Пример к задаче 1.

а) Ha заводской теплоэлектроцентрали установлены две паровые турбины с противодавлением мощностью 4000 кВт каждая. Весь пар из турбины направляется на производство, откуда он возвращается обратно в котельную в виде конденсата при температуре насыщения. Турбины работают с полной нагрузкой при следующих параметрах пара:

МПа, °C, МПа.

Принимая, что установка работает по циклу Ренкина, определить часовой расход топлива, если КПД котельной равен 0,84, а теплота сгорания топлива = 28470 кДж/кг.

Решение:

По диаграмме is находим:

– энтальпию пара перед турбиной кДж/кг;

– энтальпию пара после турбины кДж/кг;

– энтальпию конденсата 439,4 кДж/кг;

Удельный расход пара определяем по формуле:

кг/(кВт·ч)

Часовой расход пара, потребляемого турбинами:

кг/ч.

Так как, все это количество пара направляется на производство, то количество потребляемой им теплоты:

Q_пр = D₀ (i₂ - ) = 37680 (2538 – 439,4) = 79,075 ∙ 10⁶ кДж/ч.

Количество теплоты, сообщенной пару в котельной:

Q = D₀ (i₁ - ) = 37680 (3302 – 439,4) = 107,9 ∙ 10⁶ кДж/ч.

Расход топлива в котельной определяется из уравнения:

Q = B

Следовательно, часовой расход топлива:

B =

б) Для условий предыдущей задачи подсчитать расход топлива в случае, если вместо комбинированной выработки электрической и тепловой энергии на теплоэлектроцентрали будет осуществлена раздельная выработка электроэнергии в конденсационной установке и тепловой энергии в котельной низкого давления.

Конечное давление пара в конденсационной установке принять p₂ = 0.004 МПа, КПД котельной низкого давления принять тот же, что для котельной высокого давления.

Определить для обоих случаев и коэффициент использования теплоты топлива и сделать выводы.

Решение:

По диаграмме is находим:

– энтальпия конденсата;

Удельный расход пара на турбину:

Полный расход пара на турбину

Количество теплоты, сообщенной пару в котельной:

Расход топлива в котельной высокого давления определится из уравнения:

Следовательно,

Количество теплоты, потребляемой производством, а, следовательно, сообщенной пару в котельной низкого давления, по-прежнему

Расход топлива в котельной низкого давления определится из уравнения:

и, следовательно,

Суммарный расход топлива в обеих котельных установках:

кг/ч.

Экономия топлива на ТЭЦ в сравнении с раздельной выработкой электрической и тепловой энергии

Коэффициент использования теплоты топлива определяется как отношение всей полезно использованной теплоты ко всей затраченной. следовательно, в случае комбинированной выработки электрической и тепловой энергии

В случае же раздельной выработки обоих видов энергии, за счёт увеличения суммарного расхода топлива ( кг/ч при раздельной выработке вместо 4511 кг/ч при комбинированном производстве):

ЗАДАЧА 2

Определить мощность электродвигателя для привода дымососа котельного агрегата паропроизводительностью D_пп, кг/с, работающего на угле заданного состава, табл.2.1. Температура топлива на входе в топку t_T = 20^oC, давление перегретого пара P_пп, МПа, температура перегретого пара t_пп, °C, температура питательной воды t_пв, °С, КПД котлоагрегата брутто , %, величина непрерывной продувки %, коэффициент запаса подачи ; коэффициент избытка воздуха перед дымососом ; температура газов перед дымососом t_д, °С; объем продуктов сгорания V_г = 7,19 м³/кг, теоретический необходимый объем воздуха V⁰ = 5,96 м³/кг, расчетный полный напор дымососа Н_д, кПа, эксплуатационный КПД дымососа = 67 %, коэффициент запаса мощности электродвигателя β₂ = 1,1; барометрическое давление воздуха h_б = 100 кПа; потери теплоты от механической неполноты сгорания %. Исходные данные в табл. 2.2

Таблица 2.1

№ вар.	Состав угля, %
1	68,2	1,8	1,7	0,6	1,8	20,9	5,0
2	58,4	3,6	2,4	4,0	2,1	19,9	9,6
3	60,1	4,5	2,8	6,3	1,8	10,4	14,1
4	63,4	4,8	2,9	6,2	1,8	12,8	8,1
5	58,8	2,8	1,6	3,0	2,4	26,8	4,6
6	52,9	4,4	2,4	4,1	1,8	24,8	9,6
7	64,8	4,2	1,8	1,8	1,6	13,6	12,2
8	69,0	4,3	4,4	0,8	1,8	14,9	4,8
9	59,8	2,6	1,6	4,8	2,8	18,8	9,6
10	56,4	2,7	2,6	6,8	4,9	18,6	8,0
11	58,1	2,8	2,4	4,1	8,0	20,5	4,1
12	59,1	2,8	2,9	2,4	2,7	27,3	2,8
13	72,4	2,4	2,3	1,6	2,2	10,4	8,7
14	58,8	2,6	2,4	1,8	2,3	23,1	9,0
15	58,4	2,6	2,5	1,5	2,4	29,8	2,8
16	56,6	2,7	2,6	2,0	2,5	27,6	6,4
17	72,8	2,8	2,7	2,1	2,6	10,2	6,8
18	54,9	3,6	2,8	1,8	2,7	29,6	4,6
19	59,4	3,4	3,0	1,7	2,8	21,1	8,6
20	58,8	3,8	3,2	1,6	2,9	21,7	8,0
21	55,8	3,4	3,5	0,2	1,0	29,5	6,6
22	72,4	4,6	2,6	0,4	0,9	9,8	9,3
23	63,3	4,4	2,7	0,5	0,7	22,7	5,7
24	68,4	4,8	2,8	0,3	0,6	17,5	5,6
25	70,5	2,6	0,9	1,2	0,5	20,4	3,9
26	78,8	1,6	1,6	1,1	0,4	14,4	2,1
27	56,6	2,8	2,4	1,4	0,3	30,5	6,0
28	56,8	2,6	2,6	2,0	0,8	28,5	6,7
29	69,9	4,7	2,9	1,8	0,4	17,3	3,0
30	65,6	4,8	3,0	0,6	1,3	18,8	6,6

Таблица 2.2

Номер варианта	Dпп, кг/с	Pпп, МПа	tпп, °C	tпв, °С	, °С	Hд, кПа	, %
1	9,6	1,8	300	100	192	3,3	90
2	10	1,7	250	105	180	3,25	85
3	11	1,6	240	95	185	3,0	86
4	12	1,5	230	100	175	3,6	87
5	14	1,4	220	105	170	3,5	89
6	15	1,3	210	95	160	2,9	90
7	16	1,2	200	97	165	2,95	85
8	17	1,4	190	110	155	3,0	80
9	18	1,6	180	115	200	3,5	75
10	19	0,9	170	120	210	3,6	70
11	20	1,8	160	130	220	4,0	73
12	21	0,9	175	135	180	3,8	75
13	22	1,3	185	128	120	3,9	80
14	23	1,25	195	125	130	3,2	85
15	24	1,2	200	120	140	3,5	90
16	23	1,4	225	105	150	3,3	85
17	22	1,35	235	100	160	3,2	80
18	21	1,65	245	105	170	3,0	75
19	20	1,75	255	110	120	2,95	76
20	19	1,8	265	115	130	3,0	72
21	18	1,45	275	120	135	3,5	71
22	17	1,55	285	102	140	3,2	81
23	16	1,72	290	110	145	3,9	82
24	15	1,68	295	100	150	3,6	83
25	14	1,58	178	108	155	3,7	84
26	13	1,48	188	110	160	3,8	85
27	12	1,39	190	112	165	3,5	86
28	11	1,29	198	115	135	3,4	87
29	10	1,37	178	120	140	3,8	76
30	9	1,56	200	125	150	3,75	78