Анализ цикла Ренкина
Учитывая КПД парового котла, определяем теплоту, первоначально внесённую в установку за счёт сгорания топлива: Коэффициент энергетических потерь для всёй установки равен сумме таких же коэффициентов для отдельных узлов: Определяем значение, которым будет удобно пользоваться при дальнейших вычислениях: Энергия, отданная конденсирующимся влажным паром в конденсаторе, равна: Для питательной воды… Читать ещё >
Анализ цикла Ренкина (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Исходные данные
параметры после кола | параметры перед турбиной | в конденсаторе | температура питательной воды | |||
9,5 | ||||||
— относительный внутренний КПД турбины.
— относительный внутренний КПД насоса.
— механический КПД.
— КПД парового котла.
— КПД электрического генератора.
— низшая теплота сгорания топлива.
Для питательной воды нагрев в каждом из регенеративных подогревателей
Параметры в характерных точках
9,5 | 0,0030 | 0,0030 | 0,0030 | 9,5 | 9,5 | |||
24,08 | 24,08 | 24,08 | 24,249 | 24,512 | ||||
813,15 | 803,15 | 297,23 | 297,23 | 297,23 | 297,399 | 297,662 | ||
3482,1 | 3462,451 | 2003,605 | 100,99 | 2222,43 | 110,479 | 111,533 | ||
6,7563 | 6,7555 | 6,7555 | 0,3543 | 7,4917 | 0,3543 | 0,3580 | ||
; | ; | 0,7785 | 0,8680 | ; | ; | |||
Точка :
Точка :
Определим число подогревателей в данном цикле:
При принимаем число подогревателей 7.
Схема установки.
На 1−6 подогревателях нагрев происходит на 300С, а в 7 на 35,488.
Параметры точек цикла
9,5 | 333,15 | 259,107 | 0,8262 | ||||
9,5 | 363,15 | 384,272 | 1,1859 | ||||
9,5 | 393,15 | 510,346 | 1,5195 | ||||
9,5 | 423,15 | 637,869 | 1,8320 | ||||
9,5 | 453,15 | 767,550 | 2,1281 | ||||
9,5 | 483,15 | 900,443 | 2,4120 | ||||
9,5 | 513,15 | 1038,232 | 2,6886 | ||||
0,2 504 | 338,15 | 272,079 | 0,8935 | ||||
0,8 461 | 368,15 | 398,019 | 1,2502 | ||||
0,23 222 | 398,15 | 525,062 | 1,5815 | ||||
0,54 342 | 428,15 | 653,877 | 1,8926 | ||||
1,12 327 | 458,15 | 785,324 | 2,1878 | ||||
2,10 555 | 488,15 | 920,609 | 2,4714 | ||||
3,65 091 | 518,15 | 1061,491 | 2,7477 | ||||
0,2 504 | 338,15 | 2254,298 | 6,7555 | 0,8451 | |||
2435,521 | 7,2914 | 0,9224 | |||||
0,8 461 | 368,15 | 2424,812 | 6,7555 | 0,8930 | |||
2580,461 | 7,1783 | 0,9616 | |||||
0,23 222 | 398,15 | 2585,092 | 6,7555 | 0,9415 | |||
2716,696 | 7,0860 | ||||||
0,54 342 | 428,15 | 2735,931 | 6,7555 | 0,9924 | |||
242,963 | 516,113 | 2944,909 | 7,2036 | ||||
1,12 327 | 458,15 | 2882,072 | 6,7555 | ||||
263,683 | 536,833 | 2969,131 | 6,9238 | ||||
2,10 555 | 488,15 | 3029,707 | 6,7555 | ||||
331,902 | 605,052 | 3094,621 | 6,8654 | ||||
3,65 091 | 518,15 | 3177,510 | 6,7555 | ||||
399,916 | 673,066 | 3220,252 | 6,8199 | ||||
Точка :
Точка :
Точка :
Точка :
Точка :
Точка :
Точка :
Энергетический баланс:
1. Находим теплоту, подведённую в паровой котёл к рабочему телу:
2. Учитывая КПД парового котла, определяем теплоту, первоначально внесённую в установку за счёт сгорания топлива:
Здесь — испарительная способность топлива,; - расход топлива, .
Определяем значение, которым будет удобно пользоваться при дальнейших вычислениях:
3. Потеря теплоты при горении топлива:
4. Потеря теплоты трубопроводами на пути от парового котла до турбины:
5. Механические потери работы на трение в подшипниках турбины:
6. Работа на муфте электрогенератора:
7. Электрические потери в электрогенераторе:
8. Работа на клеммах электрогенератора:
Подсчитаем КПД установки (брутто) на клеммах электрогенератора:
Энергетический метод:
Параметры окружающей среды:
Прирост энергии в паровом котле:
Уменьшение энергии в трубопроводе:
Уменьшение энергии в конденсаторе:
Увеличение энергии в подогревателях по воде:
1. подогреватель.
2. подогреватель.
3. подогреватель.
4. подогреватель.
5. подогреватель.
6. подогреватель.
7. подогреватель.
Уменьшение энергии в подогревателях по пару:
1. подогреватель.
2. подогреватель.
Подогреватель.
3. подогреватель.
4. подогреватель.
5. подогреватель.
6. подогреватель.
Теперь сводим энергетический баланс для тех узлов установки, в которых происходит изменения состояния рабочего тела.
Увеличение энергии, | Уменьшение энергии, | |||
в насосе | 6,27 996 | в трубопроводе | 19,41 688 | |
в парогенераторе | 1263,6279 | в проточной части турбины | 1187,3421 | |
в подогревателях по воде | 209,0656 | в конденсаторе | 33,50 615 | |
в подогревателях по пару | 238,8638 | |||
Итого: | 1478,9735 | 1479,1289 | ||
Невязка баланса составляет 0,1554%
Вычисляем энергетические КПД узлов.
1. Энергетический КПД парового котла:
2. Энергетический КПД трубопровода:
3. Энергетический КПД турбины:
4. Энергетический КПД конденсатора:
Энергия, отданная конденсирующимся влажным паром в конденсаторе, равна:
Это составляет от теплоты в конденсаторе.
5. Энергетический КПД питательного насоса:
6. Энергетический КПД процессов отвода в окружающую среду теплоты трения и теплоты, выделившейся в генераторе, равны: .
Энергетический КПД конденсатора не учитывается Определим энергетические потери и коэффициенты энергетических потерь
1. Потери энергии в паровом котле:
2. Потери энергии в трубопроводе:
3. Потери энергии в турбине:
4. Потери энергии в конденсаторе:
5. Потери энергии в питательном насосе:
6. Потери энергии на трение в подшипниках турбины:
7. Потери в электрогенераторе:
8. Потери в подогревателях:
1. подогреватель.
2. подогреватель.
3. подогреватель.
4. подогреватель.
5. подогреватель.
Коэффициент энергетических потерь для всёй установки равен сумме таких же коэффициентов для отдельных узлов:
температура энергия конденсатор давление Как видно, оказался практически равным КПД (брутто) для всёй установки.
Существенных результатов можно достигнуть путем уменьшения разности температур продуктов сгорания топлива в паровом котле и рабочего тела. Уменьшение этой разности температур можно добиться 2 путями: или уменьшением температуры продуктов сгорания в топке котла, или увеличением средней температуры рабочего тела в процессе подвода теплоты. При уменьшении температуры сгорания в котле потеря энергии снижается, но на такое же значение снизится и энергия потока теплоты. Значительные потери энергии в турбине (уменьшение может быть достигнуто за счет улучшения проточной части и механических элементов) и в конденсаторе.
Потери в паропроводе и насосе малы. Уменьшение потерь энергии в конденсаторе можно добиться за счет уменьшения разности температур конденсирующегося пара и охлаждающей воды путем снижения давления в конденсаторе. КПД подсчитанные разными способами не равны, но отличаются на очень маленькое значение, это может быть связано с неточность измерений, упрощенной схемой и тем, что цикл является необратимым (потери энергии неизбежны).