Тепловой расчет судовой паротурбинной установки

Общий видимый расход пара на эжекторы (для отсоса пара из уплотнений используется эксгаустер) Эжекторы работают свежим охлажденным паром, тепло отработавшего пара возвращается в цикл в границах первой ступени подогрева, так как охладители эжектора установлены на главной конденсатной магистрали до подогревателя первой ступени. Количество тепла, отдаваемое 1 кг отработавшего пара, в первой ступени подогрева:

Коэффициенты связи:

свежий пар аэсв=1;

— первая точка отбора Изменения количества пара в точках отбора:

свежий пар ;

— первый отбор Редукционный коэффициент по расходу пара:

Редукционный коэффициент по расходу тепла меньше на величину jохл, так как эжекторы работают охлажденным паром:

Истинные расходы пара и тепла:

Конденсатор системы уплотнения

Количество пара, поступающего из уплотнений главной турбины, рассчитываются согласно формуле:

Количество пара, поступающего из уплотнений турбогенератора и турбопитательного насоса, принято

Отношение количества конденсируемого пара к количеству пара поступающего в турбину, принято хк=0,85.Количество конденсируемого пара:

Энтальпия отсасываемого пара iy=600 ккал/кг.Количество тепла, отдаваемого в первую ступень подогрева 1 кг конденсируемого пара:

Расход пара на уплотнения учитывается значениями расходов пара на турбину, поэтому коэффициент связи по отбору пара из цикла для конденсатора уплотнений равен нулю. Отличен от нуля лишь коэффициент связи для первой точки отбора:

Изменение количества пара, поступающего из первого отбора:

Редукционные коэффициенты по расходу пара и тепла:

Истинные расходы пара и тепла:

Испаритель котельной и бытовой воды (погружного типа) Безвозвратные потери свежего пара были определены выше и равны Dc=470 кг/ч.Прочие утечки пара и конденсата, согласно формуле:

Потери, вызываемые продуванием котлов:

Суммарная величина утечек:

Расход пресной воды на бытовые нужды определен, исходя из нормы 6 кг на человека в час: Среднесуточная производительность испарителя:

Количество тепла, затрачиваемого паром, отбираемым их первой и второй точек отбора, отнесенное к производительности испарителя, определено ниже. Прямые потери тепла испарительной установкой, отнесенные к рабочей производительности испарителя, приняты:

Где Коэффициент связи:

Изменение количества пара в точках отбора:

Редукционные коэффициенты:

Истинные расходы пара и тепла

Потери тепла системой регенеративного подогрева в окружающую среду

Абсолютная величина рассматриваемых потерь определена для каждой ступени по формуле: Значение приняты по данным табл. 3 для второй ступени и для первой, соотвественно и ккал/ч.Значение Таблица 3Ступени подогрева

Значение Первая поверхность или условно-смесительная0,5÷0,7Вторая ступень, состоявшая из деаэратора и атмосферной сточной цистерны1,9÷2,2То же, но с подогревателем воздуха или дополнительных поверхностным водоподогревателем2,3÷2,7Третья и четвертая поверхностные0,8÷1,0Условные увеличения расхода пара во второй и первой точках отбора:

и Истинные расходы пара и тепла:

Истинные расходы пара и тепла на все дополнительные потребители и суммарное изменение количества пара, поступающего из точек отбора

Истинные расходы пара и тепла на все дополнительные потребители и суммарное изменение количества пара, поступающего из точек отбора

Таблица 4Наименование потребителяDk, кг/чЗначение, кг/ч, кг/ч, ккал/чn=свn=игn=2n=1Питательный насос8229,768 229,760,00−8229,760,4 205,2914862,38Турбогенератор2649,222 649,220,000,000,2 695,4620632,65Испаритель грязных конденсаторов77,540,0077,54−24,30−36,0020,1 639 384,79Сажеобдвуватели и утечки свежего пара0,520,520,000,000,159,37121994,50Эжекторы237,32 237,320,000,00−305,0036,0227,57Конденсатор уплотнений1078,480,000,000,00−950,00−759,95−581,71Испаритель котельной и бытовой воды348,000,000,0050,0014,812,62622,03Потеря в окружающую среду ступенями подогрева0,050,000,000,150,030,0537,82Суммы по всем потребителям12 620,8811116,8177,54−8203,91−1276,977 169,02196980,02Относительные расходы пара и тепла на дополнительные потребители:

Следовательно, предварительно принятые значения Q и D назначены с небольшим запасом (~0,5%).Определение расходов пара, тепла и топлива на установку, количества пара, отбираемого от турбины, и относительной мощности ТВДРасходы пара и тепла на установку:

Расходы топлива (теплотворность 9300 ккал/кг):Удельный расход топилва

Термический КПД установки:

где Расчет пара по точкам отбора

Таблица 5Наименование величин

Точки отбора nсвиг2(р)lКоличество пара, которое необходимо отобрать от главной турбины для регенеративного подогрева при неиспользовании для этой цели других источников тепла1028,153,360,00−62,77Изменения количества отбираемого пара, вызываемые дополнительными потребителями (из табл.

2)-248,827 172,38196980,02−61,77Количество отбираемого пара 779,337 175,74196980,02−124,55Коэффициенткачестваотбораψn0,480,260,480,24Разность ψр- ψn (определяется только для n>p)0,480,480,480,48Разность 1- ψn0,520,740,520,76Произведение 0,1 625,230,00−29,80Произведение 403,695 342,26102035,65−94,32Суммы :Удельный расход условного топлива (Qнр = 9200 ккал/кг)Расход свежего пара на дополнительные потребители

Количество пара, поступающего в турбину (видимый расход пара) Количество пара, поступающего из турбины в конденсатор:

Относительная мощность ТВДНевязка мощности:

Заключение

Судовая энергетическая установка должна удовлетворять следующим основным технико-экономическим и эксплуатационным требованиям: — быть экономичной, т. е. строительная стоимость и эксплуатационные затраты на неѐ должны быть оптимальными; - ГСЭУ должна обеспечивать заданную скорость хода судна, обладать достаточными маневренными качествами на всех режимах его движения и иметь высокий моторесурс; - снабжать потребителей различными видами энергии и холодом при высокой экономичности процессов превращения тепловой энергии в механическую и электрическую; - процессы управления и регулирования должны быть автоматизированы; - быть надѐжной, т. е. иметь оптимальную вероятность безотказной работы, требовать минимальное время на устранение неисправностей и сохранять работоспособность в аварийных ситуациях; - при работе не оказывать вредного воздействия на обслуживающий персонал, пассажиров и не загрязнять окружающую среду; - иметь малые габариты и массу. На флоте в большинстве случаев в качестве главных применяют четырѐхтактные дизели с наддувом, реверсивные среднеоборотные и нереверсивные повышенной оборотности. В качестве вспомогательных обычно устанавливаются четырѐхтактные дизели без наддува повышенной оборотности. Список используемой литературы

Васильев В. К. Проектирование паросиловых, корабельных установок. Л., Судпромгиз, 1940

Гречко Н. Ф. Судовые турбинные установки: Справочное пособие. — Одесса: «ФЕНІКС», 2005. — 317 с. Лукин Г. Я. Паротурбинные установки современных морских судов. М., из-во «Морской транспорт», 1957

Семека В. А. Связь между энтальпией пара в точке отбора и конечной энтальпией питательной воды в ступени подогрева регенеративной системы. Труды ЦНИИМФ, вы.28, 1960

Семака В. А. Тепловой расчет судовых паротурбинных установок. Из-во «Траспорт» — 1966

Слободянюк Л.И., Поляков В. И. Судовые паровые и газовые турбины и их эксплуатация. — Л.: Судостроение, 1983. — 358 с.