Файл: 3. Заключение 12 Список использованной литературы 13.docx

Скачать файл (1,25Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.02.2024

Просмотров: 16

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Содержание

1. Введение 3

2. Глава 1. Расчет паросиловой установки 7

3. Заключение 12

4. Список использованной литературы 13

5. ПРИЛОЖЕНИЕ А 15

6. ПРИЛОЖЕНИЕ Б, В 16

1.Введение

В паросиловых установках (ПСУ) рабочим телом является пар, обычно водяной, который образуется при нагревании жидкости в паровом котле, установленном в топке. Теплота сжигаемого в топке топлива передается рабочему телу путем теплопередачи через стенки котла. Процесс расширения пара может осуществляться либо в цилиндре поршневой машины, либо, что чаще, в паровой турбине. Процессы термодинамических циклов будем рассматривать в их связи с элементами паросиловой установки, в которой протекают реальные процессы. При этом будем считать, что расширение пара происходит в турбине, имея в виду, что вместо нее может быть и поршневая машина

Цикл Ренкина:

Рис. 1 Графики процессов на p-v и T-s диаграммах

В цикле Ренкина процесс парообразования z’z и расширения пара в турбине zb протекают так же, как в цикле Карно. В процессе ba отвода теплоты в конденсаторе пар полностью конденсируется и образуется вода с давлением и температурой ниже

, чем в паровом котле. Образовавшаяся вода подается питательным насосом под давлением в котел (процесс ac). На выходе из насоса температура воды остается практически неизменной, ниже температуры кипения при давлении p_c = p_z.

В цикле Ренкина добавляется еще один процесс − изобарный процесс cz’ дополнительного подвода теплоты q₁ для нагревания питательной воды до темпера- туры T_z.

В цикле Ренкина увеличивается количество теплоты q₁, необходимое для обращения 1 кг воды в сухой насыщенный пар, оно равно сумме количества теплоты

q₁’, подводимой в изобарном процессе для нагревания питательной воды и повышения ее температуры от T_c до температуры кипения T_z’, и теплоты q₁’’,

В цикле Ренкина увеличивается количество теплоты q₁, необходимое для обращения 1 кг воды в сухой насыщенный пар, оно равно сумме количества теплоты q1’, подводимой в изобарном процессе для нагревания питательной воды и повышения ее температуры от T_c до температуры кипения T_z’, и теплоты q₁’’, температура ниже температуры критической точки воды, равной 374,15°С, тогда как современные конструкционные материалы обеспечивают работоспособность паровых турбин при температуре 550…650°’С. Практическое применение получил цикл Ренкина с перегретым паром.

Рис. 2 Схема паросиловой установки,

работающей по циклу Ренкина с перегревом пара: КА− котлоагрегат; ПК − паровой котѐл; ПТ − паровая турбина;
НП − питательный насос; Э − экономайзер; ПП − пароперегреватель; К – конденсатор.

Рис. 3 Графики процессов на p-v , T-s и h-s диаграммах

Этот цикл отличается дополнительным изобарным процессом перегрева пара.

где q₁’ − теплота, подводимая в экономайзере (изобарный процесс cz’ );
q₁’’ = r − теплота парообразования, подводимая в паровом котле ПК для образования сухого насыщенного пара (изобарно-изо- термический процесс

( z’z ’’); q₁’’’ − теплота, подводимая в трубчатом пароперегревателе ПП для перегрева.

При максимальном давлении цикла больше критического (pc > pк = 22,1 МПа) питательная вода в экономайзере, минуя двухфазное состояние влажного пара, сразу переходит в состояние перегретого пара, последующий перегрев которого происходит в пароперегревателе. В этом случае котлоагрегат не имеет парового котла и теплота парообразования, подводимая в паровом котле ПК для образования сухого насыщенного пара равна нулю:

????₁ ′′ = ???? = 0

Перегретый пар расширяется в паровой турбине ПТ (обычно многоступенчатой осевой), совершая техническую работу lтехн (адиабатный процесс z_b).

Затем пар полностью конденсируется при отводе теплоты q₂

в конденсаторе К (изобарно изотермический процесс b_a).

Образовавшаяся вода питательным насосом НП подается под давлением в экономайзер Э (процесс ac).

Термический КПД цикла Ренкина определяется по выражению:

Так как изобара p_c=const и нижняя пограничная кривая (НПК) расположены очень близко, то обычно площадью acz’a пренебрегают и принимают точки a и c как единую точку, а процесс подвода теплоты q₁’, происходящим по нижней пограничной кривой.

Пути повышения экономичности цикла Ренкина:

Увеличение максимальной температуры цикла T_z при неизменных p_z и p_b.

Повышение давления p_z при неизменных T_z и p_b

Это приводит к увеличению КПД цикла, но повышается степень влажности в последних ступенях турбины.

Глава 1. Расчет паросиловой установки

Вариант 60

Паросиловая установка мощностью N=1500 кВт работает по циклу Ренкина.

Начальные параметры пара p₁= 4 МПа=40 бар и температура t =450 °С, конечное давление отработанного пара (давление в конденсаторе) – p₂= 12 кПА (0,12 бар). Внутренний относительный КПД −

=0,81 Требуется определить: а) параметры пара в характерных точках цикла и изобразить цикл в координатах p-v, T-s, h-s; б) термический КПД; в) удельный и часовой расход пара; г) удельный расход теплоты; д) количество охлаждающей воды, необходимой для конденсации пара в течение часа, если вода при этом нагревается на 10°С.

РЕШЕНИЕ:

Параметры в переходных точках цикла

паросиловой установки определим по h-s диаграмме для водяного пара, а также по таблицам и сведем в таблицу.

Сначала определим параметры пара перед тепловым двигателем.

По известным значениям давления и температуры пара перед турбиной положение точки 1 на h-s диаграмме находим на пересечении изобары p₁=40 бар и изотермы t₁=450 С.

После нахождения местоположения точки 1 на h-s диаграмме определяем значение удельной энтальпии, удельной энтропии и удельного объема.

В идеальном цикле паросиловой установки (цикле Ренкина) расширение пара в турбине происходит без потерь энергии пара на трение и без теплообмена с внешней средой, т.е. адиабатически.

Так как при адиабатном процессе энтропия рабочего тела остается постоянной, то положение на h-s диаграмме точки 2, характеризующее состояние отработанного пара при идеальном его расширении в турбине, определяется на пересечении изобары p₂=12 кПа и линии постоянной энтропии s₁=6,94 кДж/(кг*К)

Определив местоположение точки 2 на h-s диаграмме, находим значения удельной энтальпии, степени сухости пара и удельного объема после его адиабатного расширения.

Значение температуры жидкой и парообразной составляющих влажного пара

в точке 2 определяем из таблицы.

Удельный объем влажного пара рассчитываем по формуле