- •1. Расчёт идеального цикла Ренкина.
- •1.1. Схема теплоэнергоустановки, описание принципа её работы.
- •1.2. Определение параметров рабочего тела (p, ,t, s, u, I, ex) во всех узловых точках рассчитываемого цикла.
- •1.3. Определение энергетических параметров для всех процессов, составляющих цикл (u, I, l, l, qe, ex).
- •2.2. Определение энергетических параметров для всех процессов, составляющих цикл.
- •2.3. Проверка.
- •2.4. Расчёт 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. Расчёт идеального цикла Ренкина с промежуточным перегревом пара.
- •5.1. Схема теплоэнергетической установки.
- •5.2 Параметры узловых точек и процессы цикла.
- •5.3. Проверка.
- •6.2. Параметры в узловых точках цикла и процессы цикла.
- •7. Теплофикационный цикл.
- •7.2. Параметры в точках цикла.
- •7.3. Определение кпд теплофикационного цикла.
4. Определение расхода охлаждающей воды в конденсаторе.
Исходными данными для расчета являются следующие параметры:
T6g=T1=301,96 K; tв охл=13 oC; i1=121,4 кДж/кг; i6g=2402,3 кДж/кг;
P6g=P1=0,04 бар; P0=1 бар.
Рис.4.1. Схема принципиальная конденсатора.
Зададим подогрев охлаждающей воды до температуры конденсации пара (на линии насыщения) tв=t1=28,96 oС. Для охлаждающей воды энтальпия
входа и выхода определяются в виде:
iвх = кДж/кг;
iвых= кДж/кг.
Запишем уравнение теплового баланса в конденсаторе:
.
Для идеального цикла с регенерацией:
,
где g=0,025 – доля пара, отбираемого на регенерацию (раздел 6.4).
5. Расчёт идеального цикла Ренкина с промежуточным перегревом пара.
5.1. Схема теплоэнергетической установки.
Рис.5.1. Схема принципиальная теплоэнергоустановки с промежуточным перегревом пара и идеальный цикл в T-s, P- и i-s диаграммах: 1- насос, 2 – барабан котла, 3 - пароперегреватель, 4 – турбина паровая, 5 - конденсатор, 6 – электрогенератор, 7 – дополнительный пароперегреватель.
В этом цикле подводится теплота к пару также в дополнительном пароперегревателе (7), где температура пара повышается до температуры tп. Затем пар снова поступает в турбину низкого давления (8). При этом на последних ступенях турбины получаем более сухой пар.
5.2 Параметры узловых точек и процессы цикла.
Параметры точек цикла остаются такими же, как для идеального цикла Ренкина, но добавляются следующие точки:
Точка 10.
Точка соответствует параметрам пара после ТВД. Давление P10=Pп2=13 бар. Процесс в турбине идеальный адиабатный (s10=s5=7,25 кДж/(кгК)). По этим параметрам, интерполируя, находим остальные:
t10=370 oC; м3/кг; i10=3200 кДж/кг;
u10=i10 кДж/кг;
ex10=(i10-i0) -T0(s10-s0)=(3200-15,13)-288(7,25-0,0615)=1114,582 кДж/кг.
Точка 11.
Точка соответствует параметрам пара перед ТНД. Давление P11=P10=13 бар. t11=t5=700 0C. По диаграмме находим остальные параметры:
s11=8,15 кДж/(кгК); м3/кг; i11=3925 кДж/кг; u11=i11 кДж/кг;
ex11=(i11-i0)–T0(s11-s0)=(3925-15,13)–288(8,15-0,0615)=1580,382 кДж/кг.
Точка 12.
Точка соответствует состоянию влажного пара, поступающего в
конденсатор. P12=Pк=0,04 бар и s12=s11=8,15 кДж/(кгК). По диаграмме
находим остальные параметры:
i12=2450 кДж/кг; м3/кг; t12=30 oC;
u12= кДж/кг;
ex12=(i12–i0)–T0(s12–s0)=(2450–15,13)–288(8,15–0,0615)=105,382 кДж/кг.
Степень сухости х=0,955.
Рассмотрим процессы 5–10, 10–11, 11–12 и 12–1.
Процесс 5–10 – адиабатное расширение в турбине.
u=u10–u5=2907,5–3465=-557,5 кДж/кг;
i=i10–i5=3200–3890=-690 кДж/кг;
qe=0; l=-u=557,5 кДж/кг; l=-i=690 кДж/кг;
ex=ex10-ex5=1114,582–1804,582=-690 кДж/кг.
Процесс 10–11 – изобарный вторичный перегрев пара
в пароперегревателе.
u=u11-u10=3470–2907,5=562,5 кДж/кг; i=i11-i10=3925–3200=725 кДж/кг;
qe=i=725 кДж/кг; l=qe-u=725–562,5=162,5 кДж/кг; l=0;
ex=ex11-ex10=1580,382–1114,582=465,8 кДж/кг.
Процесс 11–12 – обратимое расширение в турбине рабочего тела.
u=u12-u11=2310–3470=-1160 кДж/кг;
i=i12-i11=2450–3925=-1475 кДж/кг;
qe=0; l=-u=1160 кДж/кг; l=-i=1475 кДж/кг;
ex=ex12-ex11=105,382–1580,382=-1475 кДж/кг.
Процесс 12–1 – изобарное охлаждение влажного пара в конденсаторе
до состояния насыщения воды при t=28,96 oC.
u=u1-u12=121,396–2310=-2188,604 кДж/кг;
i=i1-i12=121,42–2450=-2328,58 кДж/кг;
qe=i=-2328,58 кДж/кг; l=qe-u=-2328,58–(-2188,604)=-139,976 кДж/кг; l=0; ex=ex1-ex12=2,331–105,382=-103,051 кДж/кг.