Тепловые электрические станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. ОДНОСТУПЕНЧАТЫЙ ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР

Ответ: AN = Naд -- Nиз = 35,3 -- 27 = 8,3 кВт.

Задача 6.8. Одноступенчатый поршневой компрессор с массовой подачей М=0,21 кг/с сжимает воздух до давления р2 -- 8 * 105 Па. Определить эффективную мощность привода компрессора, если параметры всасывания р1 =

— 1 * 105 Па и t1 = 20 °С и эффективный изотермический к. п. д. компрессора зе.из = 0,68.

Ответ: Ne = 54,1 кВт.

Задача 6.9. Одноцилиндровый одноступенчатый поршневой компрессор сжимает воздух от давления р1 = 1 * 105 Па до р2=7 * 105 Па. Определить эффективную мощность привода компрессора и необходимую мощность электродвигателя с запасом 10 % на перегрузку, если диаметр цилиндра D = 0,3 м, ход поршня S = 0,3 м, частота вращения вала п -- 12 об/с, относительный объем вредного пространства у = 0,05,показатель политропы расширения остающегося во вредном объеме газа т = 1,3, коэффициент, учитывающий уменьшение давления газа при всасывании, зр = 0,94 и эффективный адиабатный к. п. д. компрессора зе.ад = 0,75.

Решение: Степень повышения давления определяем по формуле (6.2):

л = p2/p1 = 7 * 105/1 * 105 = 7

Объемный к. п. д. компрессора -- по формуле (6.1):

зоб = 1 -- у (л1/m -- 1) = 1 -- 0,05 (71/1,3 -- 1) = 0,827.

з v =зоб зр = 0,827-0,94 = 0,777.

Теоретическую подачу компрессора -- по формуле (6.4):



VT = (рD2/4)Sn = (3,14 * 0,32/4)0,3 * 12 = 0,254 м3/с.

Действительную подачу компрессора -- из формулы (6.3):

V= VTзv = 0,254 * 0,777 = 0,197 м3/с.

Теоретическую мощность привода компрессора при адиа* батном сжатии -- по формуле:

Nад = [k/(k -- 1)] (p1 V/103)(л(k-1)/k -- 1) = [1,4/(1,4 -- 1)] (1 * 105 * 0,197/103) (7(1,4-1)/1,4-- 1) = 51 кВт.

Эффективную мощность привода компрессора -- по формуле (6.14):

Nад / зе,ад = 51/0,75 = 68 кВт.

Необходимая мощность электродвигателя с 10 %-ным запасом перегрузки

Nэд = 1,1 * 68 = 74,8 кВт.

Задача 6.10. Двухцилиндровый одноступенчатый поршневой компрессор сжимает воздух от давления p1= 1 * 105 Па до р2 = 6 * 105 Па. Определить эффективную мощность привода компрессора, если диаметр цилиндра D = 0,2 м, ход поршня S = 0,22 м, частота вращения вала n = 440 об/мин, коэффициент подачи компрессора зv= 0,82 и эффективный изотермический к. п. д. компрессора

зе,ад = 0,72

Ответ: Ne = 20,3 кВт.

Задача 6.11. Двухцилиндровый двухступенчатый поршневой компрессор сжимает воздух от давления р1 = 1 * 105 Па до p2 = 13 * 105 Па. Определить действительную подачу компрессора, если диаметр цилиндра D = 0,3 м, ход поршня S = 0,2 м, частота вращения вала n = 14 об/с, относительный объем вредного пространства

у = 0,05, показатель политропы расширения остающегося во вредном объеме газа т = 1,25, коэффициент, учитывающий потери давления между ступенями, ш = 1,1 и коэффициент, учитывающий уменьшение давления газа при всасывании, зр = 0,94.

Решение: Степень повышения давления в каждой ступени определяем по формуле (6.18):

,

Объемный к. п. д. -- по формуле (6.1):

зоб = 1 -- у ( 1/m -- 1) = 1 -- 0,05(3,91/1.25-- 1) = 0,901.

Коэффициент подачи -- по формуле (6.5):

зV = зоб зp = 0,901 * 0,94 = 0,847.

Теоретическую подачу ступени компрессора -- по формуле (6.4):

VT = (рD2/4)Sn = (3,14 * 0,32/4)0,2 * 14 = 0,198 м3/с.

Действительную подачу компрессора -- из формулы (6.3):

V = 2V VT зV = 2 * 0,198 * 0,847 = 0,335 м3/с.

Задача 6.12. Определить, на сколько процентов уменьшится мощность, потребляемая поршневым компрессором, адиабатно сжимающим воздух от давления р1 = 1 * 105 Па до р2 -- 8 * 105Па, при переходе от одноступенчатого к двухступенчатому сжатию.

Ответ: На 14,7 %.

Задача 6.13. Двухступенчатый компрессор с подачей

V= 0,2 м3/с сжимает воздух от давления р1= 1 * 105 Па до р2= 30 * 105 Па. Определить эффективную мощность привода компрессора, если эффективный адиабатный к. п. д. компрессора зе.ад = 0,69 и коэффициент, учитывающий потери давления между ступенями, ш = 1,1.

Ответ: Ne=136 кВт.

Задача 6.14. Трехступенчатый компрессор с массовой подачей М = 0,238 кг/с сжимает воздух от давления р2= 112,5 * 105 Па. Определить эффективную мощность привода компрессора, если параметры всасывания воздуха p1 = 0,9 * 105 Па и t1= 17 °С , коэффициент, учитывающий потери давления между ступенями, яр = 1,11, механический к. п. д. компрессора ш= 0,94 и изотермический к. п. д. компрессора

зиз = 0,7.

Ответ: Ne = 156 кВт.

Задача 6.15. Определить индикаторную мощность двухцилиндрового двухступенчатого компрессора с диаметрами цилиндра D1 =0,35 mиD2= 0,2 м и ходом поршней S = 0,2 м, если частота вращения вала п = 12 об/с, среднее индикаторное давление для первой ступени pi2 = 1,2 * 105 Па и второй -- pi2 = 3,4 * 105 Па.

Ответ: Ni = 53,3 кВт.

Задача 6.16. Определить эффективную мощность трехцилиндрового двухступенчатого компрессора с диаметрами цилиндров D1= 0,2 м и D2= 0,15 м и ходом поршней S = 0,15 м, если частота вращения вала п = 840 об/мин, механический к. п. д. компрессора n = 0,87, среднее индикаторное давление для первой ступени рi1 = 1,7 * 105 Па и второй -- pi2 = 3,5 * 105 Па.

Решение: Индикаторную мощность цилиндра первой ступени сжатия N i1 и второй --Ni2 определяем по формуле (6.16):

N i1 = pi2Vh1n/103 = р/ (103 * 4) = 1,7 * 105 X 3,14 * 0,22 * 0,15 * 14/(1000 * 4) = 11,2 кВт;

Ni2= pi2 pi2Vh2n//103 = pi2р/(103 * 4) = 3,5 * 105 X 3.14 * 0,152 * 0,15 * 14/(1000 * 4) = 13 кВт.

Индикаторная мощность компрессора

Ni = N i1+ Ni2 = 2 * 11,2 + 13 = 35,4 кВт.

Эффективную мощность компрессора определяем по формуле (6.17):

Ne = N i1 /зм= 35,4/0,87 = 40,7 кВт.

Задача 6.17. Определить среднее индикаторное давление в ступенях двухцилиндрового двухступенчатого компрессора с диаметрами цилиндров D1 = 0,3 м и D2 = 0,18 м и ходом поршней S = 0,15 м, если частота вращения вала п = 13 об/с, индикаторная мощность цилиндра первой ступени N i1 = 25 кВт и второй -- Ni2 = 26 кВт.

Ответ: pi1= 1,82 * 105 Па; pi2 = 5,24 * 105 Па.

Задача 6.18. Определить механический к. п. д. двухцилиндрового двухступенчатого компрессора с диаметрами цилиндров D1 = 0,198 м и D2 = 0,155 м и ходом поршней S = 0,145 м, если частота вращения вала п = 900 об/мин, эффективная мощность Ne = 28,4 кВт, среднее индикаторное давление для первой ступени p1= 1,7 * 105 Па и второй -- pi2 = 3,3 * 105 Па.

Ответ: зм = 0,88.

Задача 6.19. Компрессор всасывает воздух лри давлении p1 = 1 * 105 Па и температуре t1 = 20 °С и сжимает его изотермически до давления р2= 10 * 105 Па. Определить эффективный изотермический к. п. д. компрессора, если эффективная мощность привода компрессора Ne = 57,6 кВт и массовая подача компрессора М = 0,2 кг/с.

Ответ: зе.из = 0,67.

Задача 6.20. Определить теоретическую и действительную подачи одноступенчатого пластинчатого ротационного компрессора, если внутренний диаметр корпуса D = 0,25 м, диаметр ротора d = 0,22 м, длина роторов l = 0,45 м, число пластин z = 15, толщина пластин д = 0,002 м, эксцентриситет е = 0,015 м, окружная скорость вращения вала и = = 14,5 м/с и коэффициент подачи компрессора зV = 0,75.

Ответ: VT = 0,214 м3/с; V = 0,16 м3/с.

Задача 6.21. Двухступенчатый пластинчатый ротационный компрессор с подачей V = 1,67 м3/с сжимает воздух от давления p1 = 1 * 105 Па до р2 = 9 * 105 Па. Определить эффективную мощность привода компрессора, если степень повышения давления в обеих ступенях одинаковая при полном промежуточном охлаждении воздуха. Эффективный изотермический к. п. д. компрессора зе.из = 0,7.

Задача 6.22. Одноступенчатый центробежный компрессор с массовой подачей М = 10 кг/с сжимает фреоновый пар от давления р1= 1,6* 105 Па до р2 = 8,26 * 105 Па. Определить эффективную мощность привода компрессора, если энтальпия пара у входа на лопатки колеса ступени i1= 570 кДж/кг. энтальпия пара в конце адиабатного сжатия в компрессоре i2 = 600 кДж/кг, показатель адиабаты фреона-12

k = 1,14, политропный к. п. д. компрессора зпол = 0,78 и механический к. п. д. компрессора зм = 0,95.

Решение: Степень повышения давления определяем по формуле (6.2):



л= р2/ р1 =8,26 * 105/(1,6 * 105) = 5,16.

Адиабатный к. п. д. компрессора -- по формуле (6.21):

зад=л(k-1)/k -- 1)/( =

(5,16( 1,14-1)/1,14 --1)/(5,16 (1,14-1)/(1,14*0,78--1) = 0,75.

Эффективную мощность привода компрессора -- по формуле:

Nе= М (i2 -- i1)/(задзм) = 10 (600 -- 570)/0,75 X 0,95 = 421 кВт.



2. ВЕНТИЛЯТОРЫ

Вентиляторы предназначены для перемещения воздуха или других газов. Они подразделяются на центробежные и осевые.

Теоретический напор (м), развиваемый вентилятором, определяется по формуле

Нт = (и2С2 cos б2 -- u1C1 cos б1)/g,

где g = 9,81 м/с2--ускорение свободного падения; иг и и2 -- окружные скорости газа на входе и выходе с рабочей лопатки, м/с; C1 и С2 -- абсолютные скорости газа на входе и выходе с рабочего колеса, м/с; б1 и б2 -- углы между абсолютной и окружной скоростями на входе и выходе газа с рабочей лопатки.

Окружная скорость (м/с) газа при входе на рабочую лопатку

и1= рd1n/60,

где d1 -- внутренний диаметр рабочего колеса, м; п -- частота вращения рабочего колеса, об/мин.

Окружная скорость (м/с) газа на выходе с рабочей лопатки

и2 = рd2n/ 60,

где d2 -- наружный диаметр рабочего колеса, м.

Действительный напор (м), развиваемый вентилятором:

H = Hтзг

где зг -- гидравлический к. п. д. вентилятора. Мощность (кВт), потребляемая вентилятором:

Nв = (100

где -- средняя плотность газа, кг/м3, Н -- действительный напор, развиваемый вентилятором , м; Q -- подача вентилятора, м3/с; -- общий к. п. д. вентилятора,%.

Мощность двигателя (кВт) для привода вентилятора находится по формуле

Nдв = вNв,

где в -- коэффициент запаса мощности двигателя, принимаемый для центробежных вентиляторов 1,1 ...1,15, для осевых вентиляторов -- 1,05 ...1,1.

Задача 6.23. Определить теоретический напор, развиваемый центробежным вентилятором, если частота вращения рабочего колеса п = 1500 об/мин, внутренний диаметр рабочего колеса d1 = 0,5 м, окружная скорость воздуха на выходе с рабочей лопатки и2 = 45 м/с, абсолютная скорость воздуха при входе на рабочее колесо С1 = 32 м/с, абсолютная скорость воздуха на выходе с рабочего колеса С2 -- 60 м/с, угол между абсолютной и окружной скоростями при входе воздуха на рабочую лопатку б1 = 40° и угол между абсолютной и окружной скоростями на выходе с рабочей лопатки б2 = 20°.

Ответ: Hт = 157,5 м.

Задача 6.24. Определить действительный напор, развиваемый центробежным вентилятором, если частота вращения рабочего колеса п -- 1500 об/мин, внутренний диаметр рабочего колеса d1 = 0,5 м, наружный диаметр рабочего колеса d2 = 0,6 м, проекция абсолютной скорости С1 на направление окружной скорости воздуха при входе на рабочую лопатку С2 cos б1= 25 м/с, проекция абсолютной скорости С2 на направление окружной скорости воздуха на выходе с рабочей лопатки С2 cos б2 = 58 м/с и гидравлический к. п. д. вентилятора зг = 0,8.

Ответ. Н = 140 м.

Задача 6.25. Определить мощность двигателя для привода центробежного вентилятора, если подача вентилятора Q = 10 м3/с, коэффициент запаса мощности двигателя в = 1,1, частота вращения рабочего колеса п = 1500 об/мин, внутренний диаметр рабочего колеса d1=0,6м, наружный диаметр рабочего колеса d2 = 0,7 м, средняя плотность воздуха в вентиляторе = 1,2 кг/м3, абсолютная скорость воздуха при входе на рабочее колесо С1= 30 м/с, абсолютная скорость воздуха на выходе с рабочего колеса С2 = 56 м/с, угол между абсолютной и окружной скоростями при входе воздуха на рабочую лопатку б1 = 40°, угол между абсолютной и окружной скоростями на выходе воздуха с рабочей лопатки б2= 20°, гидравлический к. п. д. вентилятора зг = 0,8 и общий к. п. д. вентилятора з0 = 65 % .

Решение: Окружную скорость воздуха при входе на рабочую лопатку определяем по формуле (6.24):

и1 = рd1n/60 = 3,14 * 0,6 * 1500/60 = 47,1 м/с.

Окружную скорость воздуха на выходе с рабочей лопатки находим по формуле (6.25):

и2= рd2n/60 = 3,14 * 0,7 * 1500/60 = 55 м/с.

Теоретический напор, развиваемый вентилятором, определяем по формуле (6.23):



Hт = (u2C2 cos б2 -- и1С1 cos б1) /g = (55 * 56 * 0,9397 -- 47,1 * 30 * 0,766)9,81 = 181 м.

Действительный напор, развиваемый вентилятором, находим по формуле (6.26):

Н = Hтзг= 181 * 0,8 = 144,8 м.

Мощность двигателя для привода центробежного вентилятора определяем по формуле (6.28):

100 = 29,5 кВт.

Задача 6.26. Определить мощность, потребляемую осевым вентилятором, если теоретический напор, развиваемый вентилятором, НТ = 150 м, гидравлический к. п. д. вентилятора зг = 0,8, подача вентилятора Q = 8 м3/с, средняя плотность воздуха в вентиляторе = 1,2 кг/м3 и общий к. п. д. вентилятора = 62 %.

Ответ: NB = 18,6 кВт.

Задача 6.27. Определить подачу центробежного вентилятора, если средняя плотность воздуха в вентиляторе = 1,2 кг/м3, окружная скорость воздуха при входе на рабочую лопатку и1 = 42 м/с, окружная скорость воздуха на выходе с рабочей лопатки и2 = 54 м/с, проекция абсолютной скорости С1 на направление окружной скорости воздуха при входе на рабочую лопатку С1cos б1= 25 м/с, проекция абсолютной скорости С2 на направление окружной скорости воздуха на выходе с рабочей лопатки С2 cos б2 = 55 м/с, гидравлический к. п. д. вентилятора зг = 0,82, мощность, потребляемая вентилятором, NB = 20 кВт и общий к. п. д. вентилятора = 64 %.

Ответ: Q = 6,7 м3/с.

Задача 6.28. Определить общий к. п. д. осевого вентилятора, если

теоретический напор, развиваемый вентилятором, Hт = 141 м, гидравлический к. п. д. вентилятора зг = 0,8, подача вентилятора Q = 9,5 м3/с, мощность двигателя для привода вентилятора Nдв = 24 кВт, средняя плотность воздуха в вентиляторе= 1,2 кг/м3 и коэффициент запаса мощности двигателя в = 1,05.

Ответ: з0 = 56,5 %.

Холодильные установки

Удельное количество теплоты (кДж/кг), отводимой 1 кг хладагента,

определяется по формуле

q0 = i1-- i4 = rо (x1 -- x4),

где i1-- энтальпия пара хладагента, поступающего из испарителя в компрессор, кДж/кг; i4-- энтальпия хладагента, поступающего в испаритель, кДж/кг; r -- теплота парообразования, кДж/кг; x1--степень сухости пара хладагента, поступающего из испарителя в компрессор; х4 -- степень cухости хладагента, поступающего в испаритель.

Объемное количество теплоты (кДж/м3), отводимой 1 кг хладагента:

qv = q0/v1=( i1-- i4)/ v1

где v1 -- удельный объем пара хладагента, всасываемого компрессором, м3/кг.

Массовый расход (кг/с) хладагента, циркулирующего в холодильной машине:

Gx = Q0/qo.



где Q0-- холодильная мощность машины, кВт.

Объемный расход пара, всасываемого компрессором (м3/с) холодильной установки:

V= (Q0/qo)= Gxv1

Теоретическая удельная работа компрессора (кДж/кг), затрачиваемая на сжатие 1 кг хладагента:

lк = i2-- i1,

где i2 --энтальпия пара хладагента на выходе из компрессора, кДж/кг.

Холодильный коэффициент находится по формуле

е = qo/lк.

Холодильный коэффициент зависит от температур цикла и свойств рабочего тела, которое применяется в установке.

Теоретическая мощность (кВт), затрачиваемая в компрессоре холодильной установки на сжатие паров хладагента, определяется по формуле

Nт = Gxlк= Qo/ е.

Стандартная холодильная мощность установки (кВт)

Qoc = /(зvqv),

где Q0 -- холодильная мощность установки при рабочих параметрах, кВт; qVc -- объемное количество теплоты, отводимое хладагентом при стандартных параметрах, кДж/м3; и зV -- коэффициент подачи компрессора при стандартных и рабочих параметрах.

Индикаторная удельная холодильная мощность машины (кВт/кВт)

ki = Qo/Ni

Эффективная удельная холодильная мощность машины (кВт/кВт)

ke = Q0/Ne.

Задача 6.29. Фреоновая холодильная установка работает при температуре испарения t1 = -15 °С и температуре конденсации t4 = 30 °С. Определить удельное и объемное количество теплоты, отводимой 1 кг фреона-12, если пар из испарителя выходит сухим насыщенным.

Ответ: q0 = 118,6 кДж/кг; qv = 1279,2 кДж/м3.

Задача 6.30. Фреоновая холодильная установка холодильной мощностью Q0 = 100 кВт работает при температуре испарения t1 = -10 °С и температуре конденсации t4 = - 20 °С. Определить массовый расход циркулирующего фреона-12 и объемный расход пара фреона, всасываемого компрессором установки, если пар из испарителя выходит сухим насыщенным.

Ответ: Gx = 0,763 кг/с; V -- 0,067 м3/с.

Задача 6.31. Аммиачная холодильная установка работает при температуре испарения t1 = -15 °С и температуре конденсации t4 = 25 °С. Определить холодильный коэффициент, если энтальпия аммиака на выходе из компрессора i2 = 1896 кДж/кг. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным.

Ответ: е = 4,83.

Задача 6.32. Фреоновая холодильная установка холодильной мощностью Q0 =118 кВт работает при температуре испарения t1 = -15 °С и температуре конденсации перед регулирующим вентилем t4 = - 25 °С. Определить массовый расход циркулирующего фреона-12, холодильный коэффициент и теоретическую мощность компрессора установки, если энтальпия пара фреона-12 на выходе из компрессора i2= 610 кДж/кг. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным.

Решение: Пользуясь табл. 4 (см. Приложение), находим энтальпию пара фреона-12, поступающего из испарителя в компрессор, i1 = 566,39 кДж/кг и энтальпию фреона-12, поступающего в испаритель, i4 = 442,81 кДж/кг.

Удельное количество теплоты, отводимой 1 кг фреона-12, определяем по формуле (6.29):

qо =i1 -- i4 = 566,39 -- 442,81 = 123,58 кДж/кг.

Массовый расход циркулирующего фреона-12 -- по формуле (6.31):

Gx = Qo/qо = 118/123,58 = 0,955 кг/с.

Теоретическую удельную работу компрессора, затрачиваемую на сжатие 1 кг фреоиа-12, -- по формуле (6.33):

lк =i2 -- i1 = 610 -- 566,39 = 43,61 кДж/кг.

Холодильный коэффициент -- по формуле (6.34):

е = q0/lк = 123,58/43,61 = 2,83.

Теоретическую мощность компрессора холодильной установки -- по формуле (6.35):

Nт = Gxlк = 0,955 * 43,61 = 41,65 кВт.

Задача 6.33. Аммиачная холодильная установка холодильной мощностью Q0 = 205 кВт работает при температуре испарения t1 = -10 °С и температуре конденсации перед регулирующим вентилем t4 = 20 °С. Определить стандартную холодильную мощность при температуре испарения = -15 °С и температуре конденсации перед регулирующим вентилем = 25 °С, если коэффициент подачи компрессора для рабочих параметров зv = 0,7 и коэффициент подачи компрессора для стандартных параметров = 0,63. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным.

Ответ: Qoc = 147,6 кВт.

Задача 6.34. Фреоновая холодильная установка холодильной мощностью Q0 = 100 кВт работает на фреоне-12 при температуре испарения t1 = -5 °С и температуре конденсации перед регулирующим вентилем t4 = 25 °С. Определить холодильный коэффициент и стандартную холодильную мощность установки при температуре испарения = -15 °С и температуре конденсации перед регулирующим вентилем =30 °С, если теоретическая мощность компрессора установки Nт = 26 кВт и коэффициент подачи компрессора для рабочих параметров зv = зvc = 0,69. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным.

Решение: Объемное количество теплоты, отводимой хладагентом для стандартных параметров, определяем по формуле (6.30):

= ( -- )/ = (566,39 -- 447,83)/0,09268 = 1279,2 кДж/м3.

Объемное количество теплоты, отводимое хладагентом для рабочих параметров, -- по формуле (6.30):

qv = ( -- )/ = (571,16 - 442,81)/0,06635 = 1934,4 кДж/м3.

Значения,, находим по табл. 4 (см. Приложение).

Стандартную холодильную мощность установки определяем по формуле (6.36):

Qoc = /(зvqv)= 100 * 0,69 . 1279,2/(0,69 X 1934,4) = 66,1 кВт.

Холодильный коэффициент -- из формулы (6.35):

е = Qoc/Nт = 66,1/26 = 2,54.

Задача 6.35. Фреоновая холодильная установка холодильной мощностью Q0 = 105 кВт работает при температуре испарения t1 = -15°С и температуре конденсации перед регулирующим вентилем t4 = 25 °С. Определить индикаторную удельную холодильную мощность машины, если энтальпия пара фреона-12 на выходе из компрессора i2 = 604 кДж/кг и индикаторный к. п. д. зi = 0,865. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным. Ответ: ki = 2,84 кВт/кВт.

Задача 6.36. Фреоновая холодильная установка холодильной мощностью Q0 = 102 кВт работает при температуре испарения t1 = -5 °С и температуре конденсации перед регулирующим вентилем t4 = 25 °С. Определить эффективную удельную холодильную мощность машины, если энтальпия пара фреона-12 на выходе из компрессора i2 = 610 кДж/кг, индикаторный к. п. д. т зi = 0,87 и механический к. п. д. зм = 0,905. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным.

Решение: По табл. 4 (см. Приложение) находим энтальпию пара фреона-12, поступающего из испарителя в компрессор, i1 = 571,16 кДж/кг и энтальпию фреона-12, поступающего в испаритель, i4 = 442,81 кДж/кг.

Удельное количество теплоты, отводимой 1 кг фреона-12, определяем по формуле (6.29):

q0 = -- = 571,16 -- 442,81 = 128,35 кДж/кг.

Массовый расход циркулирующего фреона-12 -- по формуле (6.31):

Gx = Q0/q0 = 102/128,35 = 0,795 кг/с.

Теоретическую удельную работу компрессора затрачиваемую на сжатие 1 кг фреона-12, -- по формуле (6.33):

ik = -- = 610 -- 571,16 = 38,8 кДж/кг.

Теоретическую мощность, затрачиваемую в компрессоре Холодильной установки на сжатие паров хладагента, -- По формуле (6.35):

Nт = Gx lк = 0,795 * 38,84 = 30,9 кВт.

Индикаторная мощность компрессора

N, = NТ/зi = 30,9/0,87 = 35,5 кВт.

Эффективная мощность компрессора

Nе = Ni/ зм= 35,5/0,905 = 39,2 кВт.

Эффективную удельную холодильную мощность машины определяем по формуле (6.38):

ke= Q0/Nс = 102/39,2 = 2,6 кВт/кВт.

3. ТЕПЛОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ

3.1 Показатели режима работы электрических станций

Характерной особенностью режима эксплуатации электрических станций является строгое соответствие производства электрической и тепловой энергии ее потреблению. Поэтому для обеспечения надежной работы электростанции необходимо знать изменение потребления энергии по времени. Изменение потребления энергии по времени изображается диаграммой, которая называется графиком нагрузки. Графики нагрузки могут быть суточными, месячными и годовыми. На рис. 7.1 изображен годовой график электрической нагрузки. На графике по оси абсцисс откладывается продолжительность нагрузки в часах за год (1 год -- 365 * 24 = 8760 ч), а по оси ординат -- нагрузка в кВт.

Площадь, ограниченная кривой годового графика

(рис. 7.1), представляет собой в масштабе количество выработанной станцией за год энергии в киловатт-часах. Определив площадь F (м2) под кривой годового графика, находят количество выработанной энергии (кВт * ч) станцией за год: =Fm/

Режим работы электрических станций оценивается коэффициентом использования установленной мощности, коэффициентом нагрузки, коэффициентом резерва, числом часов использования установленной мощности и числом часов использования максимума нагрузки.

Коэффициент использования установленной мощности ки представляет собой отношение количества выработанной энергии за год к установленной мощности электростанции :

ки = /(8760) =,/,



где-- средняя нагрузка электростанции, кВт.

Средняя нагрузка электростанции (кВт)

=8760

Коэффициент нагрузки kн представляет собой отношение средней нагрузки электростанции к максимальной, т. е.

kн= /

Коэффициент резерва kp представляет собой отношение установленной мощности электростанции к максимальной нагрузке:

kр = /

или

kp=kн/kи

Число часов использования установленной мощности Ту представляет собой отношение количества выработанной энергии за год к установленной мощности станции:

Tу=/

Число часов использования максимума нагрузки Тм представляет собой отношение количества выработанной энергии за год к максимальной нагрузке электростанции . т.е.



Тм=/

Задача 7.1. На электростанции установлены три турбогенератора мощностью N = 50 * 103 кВт каждый. Определить количество выработанной энергии за год и коэффициент использования установленной мощности, если площадь под кривой годового графика нагрузки станции F = = 9,2 * 10"4 м2 и масштаб графика т-- 9 * 10й кВт * ч/м2.

Ответ:= 8,28 * 108 кВт * ч; kn = 0,63.

Задача 7.2. На электростанции установлены два турбогенератора мощностью N = 25 * 103 кВт каждый. Определить среднюю нагрузку станции и коэффициент использования установленной мощности, если количество выработанной энергии за год = 30 * 107 кВт * ч.

Ответ: = 34 245 кВт; k„ = 0,685.

Задача 7.3. Определить число часов использования установленной мощности и коэффициент нагрузки электростанции, если установленная мощность электростанции = 16 * 104 кВт, максимальная нагрузка станции =13,6 * 104 кВт, площадь под кривой годового графика нагрузки станции F = 8 * 10-4 м2 и масштаб графика т = 1 * 1012 кВт * ч/м2.

Ответ: Ту = 5000 ч; ka = 0,67.

Задача 7.4. Определить число часов использования максимума нагрузки и коэффициент резерва электростанции, если площадь под кривой годового графика нагрузки станции F = 8,5 * 10“4 м2, масштаб графика m =8,8 * 10й кВт * ч/м2, число часов использования установленной мощности Ту = 5500 ч и максимальная нагрузка станции-- 12,5 * 104 кВт.

Ответ: Тм = 5984 ч; kv = 1,09.

Задача 7.5. На электростанции установлены два турбогенератора мощностью N = 75 * 103 кВт каждый. Определить показатели режима работы станции, если максимальная нагрузка станции = 135 * 103 кВт, площадь под кривой годового графика нагрузки F= 9,06 * 10-4 м2 и масштаб графика m = 8,7 * 1011 кВт * ч/м2.

Решение: Количество выработанной электрической энергии за год станцией определяем по формуле (7.1):

= Fm =9,06 * 10-4 * 8,7 * 1011 = 788,2 * 106 кВтч.

Среднюю нагрузку электростанции -- по формуле (7.3):

/8760 = 788,2-106/8760 = 9-104 кВт.

Установленная мощность электростанции

= 2N = 2 * 75 * 103 = 150 * 103 кВт.

Коэффициент использования установленной мощности делаем по формуле (7.2):

kн =/ 9 * 104 (150 * 103) = 0,6.

Коэффициент нагрузки -- по формуле (7.4):

kн = / 9 * 10/(135 * 103) = 0,666.

Коэффициент резерва -- по формуле (7.6):

kн = kн/ kи 0,666/0,6 = 1,11.



Число часов использования установленной мощности -- формуле (7.7):

Ту=/ = 788 ,2*106/150 * 103=5255 ч.

Число часов использования максимума нагрузки -- по формуле (7.8):

Ту=/= 788,2 * 106/135* 103 =5840 ч.

Задача 7.6. На электростанции установлены три турбогенератора мощностью N = 50 * 103 кВт каждый. Определенное число часов использования установленной мощности коэффициент резерва станции, если количество выработанной энергии за год = 788,4 * 106 кВт * ч и коэффициент нагрузки kи = 0,69.

Ответ: Ту = 5256 ч;- kн =1,15.

Задача 7.7. На электростанции установлены три турбогенератора мощностью N = 25 * 103 кВт каждый. Определить коэффициенты использования установленной мощности, нагрузки и резерва, если количество выработанной энергии за год = 394,2 * 106 кВт и максимальная грузка станции= 65,2 * 103 кВт.

Ответ: ku= 0,6; kн = 0,69; kp = 1,15.

Задача 7.8. На электростанции установлены три турбогенератора мощностью N = 1 * 104 кВт каждый. Определите показатели режима работы станции, если количество выработанной энергии за год = 178,7 * 106 кВт * ч максимальная нагрузка станции = 28,3 * 103 кВт.

Ответ: kи = 0,68; kн = 0,72; kp = 1 06; Ту = 5957 ч; = 631.



3.2 Показатели, характеризующие экономичность тепловых электрических станций

Экономичность работы электрической станции оценивается коэффициентами полезного действия, удельным расходом условного топлива, удельным расходом теплоты на выработку электроэнергии и себестоимостью энергии.

К. п. д. электростанции подразделяются на к. п. д. брутто, определяемый без учета расхода энергии на собственные нужды, и к. п. д. нетто--е учетом расхода электрической энергии и теплоты на собственные нужды.

К. п. д. конденсационной электростанции (КЭС) брутто представляет собой отношение количества выработанной электроэнергии к энергии, подведенной с топливом:

=Эвыб/(B)

где Эвыб -- количество выработанной электроэнергии, кДж; В -- расход топлива, кг; низшая теплота сгорания рабочей массы топлива кДж/кг.

Если известны к. п. д. отдельных узлов и установок электростанции, то без учета работы питательных насосов к. п. д. КЭС брутто может быть определен по формуле

=к.у тр

где-- к у к. п. д. котельной установки; тр -- к. п. д. трубопроводов;к.у-- термический к. п. д. цикла Ренкина при заданных параметрах пара на электростанцииoi -- относительный внутренний к. п. д. турбины; зм -- механический к. п. д. турбины;г -- электрический к. п. д. генератора.

К. п. д. конденсационной электростанции нетто представляет собой отношение отпущенной электроэнергии к энергии, подведенной с топливом:

= Эотп BQ

гда Эот = Эвыр -- Эс.н -- количество отпущенной электроэнергии, равное разности выработанной и израсходованной на собственные нужды, кДж.

Для теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) применяются частные к.п.д. по выработки электроэнергии и теплоты

К. п. д. ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии определяется по формуле

Эвыр /(BэQ),

где Вэ -- расход топлива на выработку электроэнергии, кг.

К. п. д. ТЭЦ брутто по выработке теплоты находится по

формуле

= Q0Tn/(BQ ).

гдеQотп-- количество теплоты, отпускаемой потребителям, кДж; BQ -- расход топлива на выработку отпущенной теплоты, кг.

К. п. д. ТЭЦ нетто по отпуску электроэнергии определяется по формуле



,

гдеBс.н -- расход топлива на выработку электроэнергии для собственных нужд, потребляемой в связи с отпуском теплоты, кг.

К. п. д. ТЭЦ нетто по отпуску теплоты находится по формуле

,

Удельный расход условного топлива (кг/МДж) на КЭС на выработку 1 МДж (103 кДж) электроэнергии определяется по формуле

0,0342/

Удельный расход условного топлива [кг/(кВт * ч)] на КЭС на выработку 1 кВт * ч электроэнергии находится /1 по формуле

0,123/

Удельный расход условного топлива (кг/МДж) на ТЭЦ на выработку 1 МДж электроэнергии определяется по формуле.

0,342/

Удельный расход условного топлива [кг/(кВт-ч)] на ТЭЦ нФа выработку 1 кВт-ч электроэнергии находится по формуле

= 3600 /(29 3009) = 0,123/

Удельный расход условного топлива (кг/МДж) на ТЭЦ на выработку 1 МДж теплоты определяется по по формуле

= BQ/(29,3Qoтп)=0,0342/

Удельный расход теплоты [МДж/(кВт * ч)] на выработку электроэнергии на КЭС находится по формуле

,

,

Удельный расход теплоты (МДж/(кВт * ч)] на выработку электроэнергии на ТЭЦ определяется по формуле

,

Расход топлива на ТЭЦ (кг)

Bтэц = Вэ + Bq.

Расход топлива (кг) на выработку отпущенной теплоты

находится по формуле

ВQ=Qотп /()

Расход топлива (кг) на ТЭЦ может быть определен по формуле

ВТЭЦ -- D/И,



где И -- испарительность топлива, кг/кг; D -- расход пара на ТЭЦ, кг.

Коэффициент использования теплоты топлива на ТЭЦ оценивает эффективность использования топлива

ТЭЦ=(Qотп+Эвыр) /( BТЭЦ

К. п. д. атомной электростанции определяется по формуле

АЭС=р т.п t м г

гдер -- к- п. д- реактора; т.п -- к. п. д. теплового потока; t -- термический к. п. д относительный внутренний к. п. д. турбины; м -- механический к. п. д.; г -- п. д. электрогенератора.

Удельный расход ядерного топлива [кг/(кВт * ч)] на атомной электростанции (АЭС) находится по формуле

bАЭС= 1/(24 * 103кАЭС),

где к -- средняя глубина горючего, МВт * сут/кг урана.

Себестоимость 1 кВт * ч электроэнергии 1коп/(кВт * ч)1 Спускаемой КЭС, определяется по формуле

где -- сумма затрат, руб/год; Итоп -- затраты на топливо, руб/год;-- затраты на амортизацию, руб/год; Ив.п -- затраты на заработную плату, руб/год; -- все остальные статьи затрат, руб/год.

Себестоимость 1 кВт электроэнергии [коп/(кВт * ч)] отпускаемой ТЭЦ, находится по формуле

Задача 7.9. Конденсационная станция израсходовала В -- 720 * 106 кг/год каменного угля с низшей теплотой /сгорания = 20 500 кДж/кг и выработала электроэнергии = 590 * 1010 кДж/год, израсходовав при этом на собственные нужды 5 % от выработанной электроэнергии. Определить к. п. д. брутто и к. п. д. нетто станции.

Ответ; = 0,4; = 0,38.

Задача 7.10. Определить к. п. д. конденсационной электростанции брутто без учета работы питательных насосов, .если к. п. д. котельной установкиз зк.у = 0,89, к. п. д. трубопроводов зтр = 0,97, относительный внутренний к. п. д. турбины зм = 0,84, механический к. п. д. турбины зoi = 0,98, электрический к. п. д. генератора з г = 0,98, начальные параметры пара перед турбинами р1 = 9 МПа

t1 = 550 °C и давление пара в конденсаторе рк = 4 * 103 Па.

Ответ: = 0,3.

Задача 7.11. Конденсационная электростанция работает при начальных параметрах пара перед турбинами р1 = 8,8 МПа, t1 = 535 °С и давлении пара в конденсаторе рк = 4 * 103 Па. Определить, на сколько повысится к. п. д. станции брутто без учета работы питательных насосов с увеличением начальных параметров пара до р1 = 10 МПа и

t1 =560 °C, если известны к. п. д. котельной установки зк.у = 0,9, к. п. д. трубопроводов зтр =0,97, относительный внутренний к. п. д. турбины зоi =0,84, механический к. п. д. турбины зм = 0,98 и электрический к. п. д. генератора зг = 0,98.

Решение: Энтальпию пара i1 при заданных начальных параметрах пара р1 и t1 и энтальпию пара i2 в конце адиабатного расширения находим по is-диаграмме (рис. 7.2): i1= 3480кДж/кг; i2 = 2030 кДж/кг. Энтальпию конденсата при давлении р2 = 4 · 103 Па определяем по табл. 2 (см. Приложение)

i2» = 121,33 кДж/кг.

Термический к. п. д. установки при начальных параметрах пара р1 и t1 находим по формуле

nt = (i1 -- i2)/ (i -- i2») = (3480 -- 2030)/(3480 --121,33) = 0,432.

К. п. д. КЭС брутто при начальных параметрах пэра p1 и определяем по формуле (7.10):

= к.у тр t м г = 0,9 · 0,97 · 0,432 · 0,84 · 0,98 · 0,98 = 0,304

Энтальпию пара i1 при начальных параметрах пара р1 и t1 энтальпию пара i2 в конце расширения находим по is - диаграмме (рис. 7.2): i1 = 3540 кДж/кг; i2 = 2050 кДж/кг.

Термический к. п. д. установки при начальных параметрах пара р1 и t1 находим по формуле

зt = (i1 -- i2)/ (i1 -- i2) = (3540 -- 2050)/(3540 --121,33) « = 0,436.

К. п. д. КЭС брутто при начальных параметрах пара р1 и t1 -- по формуле (7.10):

= к.у тр t м г = 0,9 · 0,97 · 0,436 · 0,84 X 0,98 · 0,98 = 0,307

Следовательно, к.п.д. КЭС брутто повысится на

= 0,307 -- 0,304 = 0,003 или на 1%

Задача 7.12. Теплоэлектроцентраль израсходовала Втэц = 94 * 106 кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания = 24 700 кДж/кг, выработав при этом электроэнергии Эвыр = 61 * 1010 кДж/год и отпустив теплоту внешним потребителям Qoтп = 4,4 * 1011 кДж/год. Определить к. п. д. ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии и теплоты, если расход топлива на выработку отпущенной теплоты составляет Bq = 23 * 106 кг/год.

Ответ: = 0,348; = 0,775.

Задача 7.13. Теплоэлектроцентраль израсходовала Втэц = 72 * 106 кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания = 25 500 кДж/кг, выработав при этом электроэнергии Эвыр = 48 * 1010 кДж/год и отпустив теплоту внешним потребителям Qотп = 3,1 . 1011 кДж/год. Определить к. п. д. ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии й теплоты, если к. п. д. котельной установки.зк . у = 0,88.

Ответ: = 0,33; = 0,88.

Задача 7.14. Теплоэлектроцентраль израсходовала ВТЭЦ = 82 * 106 кг/год бурого угля с низшей теплотой сгорания = 15 800 кДж/кг, выработав при этом электроэнергии Эвыр = 38 * 1010 кДж/год и отпустив теплоты внешним потребителям Qотп = 3,2 * 1011 кДж/год. Определить к. п. д. ТЭЦ нетто по отпуску электроэнергии и теплоты, если расход электроэнергии на собственные нужды 8 % от выработанной энергии, расход топлива на выработку отпущенной теплоты Bq = 20 * 106 кг/год и расход топлива на выработку электроэнергии для собственных нужд Всн = 4,6 * 106кг/год.

Ответ: = 0,385; = 0,823.

Задача 7.15. Теплоэлектроцентраль израсходовала Втэц = 96 * 1010 кг/год бурого угля с низшей теплотой сгорания = 15 200 кДж/кг, выработав при этом электроэнергии Эвыр = 39 * 1010 кДж/год и отпустив теплоты внешним потребителям Qoтп = 3,6 * 1011 кДж/год. Определить к. п. д. ТЭЦ нетто по отпуску электроэнергии и теплоты, если расход электроэнергии на собственные нужды Эс.н = 3,5 * 1010 кДж/год, к. п. д. котельной установки зк.у и расход топлива на выработку электроэнергии для собственных нужд Вс,н = 5 * 106 кг/год.

Ответ: = 0,356; = 0,776

Задача 7.16. Теплоэлектроцентраль израсходовала Втэц = 92 * 106 кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания = 27 500 кДж/кг, выработав при этом электроэнергии Эвыр = 64 * 1010 кДж/год и отпустив теплоты внешним потребителям Qотп = 4,55 * 1011 кДж/год. Определить к. п. д. ТЭЦ брутто и нетто по выработке электроэнергии и теплоты, если расход электроэнергии на собственные нужды 6 % от выработанной энергии, к. п. д. котельной установки зк.у = 0,87 и расход топлива на выработку электроэнергии для собственных нужд Вс.н = 4,5 * 106 кг/год.

Решение: Расход топлива на выработку отпущенной теплоты определяем по формуле (7.26):

1011/(27500 * 0,87)=19 Х 106 кг/год.

Расход топлива на выработку электроэнергии находим из формулы.



Вэ = BТЭЦ -- BQ = 92 * 106 --19 * 106 = 73 * 106 кг/год.

К. п. д. ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии определяем по формуле (7.12):

з Эвыр /(Bэ) = 64 * 1010/(73 * 106 * 27 500) = 0,32.

К. п. д. ТЭЦ брутто по выработке теплоты -- по формуле (7.13):

з=Qотп/(ВQ) = 4,55.1011/(19 * 106 * 27 500) =0,87.

Количество отпущенной электроэнергии

Эотп = Эвыр -- Эс*н= 64 * 1010 -- 64 * 1010 * 0,06 = 60,16 * 1010 кДж/год.

К. п. ц. ТЭЦ нетто по отпуску электроэнергии определяем по формуле:

з Эотп /[ (ВЭ -- Вс.н) Q ]= 60,16 X 1010/[ (73 * 106 -- 4,5 * 106)27 500 = 0,319.

К. п. ц. ТЭЦ нетто по отпуску теплоты -- по формуле (7.15):

з Qотп /[ (ВQ -- Вс.н) Q ] = 4,55 * 1011/[ (19 * 106 + 4,5 * 106)27 500] = 0,704.

Задача 7.17. Определить к. п. д. ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии и теплоты, если удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии bтэц = 0,108 кг/МДж и удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж теплоты bтэц = 0,042 кг/МДж

Ответ:= 0,317; = 0,814.

Задача7.18. Конденсационная станция израсходовала B = 660 * 106 кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания Q = 24 700 кДж/кг и выработала электроэнергии Эвыр = 545 * 1010 кДж/год. Определить удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии.

Ответ: = 0,102 кг/МДж.

Задача 7.19 Теплоэлектроцентраль израсходовала BТЭЦ = 78 * 106 кг/год топлива, выработав при этом электрической энергии Эвыр = 54 * 1010 кДж/год и отпустив теплоты внешним потребителям Qотп = 3,36 * 1011 кДж/год. Определить удельные расходы условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии и 1 МДж теплоты, если тепловой эквивалент сжигаемого на ТЭЦ топлива Э = 0,9 и к. п. д. котельной установки зк . у = 0,89. компрессор электрический станция теплоснабжение

Ответ: = 0,106 кг/МДж; = 0,038 кг/МДж.

Задача 7.20. Определить удельный расход условного топлива на выработку 1 кВт * ч электроэнергии для КЭС с тремя турбогенераторами мощностью N = 50 * 103 кВт каждый и с числом часов использования установленной мощности Ту = 5000 ч, если станция израсходовала В = 305 * 106 кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания Q = 28 300 кДж/кг.

Ответ: = 0,393 кг/(кВт * ч).



Задача 7.21. Определить удельный расход условного топлива на выработку 1 кВт * ч электроэнергии для КЭС с двумя турбогенераторами мощностью N = 75 * 103 кВт каждый и с коэффициентом использования установленной мощности kи = 0,65, если станция израсходовала В = 576 * 106 кг/год бурого угля с низшей теплотой сгорания Q= 15 200 кДж/кг.

Ответ: = 0,35 кг/(кВт * ч).

Задача 7.22. Конденсационная электростанция работает при начальных параметрах пара перед турбинами p1 = 16 МПа, t1 = 610 °С и давлением в конденсаторе рк =4 * 103 Па. Определить удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии, если к. п. д. котельной установки зк.у = 0,89, к. п. д. трубопроводов зтр = 0,965, относительный внутренний к. п. д. турбины зoi= 0,835, механический к. п. д. турбины зм = 0,98 н электрический к. п. д. генератора зг= 0,98.

Ответ: = 0,109 кг/МДж.

Задача 7.23. Теплоэлектроцентраль израсходовала Втэц = 86 * 106 кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания Q = 28 300 кДж/кг, выработав при этом электрической энергии Эвыр = 184 106 кВт * ч/год. Определить удельные расходы условного топлива на выработку 1 кВт ч электроэнергии и 1 МДж теплоты, если расход топлива на выработку отпущенной теплоты Bq = 21,5 * 106 кг/год и к. п. д. ТЭЦ брутто по выработке теплоты = 0,81.

Ответ: =0,34 кг/(кВт * ч); = 0,042 кг/МДж.

Задача 7.24. Теплоэлектроцентраль выработала электроэнергии Эвыр = 56 * 1010 кДж/год и отпустила теплоты внешним потребителям Qотп = 5,48 * 1011 кДж/год. Определить удельные расходы условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии и 1 МДж теплоты, если расход пара из котлов D = 77,4 * 107 кг/год, испарительность топлива И = 8,6 кг/кг, к. п. д. котельной установки зк.у = 0,885 тепловой эквивалент сжигаемого топлива Э = 0,88.

Решение: Низшая теплота сгорания топливо

= Э * 29 300 = 0,88 * 29 300 = 25 784 кДж/кг.

Расход топлива на ТЭЦ определяем по формуле (7.27):

Втэц = D/И = 77,4 * 107/8,6 = 90 * 106. кг/год.

Расход топлива на выработку отпущенной теплоты -- по формуле:

BQ = Qотп/( Q зк.у) = 5,48 * 1011/(25 784 * 0,885) = 24 X 106 кг/год.

Расход топлива на выработку электроэнергии -- из формулы (7,25):

Вэ = Втэц -- BQ =90 * 106 -- 24 * 106 = 66 * 106 кг/год.

Удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии -- по формуле (7.18):

= BQ /(29,3 3Эвыр) = 66 * 106 * 25 784/(29,3 X 56 * 1010) = 0,104 кг/МДж.

Удельный расход условного топлива на выработку 1МДж теплоты -- по формуле:

= BQ Q/(29,3Qотп)=24 * 10е * 25 784/(29,3 * 5,48 X 1011) = 0,038 кг/МДж.

Задача 7.25. Определить годовой расход топлива газотурбинной электростанции, если мощность на клеммах генератора = 50 * 103 кВт, низшая теплота сгорания топлива Q = 41 000 кДж/кг, степень повышения давления в компрессоре л = 4, температура всасываемого воздуха в компрессор t1 = 20 °С, температура газа на выходе из камеры сгорания t3 = 700 °С, относительный внутренний к. п. д. турбины зoi = 0,88, внутренний к. п. д. компрессора зк = 0,85, к. п. д. камеры сгорания = 0,99, механический к. п. д. ГТУ = 0,89, электрический к. п. д. генератора зг = 0,98 и показатель адиабаты k = 1,4.

Ответ: В =245,3 * 106 кг/год.

Задача 7.26. Определить годовой расход топлива газотурбинной электростанции, оборудованной газотурбинной установкой с регенерацией теплоты, если мощность на клеммах генератора = 50 * 103 кВт, низшая теплота сгорания топлива Q = 41 500 кДж/кг, степень повышения давления в компрессоре л= 5, температура всасываемого воздуха в компрессор t1 = 21 °С, температура газа на выходе из камеры сгбрания t3 = 705 °С, температура воздуха перед регенератором = 162 °С, температура воздуха после регенератора = 288 °С, температура газов перед регенератором = 342 °С, относительный внутренний к. п. д. турбины зoi = 0,88, внутренний к. п. д. компрессора зк = 0,85, к. п. д. камеры сгорания зк.с = 0,98, механический к. п. д. ГТУ с регенерацией теплоты = 0,88, электрический к. п. д. генератора зr = 0,98 и показатель адиабаты k = 1,4.

Решение: Эффективная мощность ГТУ с регенерацией теплоты



= /зг 50 * 103/0,98 = 51 020 кВт.

Степень регенерации ГТУ определяем по формуле (4.20):

у = ( -- )/( -- = (288 -- 162)/(342 -- 162) = 0,7.

Внутренний к. п. д. ГТУ с регенерацией теплоты -- по формуле (4.19), в которой т = (k -- 1)/k =(1,4 -- 1)/1,4 = 0,286:

==

0,98=0,33

Эффективный к. п. д. ГТУ с регенерацией теплоты -- по формуле:

,

Годовой расход топлива газотурбинной электростанции, оборудованной ГТУ с регенерацией теплоты, определяем по формуле (4.18):

В = [3600 /() 1]8760 = [3600 * 51 020/(0,29 ?41 500)] 8760 = 133,7 * 106 кг/год.

Задача7.27. Определить удельный расход теплоты .на выработку 1 кВт * ч электроэнергии (для условного топлива) для КЭС, если удельный расход топлива = 0,45-кг/(кВт * ч) и тепловой эквивалент топлива Э = 0,8.

Ответ: = 10,55 МДж/(кВт * ч).

Задача 7.28. Определить удельный расход теплоты на выработку 1 МДж электроэнергии (для условного топлива) для КЭС с тремя турбогенераторами мощностью N = 75 * 103 кВт каждый и с коэффициентом использования установленной мощности kи = 0,64, если станция израсходовала

В = 670 * 106 кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания = 20 500 кДж/кг.

Решение: Установленная мощность К.ЭС

= 3N =3 * 75 * 103 = 225 * 103 кВт.

Количество выработанной энергии за год определяем из формулы (7.2):

Эвыр = 8760ku = 8760 * 0.64 * 225 * 103 = 126,14 ? 107 кВт * ч/год = 454,1 * 1010 кДж/год.

К. п. д. КЭС брутто -- по формуле (7.9):

= Эвыр /(В) = 454,1 * 1010/(670 * 106 * 20 500) = 0,33.

Удельный расход теплоты на выработку 1 МДж электроэнергии (для условного топлива) -- по формуле (7.22).

= 1 / = 1/0,33 = 3,03 МДж/МДж.

Задача 7.29. Теплоэлектроцентраль израсходовала Втэц = 88 * 106 к г/год каменного угля с низшей теплотой сгорания = 25 700 кДж/кг, выработав при этом электроэнергии Эвыр = 152 * 106 кВт * ч/год, отпустив теплоты внешним потребителям Qотп = 5,14 * 1011 кДж/год. Определить удельный расход теплоты на выработку 1 кВт * ч энергии (для условного топлива), если к. п. д. котельной установки зк.у = 0,87.

...