- •Содержание
- •Реферат
- •Введение
- •Задание №1
- •Задание:
- •Решение задания №1.
- •Определение параметров в характерных точках:
- •Расчет системы регенеративных подогревателей:
- •Расчет первого подогревателя:
- •Расчет второго подогревателя:
- •Расчет третьего подогревателя:
- •Задание №2
- •Решение задания №2
- •1. Определение параметров в характерных точках
- •2. Определение характеристик цикла
- •Задание №3
- •1. Расчет газовой части
- •2. Расчет паровой части
- •Литература
Министерство образование и науки РФ
Федеральное агентство по образованию
Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.
Кафедра: Теплоэнергетика
Расчетно-графическая работа:
Исследование и расчет термодинамических циклов
теплоэнергетических установок
Выполнил студент группы:
ЭПР-21 Филимонов Е. М.
Проверил доцент кафедры ТЭ:
Осипов В. Н.
Саратов 2012
Содержание
Реферат………………………………………………………………..………3
Введение……………………………………………………………....……….4
Задание 1……………………………………………………………...……....7
Задание 2……………………………………………………………………..26
Задание 3……………………………………………………………...……...37
Литература……………………………………………………………....…..50
Реферат
Данная расчётно-графическая работа состоит из 60 листов, включая 4 рисунка, 9 таблиц, 10 графиков и список используемых источников.
ГАЗОВАЯ ТУРБИНА, ПАРОВАЯ ТУРБИНА, КОМПРЕССОР, ПАР, КОНДЕНСАТ, ПАРОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА, РЕГЕНЕРАЦИЯ, КОТЕЛЬНЫЙ АГРЕГАТ, КОНДЕНСАТОР, РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПОДОГРЕВАТЕЛЬ, ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА, КАМЕРА СГОРАНИЯ, ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ, КОТЕЛ-УТИЛИЗАТОР.
В данной расчётно-графической работе были выполнены расчеты ПТУ, ГТУ и ПГУ бинарного типа, приобретены навыки научно-исследовательской работы.
Введение
Теплоэнергетические установки делятся на паровые теплоэнергетические установки (ПТУ), газовые теплоэнергетические установки (ГТУ) и парогазовые теплоэнергетические установки (ПГУ). Все эти установки служат для выработки электрической и тепловой энергии.
Основными элементами ПТУ являются паровой котел, паровая турбина, электрический генератор, конденсатор, питательный насос. Работает ПТУ по следующему принципу: вода в паровом котле нагревается и превращается в пар, который затем поступает в пароперегреватель, после пароперегревателя пар подается в голову паровой турбины, расширяется, и поступает в конденсатор, где превращается в воду, далее в питательном насосе жидкость сжимается и подается обратно в паровой котел. Электрический генератор превращает механическую энергию в электрическую. В теплофикационных установках наряду с выработкой электрической энергии, осуществляется отбор пара на теплофикацию из паровой турбины. Дополнительными элементами ПТУ являются: система регенерации, системы промежуточного перегрева пара.
За основной цикл в паротурбинной установке принят идеальный цикл Ренкина. В этом цикле осуществляется полная конденсация рабочего тела в конденсаторе, вследствие чего вместо громоздкого малоэффективного компрессора для подачи воды в котел применяют питательный водяной насос, который имеет малый габарит и высокий К. П. Д. При сравнительно небольшой мощности, потребляемой насосом, потери в нем оказываются малыми по сравнению с общей мощностью паротурбинной установки. Кроме того, в цикле Ренкина возможно применение перегретого пара.
Паровые турбины работают следующим образом: пар, образующийся в паровом котле, под высоким давлением, поступает на лопатки турбины. Турбина совершает обороты и вырабатывает механическую энергию, используемую генератором. Генератор производит электричество.
Электрическая мощность паровых турбин зависит от перепада давления пара на входе и выходе установки. Общая эффективность паровых турбин (электроэнергия + тепло) доходит до ~85% в расчете на единицу потраченного топлива. Мощность единичной паровой турбины ~ до 1000 МВт.
Типы паровых турбин
1) турбины с противодавлением - давление пара на выходе турбины выше атмосферного
2) турбины конденсационные - давление пара на выходе турбины ниже атмосферного
Пар в турбину должен подаваться с характеристиками:
давлением 40-60 бар
температурой 400-500°С.
Плюсы паровых турбин:
1) работа паровых турбин возможна на различных видах топлива: газообразное, жидкое, твердое
2) высокая единичная мощность
3) свободный выбор теплоносителя
4) широкий диапазон мощностей
5) внушительный ресурс паровых турбин
Минусы паровых турбин:
1) высокая инерционность паровых установок (долгое время пуска и останова)
2) дороговизна паровых турбин
3) низкий объем производимого электричества, в соотношении с объемом тепловой энергии
4) дорогостоящий ремонт паровых турбин
5) снижение экологических показателей, в случае использования тяжелых мазутов и твердого топлива
Подогреватели воздуха бывают рекуперативного и регенеративного типа. В рекуперативных подогревателях тепло постоянно передается через стены, так как с одной стороны проходят дымовые газы, а с другой — воздух в горелки. У регенеративного типа тепло дымовых газов сначала поглощается насадкой регенератора и затем передается воздуху. Насадка при каждом цикле нагревается и охлаждается.
Газотурбинная установка состоит из двух основных частей - это силовая турбина и генератор, которые размещаются в одном корпусе. Поток газа высокой температуры воздействует на лопатки силовой турбины (создает крутящий момент). Утилизация тепла посредством теплообменника или котла-утилизатора обеспечивает увеличение общего КПД установки.
ГТУ может работать как на жидком, так и на газообразном топливе. В обычном рабочем режиме - на газе, а в резервном (аварийном) - автоматически переключается на дизельное топливо. Оптимальным режимом работы газотурбинной установки является комбинированная выработка тепловой и электрической энергии. ГТУ может работать как в базовом режиме, так и для покрытия пиковых нагрузок.
Плюсы ГТУ:
1) незначительная потребность в охлаждающей воде;
2) возможность применения белее высоких температур рабочего тела;
3) меньший расход металла, приходящийся на единицу мощности;
4) возможность очень быстрого пуска и форсирование нагрузки;
Минусы ГТУ:
1) большая работа, затрачиваемая на сжатие воздуха в компрессоре;
2) высокая температура выхлопных газов;
3) невозможность работы на твердом топливе;
4) относительная низкая предельная мощность газовой турбины;
5) резкое снижение экономичности при недогрузках;
Парогазовые установки имеют одно главное отличие. В ПГУ отработавшие газы, имеющие высокую температуру, поступают в котел-утилизатор. В котле-утилизаторе парогазовой установки высокотемпературные газы разогревают пар до температуры ~500°С. В котле парогазовой установки давление пара поднимается до ~80 атм. Эти параметры позволяют использовать паровые турбины. В парогазовых установках паровые турбины вращают дополнительные генераторы. В парогазовых установках используется еще ~20% энергии поступившего топлива. Общий электрический КПД парогазовой установки составляет ~58%. В стандартных газотурбинных установках КПД составляет ~ 40%. ПГУ — относительно новый тип электростанций, работающих на газе, жидком или твердом топливе. Парогазовые установки предназначены для получения максимального количества электроэнергии с силовыми агрегатами относительно высокой мощности.