Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Кузбасский государственный технический университет
имени Т. Ф. Горбачева»
Кафедра стационарных и транспортных машин
ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ
Методические указания и задания к контрольной работе
для студентов специальности ЭП заочной формы обучения
(в том числе сокращённые сроки обучения)
Составитель В. Н. Сливной
Кемерово 2012
Методические указания для выполнения контрольной работы
Согласно учебному плану студент - заочник выполняет контрольную работу, включающую 4 задачи.
Решать задачи необходимо, строго придерживаясь своего варианта. Работы, выполненные не по своему варианту, не рецензируются. Номер варианта по указанию преподавателя определяют либо по списку студентов, который находится в деканате и у преподавателя, либо по таблице вариантов (табл. 5), в зависимости от двух последних цифр учебного шифра студента. Например, при шифре 36 студент выполняет 36-й вариант задания, для которого в таблице вариантов указаны номера исходных данных к соответствующим задачам: 6, 11, 7, 7; то есть:
к 1-й задаче исходные данные берут из табл.1 под номером 6;
ко 2-ой – из табл.2, в строке под номером 11 и т. д.
Условия задач должно быть переписаны полностью. При вычислении какой - либо величины нужно словами указать, какую величину определяют и по какой формуле, на основе каких уравнений или законов. Записав формулу в общем виде и пояснив все входящие в нее величины, подставляют их численные значения, и затем результат вычислений. При записи заданных и полученных величин следует обязательно указывать единицы их измерения в системе СИ.
ЗАДАЧА 1
Существуют комбинированный и раздельный способы производства тепловой и электрической энергии. При первом способе на тепловой электростанции (называемой ТЭЦ) вырабатывается одновременно тепловая и электрическая энергия. Цикл, по которому работает ТЭЦ, называется теплофикационным. При втором способе тепловая энергия вырабатывается отдельно на котельной установке, а электрическая – на электростанции, называемой конденсационной электростанцией (КЭС), так как она работает по конденсационному циклу. Первый способ значительно эффективнее, поскольку при этом уменьшается расход топлива и увеличивается коэффициент использования теплоты топлива.
а) Комбинированное производство тепла и электроэнергии.
На заводской теплоэлектроцентрали установлено n паровых турбин с противодавлением мощностью N, кВт каждая. Весь пар из турбины направляется на производство (теплообменник), откуда он возвращается обратно в котел в виде конденсата при температуре насыщения.
Турбины работают
с полной нагрузкой при следующих
параметрах пара:
,
МПа,
,
°C;
,
МПа (давление после турбины). Принимая,
что установка работает по циклу Ренкина
(теплофикационному), определить его
термический КПД и часовой расход
топлива, если КПД котельной равен
,
а теплота сгорания топлива Qн,
кДж/кг. Исходные данные в таблице 1.
б) Раздельное производство тепла и электроэнергии.
При этих же условиях
рассчитать расход топлива, если на
заводе осуществляется раздельная
выработка электроэнергии по конденсационному
циклу на КЭС и тепловой энергии в
производственной котельной. Конечное
давление пара в конденсаторе после
турбины
,
кПа. КПД производственной котельной
принять таким же, как КПД котла КЭС,
(табл. 1). Количество теплоты, потребляемой
производством одинаково в обоих
случаях. Определить коэффициент
использования теплоты топлива при
комбинированном и раздельном производстве
тепла и электроэнергии. Привести на
диаграмме конденсационный и
теплофикационный циклы Ренкина и схему
установки к задаче. Исходные данные в
табл. 1. Сделать обоснованный вывод о
преимуществе того или иного способа
производства тепловой и электрической
энергии.
Таблица 1
№ п/п |
Число турбин n |
Мощность турбин N, кВт |
р1, МПа |
t1, °C |
р2, МПа |
|
кДж/кг |
1 |
1 |
8000 |
3,0 |
400 |
0,11 |
0,80 |
22,35 |
2 |
2 |
6000 |
3,5 |
410 |
0,12 |
0,82 |
22,42 |
3 |
3 |
4000 |
4,0 |
420 |
0,12 |
0,83 |
22,51 |
4 |
4 |
3000 |
3,0 |
425 |
0,13 |
0,84 |
23,13 |
5 |
5 |
2000 |
3,1 |
430 |
0,11 |
0,85 |
23,78 |
6 |
1 |
10000 |
3,5 |
420 |
0,12 |
0,80 |
24,22 |
7 |
2 |
4000 |
3,5 |
435 |
0,13 |
0,81 |
24,81 |
8 |
3 |
3000 |
3,0 |
400 |
0,11 |
0,82 |
25,136 |
9 |
4 |
2000 |
3,1 |
410 |
0,12 |
0,83 |
25,65 |
10 |
5 |
2000 |
3,1 |
420 |
0,13 |
0,84 |
27,24 |
11 |
1 |
12000 |
10 |
410 |
0,14 |
0,85 |
27,57 |
12 |
2 |
4000 |
3,5 |
360 |
0,12 |
0,86 |
27,99 |
13 |
3 |
4000 |
3,6 |
370 |
0,11 |
0,79 |
28,430 |
14 |
4 |
3000 |
8,1 |
380 |
0,12 |
0,80 |
28,51 |
15 |
5 |
2000 |
3,0 |
390 |
0,11 |
0,81 |
29,1 |
16 |
1 |
10000 |
8,0 |
400 |
0,15 |
0,82 |
22,36 |
17 |
2 |
4000 |
3,7 |
410 |
0,12 |
0,83 |
22,95 |
18 |
3 |
3000 |
3,2 |
420 |
0,13 |
0,84 |
23,43 |
19 |
4 |
3000 |
3,0 |
430 |
0,11 |
0,85 |
23,84 |
20 |
5 |
2000 |
3,0 |
440 |
0,12 |
0,86 |
24,37 |
21 |
1 |
8000 |
8 |
435 |
0,12 |
0,79 |
25,8 |
22 |
2 |
4000 |
3,5 |
430 |
0,13 |
0,79 |
26,12 |
23 |
3 |
4000 |
3,7 |
425 |
0,12 |
0,80 |
26,81 |
24 |
4 |
2000 |
3,1 |
420 |
0,11 |
0,81 |
27,15 |
25 |
5 |
2000 |
3,0 |
415 |
0,11 |
0,82 |
27,84 |
26 |
1 |
10000 |
10 |
450 |
0,15 |
0,82 |
27,91 |
27 |
2 |
3000 |
3 |
430 |
0,13 |
0,84 |
28,47 |
28 |
3 |
3000 |
3 |
420 |
0,12 |
0,85 |
28,91 |
29 |
4 |
3000 |
3,2 |
425 |
0,11 |
0,86 |
23,12 |
30 |
5 |
2000 |
3,1 |
350 |
0,11 |
0,87 |
25,78 |
,