
Точка 6:
x6 = 1
p6 = p1 = 9 МПа
t6 = t5 = 303,35°C:
;
;
.
4.2 Расчет действительного цикла ПТУ с изменением параметра
.
,
.
.
.
.
.
.
,
,
.
.
;
;
.
.
4.3 Характеристические точки цикла Ренкина с измененным параметром
|
1 |
2а |
2д |
3 |
4а |
4д |
5 |
6 |
||
|
p, МПа |
9 |
0,035 |
0,035 |
0,035 |
9 |
9 |
9 |
9 |
|
|
v, м3/кг |
0,0352 |
3,759 |
4,166 |
0,0010244 |
0,00102 |
0,00103 |
0,0014181 |
0,02049 |
|
|
T, К |
748 |
345,8 |
345,8 |
345,8 |
346,27 |
346,6 |
576,5 |
576,5 |
|
|
s, кДж/кг•К |
6,576 |
6,576 |
7,176 |
0,98745 |
0,98745 |
0,992 |
3,2866 |
5,679 |
|
|
h, кДж/кг |
3323,4 |
2235,16 |
2452,81 |
304,22 |
313,37 |
314,98 |
1363,7 |
2742,9 |
5. Регенеративный цикл ПТУ
5.1 Расчет регенеративного цикла ПТУ
Схема ПТУ с регенерацией
На рис.4 представлена схема ПТУ с регенерацией. На ней: КА - котлоагрегат, Т - турбина, П1, П2, П3-теплообменники
,
hpi определим из таблиц, а hПi из hs-диаграммы:
hП1 =2760 кДж/кг;
hП2 =2645 кДж/кг;
hp1 = 697,1 кДж/кг;
hp2 = 561,5 кДж/кг;
Определим б1, б2 и б3:
;
;
;
.
;
.
;
;
;
.
,
где , т.к. работой насоса пренебрегли.
.
;
.
;
.
.
5.2 Тепловой баланс регенеративного цикла ПТУ
Тепловой расчет регенератора
Количество теплоты, поступающее с i-го отбора турбины на i-й регенеративный подогреватель:
.
Количество теплоты, выходящее с i-го подогревателя:
.
Тогда:
;
;
;
;
Котельный агрегат
Тепло, выделяющееся при сгорании топлива:
;
теплота, расходуемая на нагрев воды и ее превращение в пар:
.
Потери теплоты в котле составят:
.
Турбина. Эффективная мощность турбины
.
Механические потери в турбине составляют:
.
Конденсатор
Теплота, отводимая в конденсаторе:
.
Электрогенератор. Механические и электрические потери в электрогенераторе составляют:
.
Насос
Тепловой баланс регенеративного цикла:
;
;
;
5.3 Эксергетический баланс регенеративного цикла
Параметры окружающей среды:
T0 = 273,15 К, h0 = 84s0 = 0,2963 .
Котельный агрегат
В котлоагрегат входит поток воды, имеющий температуру Т4Д при давлении p1; эксергия воды:
.
В котлоагрегат вводится и теплота от горячего источника (горящее топливо); эксергия этой теплоты:
.
Из котла выходит пар с температурой Т1 и давлением р1; его эксергия
.
Поскольку полезная работа в котле не производится, то потери эксергии в котле:
.
Турбина. В турбину подается пар с начальными параметрами p1 и T1, параметры пара на выходе из турбины p2Д и T2Д. Соответственно:
,
=
Генератор
Конденсатор
Теплообменник 2
Теплообменник 1
Насос
Эксергетический баланс
6. Основные характеристики циклов ПТУ
|
Идеальный цикл |
Действительный цикл |
Действительный цикл с изменением параметра |
Регенеративный цикл |
||
|
q1, кДж/кг |
2964,16 |
2962,5 |
3008,42 |
2584,15 |
|
|
q2, кДж/кг |
1861,14 |
2084,32 |
2148,59 |
1726,44 |
|
|
lT, кДж/кг |
1115,9 |
892,7 |
870,59 |
841,6 |
|
|
lH, кДж/кг |
12,38 |
14,56 |
10,76 |
14,56 |
|
|
lЦ, кДж/кг |
1103,52 |
878,18 |
859,83 |
841,6 |
|
|
зt |
0,37 |
0,37 |
0,36 |
0,43 |
|
|
зoi |
1 |
0,796 |
0,796 |
0,76 |
|
|
зi |
0,37 |
0,29 |
0,28 |
0,33 |
|
|
D, кг/с |
64,66 |
80,82 |
82,9 |
85,7 |
|
|
dЭ, кг/кВт·ч |
3,325 |
4,16 |
4,26 |
4,41 |
|
|
Q1, МДж/с |
191,69 |
239,43 |
249,4 |
221,46 |
|
|
qT, МДж/кВт·ч |
9,858 |
12,31 |
12,83 |
11,39 |
|
|
Q2 МДж/с |
120,34 |
168,45 |
178,12 |
148 |
|
|
B, кг/с |
7,084 |
8,85 |
9,22 |
8,18 |
|
|
bЭ, кг/кВт·ч |
0,364 |
0,455 |
0,474 |
0,421 |
|
|
Ni, МВт |
72,15 |
72,15 |
72,15 |
72,15 |
|
|
зЭ |
0,365 |
0,292 |
0,28 |
0,316 |
|
|
зex |
- |
0,243 |
- |
0,25 |
Вывод
Применение регенеративного цикла повысило термический, внутренний абсолютный, абсолютный электрический и эксергетический КПД цикла, снизило потери теплоты в конденсаторе турбины с охлаждающей водой. Наиболее эффективным для данной ПТУ является регенеративный цикл.
Список использованной литературы
1. Анализ цикла паротурбинной установки. Методические указания по выполнению курсовой работы, Новосёлов И.В., Кузнецова В.В. Уфимский государственный нефтяной технический университет, 1999.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Способы повышения тепловой эффективности паросиловых установок. Основные характеристики паротурбинной установки. Построение диаграммы тепловых и эксергетических потоков в установке. Расчёт параметров точек идеального и действительного циклов ПТУ.
контрольная работа [52,0 K], добавлен 17.06.2011Выбор котла и турбины. Описание тепловой схемы паротурбинной установки. Методика и этапы определения параметров основных точек термодинамического цикла. Тепловой баланс паротурбинной установки, принципы расчета главных показателей и коэффициентов.
курсовая работа [895,5 K], добавлен 03.06.2014Расчёт принципиальной тепловой схемы как важный этап проектирования паротурбинной установки. Расчеты для построения h,S–диаграммы процесса расширения пара. Определение абсолютных расходов пара и воды. Экономическая эффективность паротурбинной установки.
курсовая работа [190,5 K], добавлен 18.04.2011Эффективность 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 16.07.2013Преобразование тепловой энергии в механическую турбинными и поршневыми двигателями. Кривошипный механизм поршневых двигателей внутреннего сгорания. Схема газотурбинной установки. Расчет цикла с регенерацией теплоты и параметров необратимого цикла.
курсовая работа [201,3 K], добавлен 20.11.2012Термодинамический расчет простейшей теплофикационной паротурбинной установки, необходимый при проектировании теплоэнергетических установок. Отображение процессов в соответствующих диаграммах, анализ различных способов оптимизации данной установки.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 21.09.2014- 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 Расчет паровой турбины, параметры основных элементов принципиальной схемы паротурбинной установки и предварительное построение теплового процесса расширения пара в турбине в h-s-диаграмме. Экономические показатели паротурбинной установки с регенерацией.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 16.07.2013Расчет идеального цикла газотурбинной установки, ее тепловой и эксергетический баланс. Тепловой расчет регенератора теплоты отработавших газов. Определение среднелогарифмической разности температурного напора, действительной длины труб и генератора.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 05.10.2013Нахождение параметров для основных точек цикла газотурбинной установки, который состоит из четырех процессов, определяемых по показателю политропы. Определение работы газа за цикл и среднециклового давления. Построение в масштабе цикла в координатах.
контрольная работа [27,4 K], добавлен 12.09.2010Проектирование цикла тепловых электрических станций: паросиловой цикл Ренкина, анализ процесса трансформации. Регенеративный цикл паротурбинной установки, техническая термодинамика и теплопередача, установки со вторичным перегреванием пара, цикл Карно.
курсовая работа [360,0 K], добавлен 12.06.2011Расчет эффективности работы паросилового цикла Ренкина. Определение параметров состояния рабочего тела в различных точках цикла. Оценка потери энергии и работоспособности в реальных процесса рабочего тела. Эксергетический анализ исследуемого цикла.
реферат [180,6 K], добавлен 21.07.2014Конструкция теплообменника ГДТ замкнутого цикла. Определение потери давления теплоносителя при прохождении его через аппарат. Тепловой, гидравлический расчет противоточного рекуперативного теплообменника газотурбинной наземной установки замкнутого цикла.
курсовая работа [585,3 K], добавлен 14.11.2012Характеристика парогазовых установок. Выбор схемы и описание. Термодинамический расчет цикла газотурбинной установки. Технико-экономические показатели паротурбинной установки. Анализ результатов расчета по трем видам энергогенерирующих установок.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 27.04.2015Установки паросилового термодинамического цикла. Технологическая схема паросиловой установки для производства электроэнергии. Процессы испарения жидкости при высоком давлении, расширения пара и его конденсации, увеличения давления до начального значения.
контрольная работа [50,6 K], добавлен 09.10.2010Определение параметров характерных точек цикла. Расчет давления, температуры и удельного объёма. Полезная работа за цикл. Вычисление параметров дополнительных точек для цикла, осуществляемого при заданных постоянных. Построение графика по точкам.
контрольная работа [244,4 K], добавлен 30.03.2015Характеристика паротурбинной установки как основного оборудования современных тепловых и атомных электростанций. Ее термодинамический цикл, процессы, происходящие в ходе работы. Пути увеличения КПД цикла ПТУ. Перспективы паротурбостроения в России.
реферат [1,3 M], добавлен 29.01.2012Общая 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 24.03.2013Содержание и основные этапы теоретического цикла Карно, Ренкина. с промперегревом. Влияние повышения давления на влажность в последней ступени. Определение эффективности теплоэлектрической установки. Пути совершенствования термодинамического цикла.
презентация [2,8 M], добавлен 08.02.2014Краткое описание, принципиальная тепловая схема и основные энергетические характеристики паротурбинной установки. Моделирование котла-утилизатора и паровой конденсационной турбины К-55-90. Расчет тепловой схемы комбинированной энергетической установки.
курсовая работа [900,4 K], добавлен 10.10.2013
