Основные характеристики теплофикационной турбины с одним регулируемым отбором пара для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Идеальный обратимый процесс расширения пара в ЧВД определяется линией 1−1', а разность энтальпий в точках 1 и 1' есть располагаемый теп-лоперепад в ЧВД: Н'o = h1 — h1', (1.3)где h1' - энтальпия пара в конце изоэнтропного расширения в ЧВД. Адиабатное обратимое расширение пара в ЧНД турбины происходит по линии 1от -2'. Действительный теплоперепад в ЧНД равен:

Н"д = h1от — h2д, где h2″ - энтальпия пара в конце обратимого расширения в ЧНД. Суммарный действительный теплоперепад в турбине представляется разностью энтальпий в точках 1 и 2д: Нд= h1 — h2д. Суммарный располагаемый теплоперепад в турбине определяется разностью энтальпий в точках 1 и 2: Но = h1 — h2. Отработанный в ЧНД турбины пар поступает в конденсатор, где происходит его конденсация при постоянных давлении и температуре. Процесс конденсации пара в конденсаторе в h, s — диаграмме изображается линией 2д-3'. Конденсация пара, поступающего в отбор, происходит в подогревателе сетевой воды (бойлере) в результате охлаждения водой, циркулирующей в системе отопления. Этот процесс также является изобарно изотермическим и изображается линией 1от-3″.Определение термодинамических параметров в основных точках цикла.

Для построения теплофикационного цикла в h, s — диаграмме необходимо определить параметры в основных точках цикла. Точка 1 — состояние острого пара перед турбиной. Давление р1 = 8,1 МПа, температура Т1 = 380ºС. По h, s — диаграмме или таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара находим: энтальпия h1 = 3079 кДж/кг, удельный объем v1 = 0,032 м3/кг, энтропия s1 = 6,27 кДж/(кг· К).Точка 1' - конец изоэнтропного расширения пара в ЧВД турбины. Определяется на h, s — диаграмме пересечением линий постоянных энтропии s1 = 6,27 кДж/кг· К и давления в отборе р1' = рот = 0,17 МПа. По h, s — диаграмме находим: энтальпия h1' = 2345 кДж/кг, удельный объем v1'=0,867м3/кг, энтропия s1' = 6,27 кДж/(кг· К), температура Т1' = 115ºС.Точка 1от — конец действительного процесса расширения пара в ЧВД турбины. Tемпература = Т1' = 115ºС, т.к. точка 1от находится в области влажного пара. Энтальпию пара в точке 1отэнтропиюи удельный объем от находим из таблиц или из h, s — диаграммы по известным параметрам и := 6,52кДж/(кг· К), = 0,911 м3/кг, Точка 2 — конец изоэнтропного расширения пара в турбине. Определяется пересечением линий постоянной энтропии s1 = 6,27 кДж/(кг· К) и давления в конденсаторе р2 = 0,0045= МПа. По h, s — диаграмме находим: энтальпия h2 = 1900 кДж/кг, удельный объем пара v2 = 22,7 м3/кг, энтропия s2 = s1 = 6,27 кДж/(кг· К), температура Т2 = 31ºС. Точка 2' - конец изоэнтропного расширения пара в ЧНД турбины. Определяется пересечением линий постоянных энтропии= 6,52кДж/(кг· К) и давления в конденсаторе р2 = 0,0045= МПа. По h, s — диаграмме находим:

энтальпия = 1976 кДж/кг, удельный объем = 23,673 м3/кг, энтропия = 6,52кДж/(кг· К), температура Т2' = 31ºС.Точка 2д — конец действительного процесса расширения пара в ЧНД турбины. Энтальпию пара в точке 2д определим по формуле:

Найдем Из h, s — диаграммы определим:

удельный объем = 24,407 м3/кг, энтропия = 6,96кДж/(кг· К), температура = 31ºС, .Относительный внутренний КПД ЧНД турбины определится:

Относительный внутренний КПД ЧВД турбины определится:

Точка 3' - конец процесса конденсации пара в конденсаторе турбины. Параметры в этой точке находим, пользуясь таблицами, по заданному давлению = 0,0045 МПа: энтальпия h3' = 130 кДж/кг, удельный объем пара v3' = 0,001 м3/кг, энтропия s3'= 0,45 кДж/(кг· К), температура Т3' = 31ºС.Точка 3″ - конец процесса конденсации пара в подогревателе сетевой воды (бойлере).Параметры в этой точке находим, пользуясь таблицами, по заданному давлению = 0,17 МПа: энтальпия h3″ = 483 кДж/кг, удельный объем пара v3″ = 0,001 м3/кг, энтропия s3"= 1,47 кДж/(кг· К), температура Т3″ = 115ºС.Точка 3 — состояние конденсата перед питательным насосом. Энтальпию в этой точке находим по уравнению:

Остальные параметры кипящей воды в точке 3 находим из таблиц по величине h3: Т3 = 91,6ºС, р3 = 0,075 МПа, v3 = 0,104 м3/кг, s3 = 1,21 кДж/(кг· К).Точка 4 — конец изоэнтропного сжатия конденсата в питательном насосе. Механическая работа вращения ротора насоса полностью переходит в теплоту. При этом принимаем увеличение температуры и энтальпии конденсата после повышения давления до величины р4 = р1 = 8,1 МПа соответственно на 2,5ºС и 10 кДж/кг (эти величины общепринятые данные). Тогда параметры в точке 4 будут равны: р4 = 8,1 МПа, Т4 = 94,1ºС, v4 = 0,104 м3/кг, h4 = 394 кДж/кг, s4 = s3 = 1,21 кДж/кг· К. Точка 4д — конец адиабатного сжатия конденсата в питательном насосе (состояние конденсата перед парогенератором).Энтальпия в точке 4д определяется из уравнения:

Находим остальные параметры из таблиц по известным р4д = р1 иh4д: Т4д = 94,5ºС, v4д = 0,104 м3/кг, s4д = s3 = 1,22 кДж/кг· К. Точка 5 — начало парообразования в парогенераторе. Параметры находят по давлению р5 = р1 из таблиц: р5 = 8,1 МПа, Т5 = 296ºС, v5 = 0,139 м3/кг, h5 = 1322 кДж/кг, s5 = 3,22 кДж/кг· К. Точка 6 — конец парообразования в парогенераторе. Параметры находим по давлению р6 = р1 из таблиц: p6 =8,1МПа, Т6=296ºС, v6=0,0232 м3/кг, h6=2757 кДж/кг, s6=5,74кДж/кг· К.11'1от22'2д3'p8,10,170,170,450,00450,450,0045T38011511531313131v0,0320,8670,91 122,723,67 324,4070,001h307923452442190019762112130s6,276,276,526,276,526,960,453"344д56p0,170,0758,18,18,18,1T11591,694,194,529 6296v0,0010,1 040,001040,1 040,001390,0232h48338439439513222757s1,471,211,211,223,225,74Определим максимальный расход пара в конденсатор при заданной мощности турбины Определим потерю энергии холостого хода турбогенератора по уравнению:

По диаграмме. Определяем расход условного топлива при номинальном режиме теплофикационной турбиныдля:

Список литературы

1. Дыскин Л. М., Пузиков Н. Т. Расчет термодинамических циклов: учебное пособие / Л. М. Дыскин, Н. Т. Пузиков. — 2-е изд., перераб.

Нижегород. гос. архит.

строит. ун-т. — Н. Новгород: ННГАСУ, 2010. — 87 с.

2. Дыскин.

Л.М.Определение характеристик теплофикационной паровой турбины. Методические указания для студентов направления 140 100.

Теплоэнергетика. Нижний Новгород, издание НГАСУ, 2009 г.

3. Ривкин С. Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара / С. Л. Ривкин, А. А. Александров — М.: Энергоатомиздат, 1984.