- •1. Расчет идеального цикла ренкина.
- •1.1. Определение параметров рабочего тела во всех характерных точках идеального цикла.
- •1.2. Определение энергетических параметров для всех процессов, составляющих цикл (∆u, ∆I, l, l’, qe, ∆ex).
- •1.3. Определение кпд идеального цикла Ренкина.
- •2. Расчет реального цикла ренкина.
- •2.1. Определение параметров рабочего тела во всех узловых точках.
- •2.2. Определение энергетических параметров для всех процессов, составляющих реальный цикл.
- •Проверка.
- •2.3. Определение кпд реального цикла.
- •3. Определение величины диссипации энергии, потерь эксергии, эксергетического кпд турбины.
- •3.1 Составление уравнения эксергетического баланса для реального цикла
- •4. Определение расхода охлаждающей воды в конденсаторе.
- •5. Расчет идеального цикла ренкина с промежуточным перегревом пара
- •5.1. Параметры узловых точек и процессы цикла.
- •6.1. Параметры в узловых точках цикла и процессы цикла.
- •Точка 9'
- •Точка 9
- •Проверка.
- •Список использованной литературы
3.1 Составление уравнения эксергетического баланса для реального цикла
Проанализируем величины потерь в элементах установки.
В котле и пароперегревателе полезная работа не производится. Потери эксергии определяются в виде:
Эксергия воды, поступающей в котёл: .
Эксергия пара на выходе из пароперегревателя: ;
- эксергия потока тепла, подводимого от горячего источника, имеющего температуру: tГ=14500С рабочему телу.
Получим:
В конденсаторе полезная работа не совершается. Потери эксергии определяются как:
Эксергия воды, поступающей в насос: exвхнас=ex1=1,9174
Эксергия воды на выходе из насоса: exвыхнас=ex2=12,276
Для работы насоса затрачивается работа lполез=l’1-2=-11,715, тогда
Эксергия теплоты, подводимой в цикле:
Суммарные потери эксергии в цикле:
∆l∑=∆lк+∆lТ+∆lкон+∆lнас=1244,91+249,76+15,943+1,3564=1511,97
Суммарная полезная работа, выработанная в цикле:
Уравнение эксергетического баланса:
4. Определение расхода охлаждающей воды в конденсаторе.
Исходными данными для расчёта конденсатора являются следующие параметры:
T6g=T1=309,46, tв охл=140С, i1=152,745, i6g=2230,9, P6g=P1=0,061 бар, P0=1,0199 бар.
Схема конденсатора
Зададим подогрев охлаждающей воды до температуры конденсации пара (на линии насыщения), . Для охлаждающей воды энтальпия входа и выхода определяются в виде:
Запишем уравнение теплового баланса в конденсаторе:
Для идеального цикла с регенерацией:
g=0,138167 – доля пара, отбираемого на регенерацию, определена в разделе 6.2.
5. Расчет идеального цикла ренкина с промежуточным перегревом пара
Схема теплоэнергоустановки с промежуточным перегревом пара:
насос 2. барабан котла 3. пароперегреватель 4. турбина паровая 5. теплообменник (конденсатор) 6. электрогенератор
7. дополнительный пароперегреватель
Повышение средней температуры подвода теплоты (и, следовательно, повышение КПД всей установки) реализуется в цикле ПТУ с промежуточным перегревом пара. В отличие от схемы без промежуточного перегрева пар после пароперегревателя поступает в часть высокого давления турбины. Из неё пар поступает в дополнительный (промежуточный) пароперегреватель (7), где температура пара повышается до температуры tП. Затем пар снова поступает в турбину низкого давления (4) и расширяется. При этом на последних ступенях турбины получаем более сухой пар.
Идеальный цикл вP-V и i-S диаграммах:
5.1. Параметры узловых точек и процессы цикла.
Параметры точек остаются такими же, как для идеального цикла Ренкина, но добавляются следующие точки:
ТОЧКА 10
Точка соответствует параметрам пара после ТВД. Заданы РП2=Р10=15 бар; так как процесс в турбине идеальный адиабатный s10=s5=6,8182 кДж/кг К.
По таблицам [2] для перегретого пара определяем остальные параметры:
ТОЧКА 11
Точка соответствует параметрам пара перед ТНД. Известны: P11=15 бар, По таблицам [2] для перегретого пара определяем остальные параметры:
ТОЧКА 12
Точка соответствует состоянию влажного пара, поступающего в конденсатор. Пользуясь таблицами [2] для влажного пара, по параметрам: P12=P1=0,061 бар и , определяем:
Определим степень сухости пара x:
, отсюда
\
Рассмотрим процессы 5-10, 10-11, 11-12 и 12-1.
ПРОЦЕСС 5-10 - адиабатное расширение в турбине.
ПРОЦЕСС 10-11 - изобарный вторичный перегрев пара в пароперегревателе.
ПРОЦЕСС 11-12 - обратимое расширение в турбине рабочего тела.
ПРОЦЕСС 12-1 - изобарное охлаждение влажного пара в конденсаторе до состояния насыщения воды при .
Проверка.
Условия выполняются.
5.2. Определение КПД цикла.
Для расчёта цикла с промежуточным пароперегревом воспользуемся формулой:
6. РАСЧЕТ ИДЕАЛЬНОГО ЦИКЛА РЕНКИНА С РЕГЕНЕРАТИВНЫМ ОТБОРОМ ТЕПЛА.
Схема теплоэнергоустановки с регенерацией тепла и идеальный цикл вT-S, P-V и i-s диаграммах:
насос
барабан котла
пароперегреватель
турбина паровая
теплообменник (конденсатор)
электрогенератор
линия отбора пара
бак питательной воды
водоподогреватель
насос высокого давления
Появляется дополнительный насос (10), для повышения давления смешанных потоков до PП1=150 бар. Насос (1) повышает давление (1-g) части пара до Pрег=1,2 бар. В этом цикле пар расширяется в турбине до температуры t7 и давления Pрег, где часть пара отбирается на регенерацию, а остальная часть расширяется до давления Pк. Отобранная часть пара конденсируется в регенеративном теплообменнике (9), нагревая питательную воду перед её поступлением в котёл. Затем конденсат смешивается с основным потоком в питательном баке.