18 Паросиловые установки

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

Определить производительность котельной установки и часовой расход топлива при полной нагрузке паровой турбины и условий, что она работает по циклу Ренкина.

18.2 На сколько процентов увеличится термический КПД цикла Ренкина и на сколько килограммов при этом уменьшится удельный расход паросиловой установки при увеличении котельного давления пара от 1 до 4 МПа, если в обоих случаях Т₁=600К и р₂=0,1 атм?

18.3 Паросиловая установка по циклу Ренкина

Таблица 1 — Исходные данные

№ п/п в журнале	р₁, МПа	Т₁, ºС	р’₁, МПа	Т’₁, ºС	р₂, кПа
1	1,3	250	2,5	500	4

1 Вычертить принципиальную тепловую схему паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина. Обозначить позициями и записать наименование основных ее элементов.

2 Вычертить без масштаба цикл Ренкина в р-υ и T-s координатах. Обозначить узловые точки и процессы цикла.

3 Рассчитать для двух вариантов (исходные данные — таблица 1):

3.1 термический КПД цикла Ренкина η_t;

3.2 удельный расход пара d₀, кг/(кВт·ч), на выработку 1 кВт·ч энергии;

3.3 удельный расход пара d₀, кг/МДж, для совершения 1 МДж работы.

4 Дать алгоритм нахождения в s-i (s-h) диаграмме водяного пара рассчитываемый процесс расширения пара в паровой турбине (для 2-х вариантов).

5 На основании расчета сделать вывод о влиянии повышения начальных параметров пара на термический КПД цикла и выработку количества пара.

6 Ответить на контрольные вопросы:

что такое сухость пара;
в какой области р-υ диаграммы пар находится в состоянии влажного, сухого насыщенного и перегретого пара?

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

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ЮУрГАУ

Все задачи из: Круглов Г.А. Гусева О.А. Волкова О.С. Теплотехника ЮУрГАУ 2017

18.4 Турбина мощностью 24000 кВт работает при параметрах пара: р₁=2,6 МПа, t₁=420ºC, р₂=0,004 МПа. Для подогрева питательной воды из турбины отбирается пар при р_отб=0,12 МПа. Определить термический к.п.д. и удельный расход пара. Определить также улучшение термического к.п.д. в сравнении с той же установкой, но работающей без регенеративного подогрева.

18.5 Определить к.п.д. котельной установки (нетто), если известны к.п.д. котлоагрегата (брутто) η_к.а^бр = 89,6%, расход В = 0,334 кг/с, расход пара на собственные нужды котельной D_с.н = 0,012 кг/с, давление пара, расходуемого на собственные нужды, р_с.н = 0,5 МПа и температура питательной воды t_п.в = 120ºС. Котельный агрегат работает на высокосернистом мазуте с низшей теплотой сгорания горючей массы Q_н^г = 40090 кДж/кг, содержание в топливе золы А^р = 0,1% и влаги W^р = 3,0%. Температура подогрева мазута t_т = 90ºС.

Ответ: η_к.ан.т = 89%.

Учебник: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986.pdf

Все задачи из: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986

18.6 (Вариант 2.4.5) РАСЧЕТ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЦИКЛА ПАРОСИЛОВОЙ УСТАНОВКИ (ПСУ)

Данные для выполнения задания:

Паротурбинная установка работает по циклу Ренкина.

Цикл представлен на диаграмме р-υ рис.1.2

р₁ — абсолютное давление рабочего тела (перегретого вара) перед турбиной, МПа;

t₁ — температура рабочего тела (перегретого пара) перед турбиной, ºC;

р₂ – абсолютное давление рабочего тела в конденсаторе, МПа;

Q^Н_р — теплота сгорания топлива, кДж/кг;

N₀ — теоретическая мощность турбины (без учета действительных потерь), кВт.

Следует выполнить:

1 Изобразить принципиальную схему ПСУ и кратко описать принцип ее действия.

2 Изобразить теоретический цикл на T-s, i-s диаграммах.

3 Указать, какие действительные процессы, происходящие в паросиловой установке, описываются отдельными участками диаграммы теоретического цикла.

4 Определить состояние рабочего тела (x — степень сухости) и значений термодинамических параметров p, υ, s, T, i в характерных точках цикла. Полученные данные свести в таблицу.

5 Определить количество теплоты, затраченное на подогрев питательной воды до температуры кипения q′ на парообразование r, на перегрев пара q_p.

6 Определить общее количество теплоты подведенное в цикле q₁ и отведенное в конденсаторе q₂.

7 Найти работу в турбине l_T при отсутствии в ней потерь.

8 Определить работу l_н, затраченную на адиабатное сжатие питательной воды в насосе и подачу ее в котел.

9 Вычислить полезную работу l теоретического цикла.

10 Вычислить теоретический КПД цикла.

11 Определить теоретический удельный d₀ и общий D₀ расходы пара установкой при полной нагрузке, условно полагая, что единственным источником потерь теплоты служит конденсатор.

12 Определить удельный g₀ и часовой G₀ расходы топлива установкой.

Численные значения исходных величин взять из табл.1 приложения 2 согласно указанного преподавателем (методистом) номеру варианта.

Таблица 1.1 — Исходные данные для расчета

р₁, МПа	t₁, ºC	р₂, МПа	рNsub>0, кВт	топливо	Q^Н_р, кДж/кг
2,2	500	0,004	10000	мазут	41870

18.7 (Вариант 2.2.5) РАСЧЕТ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЦИКЛА ПАРОСИЛОВОЙ УСТАНОВКИ

Данные для выполнения задания:

Паротурбинная установка работает по циклу Ренкина, Цикл представлен на диаграмме р-υ рис.2.1.2

р₁ — абсолютное давление рабочего тела (перегретого пара), МПа;

t₁ — температура рабочего тела (перегретого пара) перед турбиной, ºС;

р₂ – абсолютное давление рабочего тела в конденсаторе, МПа;

Q^Н_р — теплота сгорания топлива, кДж/кг;

η_0t — относительный внутренний паровой турбины.

Требуется:

1 Изобразить принципиальную схему ПСУ и кратко описать принцип ее действия.

2 Изобразить теоретический цикл на T-s, p-υ, i-s диаграммах.

6 Определить общее количество теплоты подведенное в цикле q₁.

7 Определить количество теплоты, отведенное в конденсаторе, при теоретическом q₂ и действительном q_2д процессах расширения пара в турбине.

8 Вычислить располагаемый h₀ (l_Т) и используемый h_д (l_ТД) теплоперепад.

9 Определить работу l_н, затраченную на адиабатное сжатие питательной воды в насосе и подачу ее в котел.

9 Вычислить полезную работу l теоретического и действительного циклов.

11 Вычислить термический КПД теоретического η_Т и действительного η_ТД циклов.

12 Определить теоретический удельный d₀ расход пара установкой при полной нагрузке для теоретического и действительного циклов.

13 Определить удельный g₀ расход топлива установкой.

Численные значения исходных величин взять из табл.8 приложения 2 согласно указанного преподавателем (методистом) номеру варианта.

Таблица 2.2.1 — Исходные данные для расчета

р₁, МПа	t₁, ºС	р₂, МПа	η_0t	топливо	Q^Н_р, кДж/кг
5	480	0,01	0,85	мазут	41800

18.8 Определить термический к.п.д. цикла Ренкина, если р₁=6 МПа и t₁=450 ºC, р₂=0,004 МПа.

Ответ: η_t=40,2%.

Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике

18.9 Рассчитать цикл Ренкина для паросиловой установки.

Исходные данные

Давление перегретого пара р₁=2,5 МПа;

Температура перегретого пара t₁=340 ºC;

Давление в конденсаторе р₂=0,50 МПа;

s=const.

Расчет произвести по i-s — диаграмме состояния воды и пара.

Найти параметры точек: 1, 2, 3, 4, 5, 6. Для каждой точки найти: i, x, t, s, p, υ. Составить таблицу и график цикла Ренкина.

18.10 Паросиловая установка работает по циклу Ренкина. Заданы давление p₁ = 3МПа, температура t₁ = 400ºС пара на входе в турбину и давление в конденсаторе p₂ = 2 кПа. При давлении рʹ₁ = 1 МПа введен вторичный перегрев до первоначальной температуры. Определите влажность пара за последней ступенью турбины и термический коэффициент полезного действия цикла с вторичным перегревом. Изобразите на рисунке схему паросиловой установки с вторичным перегревом пара, цикл в диаграммах pv, Ts, is.

is — диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче

1 2 3 … 18 »