Термодинамика

Так же сокращается удельный расход пара (209 кг/с и 274,2 кг/с), что снижает нагрузку на насосы и расход электроэнергии на привод насоса. По сравнению с простым циклом ПТУ, цикл с регенеративными отборами преследует идею сокращения расхода тепла от внешнего источника за счет возврата теплоты обратно в цикл. При практически одинаковом КПД расход теплоты на подогрев ниже, чем у простого цикла (2666,1 кДж/кг и 3236,5 кДж/кг). Так же данные мероприятия приводят к снижению работы турбины (1002 кДж/кг и1216,2 кДж/кг) и снижению теплоты, отдаваемой внешнему потребителю в конденсаторе (1544,8 кДж/кг и 2003,2кДж/кг).Комплексное использование данных методов может увеличить КПД ПТУ и снизить удельный расход тепла на выработку электроэнергии и теплоты.

3.6. ЦИКЛ ПТУ С ВТОРИЧНЫМ ПЕРЕГРЕВОМ ПАРА И РЕГЕНЕРАТИВНЫМ ПОДОГРЕВОМ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫИсходные данные для расчета: РО, tО, РВП, tВП, РК, oiЧВД, oiЧНД.(такие же, как в разделе 3.3), отбор пара на смешивающий регенеративный подогреватель из ЧВД турбины принять при давлении Р1=РВП.Задание 1Изобразить схему ПТУ при заданных условиях и ее действительный цикл в T, s- и h, s- диаграммах. Определить: удельную работу турбины lтi и подведенную теплоту q1i, внутренний абсолютный КПД цикла (без учета работы насосов).Задание 2Провести такие же расчеты при наличии второго регенеративного отбора пара из турбины при давлении Р2 = 0,6РВП.Р2 = 0,614,5=8,7 бар. Т7': P7'=8,7 бар, t7'=4180С, i7'=3377.

3кДж/кг, s7=7,64 кДж/кг*К.Давление второго отбора (t=316oC): P'=2,5 бар. Т7'': P7''=2.5 бар, t7''=3160С, i7'=3100.

8кДж/кг, s7=7,64 кДж/кг*К.Тепловой баланс подогревателей имеет вид: Из диаграммы пара найдем значения энтальпий в точках:

Т7: i7=3538.

1кДж/кг

Т7':i7'=3377.

3кДж/кг

Т7'':, i7'=3100.

8 кДж/кг

Т1: i1=130кДж/кг

Т2: i2=130,1кДж/кг

Т1'': i1''=535.

4 кДж/кг

Т2'': i2''=533.

9кДж/кг

Т1': i1'=736,3 кДж/кг

Т2': i2'=756,9 кДж/кг

Найдем доли отбора пара на регенерацию:

Отсюда:, удельную работу турбины lт и lтi;Найдем реальные значения точек отбораудельные подведенную теплоту от внешнего источника q1 и q1i и отведенную теплоту q2 и q2i;Подведенная теплота от внешнего источника равна:

Откуда

Теплота, отведенная внешнему потребителю (отданная в конденсаторе):

термический t и внутренний абсолютный i КПД цикла ПТУ;удельный расход пара dt, dэ в кг/(кВтч) и теплоты qt, qэ в кДж/(кВтч) и полный расход пара на турбину D при заданной электрической мощности Wэ;параметры воды за подогревателем и параметры пара на выходе из турбины. Т8р: P8= Pк=0,045 бар, t4=31 0С, i8=2474.

0 кДж/кг, s8=(8.43−0.45)*0.96+0.45=8,11 кДж/кг*К. Степень сухости пара: x=(i8-i')/(i''-i')= (2163,2−130)/(2557.

8−130)=0.83Т2'р:P2=7,5 бар, t2=167 0С, i2=706,2кДж/кг, s2=2,0 кДж/кг*К.Таблица 9Сводные результаты расчета циклов ПТУРо =140 барtо = 520оCРк = 0,045 барWэ = 100МВтПростой цикл

Цикл с вторичн.

перегревом пара

Регенеративный циклидеальн.

действ.идеальн.

действ.идеальн.

действ.lт или lтi кДж/кг1426,41 216,21810,91 543,81151,71002q1 или q1i кДж/кг3234,63 236,53983,33 985,22663,62 666,1q2 или q2i кДж/кг1820,82 003,22185,2 344,014021544,8t или i, %43 374 538 4337dt или dэ кг/(кВтч)2,522,961,992,333,133,59D, кг/с274,2 209 284,9qt или qэ кДж/(кВтч)8151,29 574,17918,69 285,58325,99 578,8Параметры пара на выходе из турбиныhк, кДж/кг1950,82 136,2231524741950,82 136,2xк0,750,830,90,960,750,83vк, м3/кг23,325,82 829,623,325,8Параметры воды на выходе из насоса или за подогревателемctпв, кДж/кг142,6140,7142,6140,7713.

6706,2tпв, оС31 313 131 167 167

Изобразить схемы установок и их действительные циклы в T, s- и h, s- диаграммах. Сделать выводы о наиболее экономичной схеме.

3.7. ЦИКЛ ПТУ С ОТБОРАМИ ПАРА НА ТЕПЛОВОЙ ПОТРЕБИТЕЛЬ И РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПОДОГРЕВ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫПаротурбинная установка с вторичным перегревом пара имеет два отбора: 1-й на тепловой потребитель из ЧВД при давлении Р1 = РВП; 2-й на регенеративный смешивающий подогреватель из ЧНД при давлении Р2 = 0,6РВП.Исходные данные:

РО=140 бар, tО=520 0С, РВП=14,5 бар, tВП=530 0С, РК=0,045 бар, oiЧВД=0,87, oiЧНД=0,87, Р1 = 14,5 бар, Р2 = 8,7 бар;Расход пара на турбину D=209 кг/сРасход пара на тепловой потребитель принять равным DТП = 0,3D=62,7 кг/с;Считать, что конденсат от теплового потребителя возвращается в ПТУ в состоянии насыщения и в полном объеме (tКтп = t1н).Изобразить схему установки и ее цикл в T, s- и h, s-диаграммах (процессы в насосах не показывать). Выбор места возврата конденсата в ПТУ сделайте самостоятельно, исходя из схемы с наибольшей тепловой экономичностью. Обоснуйте принятое решение. Определить: количество пара, идущего на регенерацию DР: Из теплового баланса регенеративного подогревателя:

Из диаграммы пара найдем значения энтальпий в точках:

Возврат конденсата происходит в точку до подогревателя низкого давления, что исключает потери энергетического потенциала с дросселированием до низкого давления в подогревателе.

мощность турбины Wтi и нагрузку (мощность) теплового потребителя QТП, внутренний абсолютный КПД цикла i (без учета работы насосов):

коэффициент использования теплоты топлива Q, коэффициент выработки электроэнергии на тепловом потреблении. Литература

Термодинамичекие свойства воды и водяного пара. Справочник. С. Л. Ривкин, А. А. Александров, 1984

Термодинамика. Учебное пособие для вузов. М. П. Вукалович, И. И. Новиков, 1972

Техническая термодинамика. Учебник для вузов. Под ред. В. И. Крутова, 1981