18 Паросиловые установки

18.61 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИ

Теплоэлектроцентраль израсходовала В_ТЭЦ=72·10⁶ кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания  Q_н^р=25500 кДж/кг, выработав при этом электроэнергии Э^выр=48·10¹⁰ кДж/год и отпустив тепла внешним потребителям Q^отп=3,1·10¹¹ кДж/год. Определить к.п.д. ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии и тепла, если к.п.д. котельной установки η_к.у=0,88.

18.62 Паровая турбина мощностью N=12000 кВт работает при начальных параметрах р₁=80 бар и t₁=450 ºC. Давление в конденсаторе р₂=0,04 бар. В котельной установке, снабжающей турбину паром, сжигается уголь с теплотой сгорания Q_н^р=25 МДж/кг. КПД котельной установки равен η_к.у=0,8. Температура питательной воды t_п.в=90 ºС.

Подсчитать расход топлива в случае, если вместо комбинированной выработки электрической и тепловой энергии на ТЭЦ будет осуществлена раздельная выработка электроэнергии в конденсационной установке и теплоты в котельной низкого давления.

Конечное давление пара в конденсационной установке принять р₂=0,04 бар. КПД котельной низкого давления принять тот же, что для котельной высокого давления, η_к.у=0,84.

Определить для обоих случаев коэффициент использования теплоты.

18.63 Цикл Ренкина

Паровая установка мощностью N=10 МВт работает по циклу Ренкина при следующих параметрах пара: р₁=8 МПа, t₁=490 ºC, р₂=0,12 МПа. Весь пар из турбины направляется на производство, откуда он возвращается в котельную в виде конденсата при температуре насыщения. Теплота сгорания топлива Q^н_р=29 МДж/кг, а к.п.д. котельной установки η_к.у=0,85.  Определить часовой расход топлива.

18.64 Цикл Ренкина с вторичным перегревом пара

В паросиловой установке работающей при начальных параметрах р₁=4 МПа, t₁=620 K, р₂=0,005 МПа, введен вторичный перегрев пара при давлении р_вп=1 МПа до начальной температуры t_вп=620 К. Определить термический к.п.д. цикла с применением вторичного перегрева и без его применения. Сравнить полученные результаты. Определить конечную степень сухости для двух случаев с применением вторичного перегрева и без применения.

18.65 Цикл Ренкина с регенерацией пара

Из паровой турбины мощностью N=25 МВт, работающей при р₁=9 МПа, t₁=720 K, р₂=0,005 МПа производится два отбора: первый при р_отб1=2 МПа, второй при р_отб2=0,2 МПа. Определить термический к.п.д. установки, увеличение к.п.д. по сравнению с циклом Ренкина и часовой расход пара через каждый отбор.

18.66 (Вариант 33) Путем сравнительного расчета показать целесообразность применения пара высоких начальных параметров и низкого конечного давления на примере паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина. Для этого определить предполагаемое теплопадение, термический КПД цикла и удельный расход пара для двух вариантов значений начальных и конечных параметров пара. Указать конечное значение степени сухости х₂ (при давлении р₂) на T-s и h-s — диаграммах.

Изобразить схему простейшей паросиловой установки и дать краткое описание ее работы. Данные для решения задачи взять из таблицы 5.

Таблица 5 

18.67 (Вариант 08) Определить часовой расход натурального и условного топлив, если известны параметры вырабатываемого котельной установкой пара р_п.п и t_п.п, производительность котлоагрегата D, потеря теплоты с уходящими газами q₂ и температура питательной воды t_п.в. Данные о сжигаемом топливе и паропроизводительности котлоагрегата принять из задачи 1 в соответствии с учебным шифром. Значения р_п.п, t_п.п, t_п.в и q₂ выбрать по предпоследней цифре шифра из табл. 10.

Указание. Величины потерь от химической и механической неполноты сгорания q₃ и q₄ принять согласно приложениям 8 и 9 в соответствии с видом топлива и типом топки. Потерю теплоты на наружное охлаждение q₅ принять согласно приложению 10 в соответствии с паропроизводительностью котлоагрегата. Потерей теплоты с непрерывной продувкой пренебречь.

Таблица 9 – Исходные данные 

18.68 (Вариант 86) В паротурбинной установке, работающей по циклу Ренкина, водяной пар с начальным давлением р₁=10 МПа и степенью сухости х₁=0,95 поступает в пароперегреватель, где его температура повышается на Δt. Далее пар по адиабате расширяется в турбине до давления р₂. Определить по h,s — диаграмме количество теплоты (на 1 кг), подведенное в пароперегревателе, работу в турбине и степень сухости пара x₂ в конце расширения. Определить также термический КПД цикла. Изобразить циклы в р,υ; T,s и h,s — координатах.

Таблица 1 – Исходные данные 

18.69 (Вариант 53) Определить часовой расход натурального и условного топлив, если известны параметры вырабатываемого котельной установкой пара р_п.п и t_п.п, производительность котлоагрегата D, потеря теплоты с уходящими газами q₂ и температура питательной воды t_п.в. Данные о сжигаемом топливе и паропроизводительности котлоагрегата принять из таблицы 7 в соответствии с учебным шифром. Значения р_п.п, t_п.п, t_п.в и q₂ выбрать по предпоследней цифре шифра из табл. 8.

Указание. Величины потерь от химической и механической неполноты сгорания q₃ и q₄ принять согласно приложениям 8 и 9 в соответствии с видом топлива и типом топки. Потерю теплоты на наружное охлаждение q₅ принять согласно приложению 10 в соответствии с паропроизводительностью котлоагрегата. Потерей теплоты с непрерывной продувкой пренебречь.

Таблица 9 – Исходные данные 

18.70 Определить для паровой конденсационной турбины удельный расход пара d, количество циркуляционной воды в конденсаторе G (кг/ч), а также кратность охлаждения, если известны начальные параметры пара р₁ и t₁, давление в конденсаторе р₂=4 кПа, относительный внутренний КПД турбины η_oi=0,76, мощность турбины N_T, начальная температура циркуляционной воды t_н. Температуру выходящей воды принять на 3 ºС ниже температуры насыщенного пара в конденсаторе. Данные для решения задачи выбрать из таблицы 9.

Кроме того, изобразить схему паросиловой установки и дать её краткое описание.

Ответить на вопрос: каким станет расход охлаждающей воды (кратность охлаждения), если её начальная температура t_н повысится до 15 ºС?

Таблица 9

h-s — диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче