18 Паросиловые установки
18.111 Определить удельную работу lω и термический КПД ηt цикла простейшей паротурбинной установки (цикла Ренкина), в которой водяной пар с начальным давлением р1=3 МПа и степенью сухости х1=0,95 поступает в пароперегреватель, где его температура повышается на Δt, затем пар изоэнтропийно расширяется в турбине до давления p2.
Определить степень сухости пара, в конце расширения. Определить также lц, ηt и x2 для условия когда пар после пароперегревателя дросселируется до давления p′1 (при неизменном давлении p2).
Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 2.
Изобразить схему простейшей паротурбинной установки и дать ее краткое описание, привести изображение цикла Ренкина в p-υ -, T-s — диаграммах.
Указание. Задачу решить с использованием h-s — диаграммы. При определении термического цикла повышением энтальпии воды (конденсата) в насосе пренебречь.
Таблица 2 — Исходные данные для задачи 2
| Вариант | Δt, ºС | р2, кПа | р1, МПа |
| 00 | 250 | 3 | 0,50 |
h-s— диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
ВУЗ: КубГТУ
18.112 Паротурбинная установка работает по циклу Ренкина. В турбину поступает водяной пар с давлением р1 и температурой t1 (таблица 7). Давление пара на выходе из турбины р2. Расход пара М. Определить параметры р, υ, t, h, s, x узловых точек цикла, количество подведенной и отведенной теплоты, работу, термический коэффициент полезного действия и теоретическую мощность установки. Изобразить схему установки, представить цикл в координатах p,υ; T,s; h,s (без масштаба). Параметры узловых точек определить с помощью диаграмм и уточнить по таблицам (или расчетом, когда это требуется). Данные о параметрах свести в таблицу, форма которой приводится ниже:
| Состояние | Параметры точки |
р, 105 Па |
υ, м3/кг |
υ, м3/кг |
υ, м3/кг |
υ, м3/кг |
υ, м3/кг |
| 1 | |||||||
| 2 | |||||||
| 3 | |||||||
| … | |||||||
| 6 | |||||||
Таблица 7 – Исходные данные
| Вариант | р1,105 Па | t1, ºC | р2,105 Па | М, кг/c |
| 78 | 50 | 300 | 0,5 | 70 |
18.113 Определить абсолютный внутренний к.п.д. паровой турбины, работающей при начальных параметрах: р1 = 9 МПа и t1 = 480ºС и конечном давлении р2 = 0,004 МПа, если известно, что относительный внутренний к.п.д. турбины ηoi = 0,82.
Ответ: ηi = 0,344.
is — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
18.114 Паросиловая установка работает при начальных параметрах р1=9 МПа и t1=450 ºC. Конечное давление р2=0,006 МПа. При р′1=2,4 МПа введен вторичный перегрев до t′1=440 ºC.
Определить термический к.п.д. цикла с вторичным перегревом и влияние введения вторичного перегрева на термический к.п.д.
Ответ: ηt=0,417, Δηt/ηt=2,96 %.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
18.115 Определить КПД котельного агрегата паропроизводительностью Dк при давлении рк и температуре пара tпп, если заданы следующие величины: теплота сгорания топлива Qрн, часовой расход топлива ВТ и температура питательной воды tпв. Кроме того определить для котельного агрегата часовой расход условного топлива.
Данные к задача 31…40
| № задач | Dк, т/ч | рк, МПа | tпп, ºС | Qнр, МДж/кг | Вт, т/ч | tпв, ºС |
| 31 | 90 | 5 | 500 | 23 | 8,5 | 165 |
Номера задач: 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40.
Все задачи из: Лунев И.Н. Основы теплотехники и гидравлики Загорск 1985
18.116 Паровая турбина работает по циклу Ренкина в промежутке давлений 50 бар (котел) и 0,04 (конденсатор). Определить удельный выход работы и термическую эффективность цикла. Температура пара на входе в турбину (выходе из котла) равна 600 ºС. Энтальпия кипящей жидкости в котле 121 кДж/кг. (Воспользуйтесь диаграммой).
18.117 (Вариант 9) Паровая турбина мощностью N работает при начальных параметрах p1 и t1. Давление в конденсаторе p2. В котельной установке, снабжающей турбину паром, сжигается уголь с теплотой сгорания Qрн. КПД котельной установки равен ηк.у. Температура питательной воды tп.в. Определить часовой расход топлива при полной нагрузке паровой турбины и условий, что она работает по циклу Ренкина.
Таблица 1 – Исходные данные
| N, кВт | p1, бар | t1, ºC | p2, бар | tп.в, ºC | Qрн, МДж/кг | ηк.у |
| 13000 | 80 | 650 | 0,04 | 100 | 124 | 0,88 |
h-s— диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
18.118 (Вариант 22) Выполнить расчет обратимого цикла Ренкина для двух вариантов, считая в первом случае поступающий в турбину пар сухим насыщенным при давлении р1, а во втором случае – перегретым с давлением р1 и температурой t1. Давление отработанного пара р2 для обоих вариантов одинаковое. Расчетом определить количество теплоты, подведенной в цикле q1, работу цикла lц, термический КПД ηt, потери теплоты в конденсаторе турбины q2 и удельный расход пара на выработку 1 кВт·ч электроэнергии d. Определить также степень сухости отработанного пара х2 в каждом варианте. Изобразить схему ПТУ и цикл Ренкина в рυ-, Ts- и hs — диаграммах. Данные выбрать из таблицы 3.
Таблица 3 – Исходные данные для решения задачи
| р1, МПа | р2, кПа | t1, ºC |
| 9,5 | 4,0 | 500 |
Контрольные вопросы
1. В чем отличие пара влажного насыщенного, сухого насыщенного и перегретого при одинаковом давлении?
2. Пар какого состояния целесообразней использовать в паротурбинных установках и почему?
3. Опишите методы, используемые для повышения термического КПД цикла ПТУ (цикла Ренкина).
hs— диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче
Варианты задачи: 96.
18.119 Определить часовой расход пара D (килограммов в час) и удельный расход пара d (килограммов на киловатт — час) на конденсационную паровую турбину, работающую без регенерации теплоты, по заданной электрической мощности турбогенератора Nэл, давлению р1 и температуре t1 перегретого пара перед турбиной и относительному внутреннему КПД турбины ηoi. Давление пара в конденсаторе принять р2=4 кПа. Механический КПД турбины ηм и КПД электрогенератора ηэ принять ηм=ηэ=0,99. Определить также степень сухости пара в конце теоретического и действительного процессов расширения (изобразив процессы в hs диаграмме) и абсолютный электрический КПД турбогенератора. Мощностью привода питательного насоса пренебречь. Исходные данные, необходимые для решения выбрать из табл. 4.
Таблица 4
| Вариант | Nэл, МВт | ηoi | р1, МПа | t1, ºС |
| 00 | 100 | 0,76 | 8,5 | 500 |
Контрольные вопросы
1. Изобразить схему паросиловой установки и дать её краткое описание.
2. Как влияют начальные и конечные параметры пара на работу и кпд цикла Ренкина, а также на степень сухости пара в конце расширения (х2)? Указать, каковы минимально допустимые значения х2 и почему?
hs— диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96 97, 98, 99.
ВУЗ: КГУ
Все задачи из: Савельев В.А. Техническая термодинамика КГУ Курган 2020
18.120 Найти термический КПД цикла Ренкина, если начальные параметры пара р1 = 10 МПа, t1 = 500ºС. Давление в конденсаторе р2 = 0,05 бар. Определить, насколько уменьшится ηt, если на входе в турбину пар дросселируется до давления рʹ = (9,0 – 0,08n) МПа (n = 12,5).
hs — диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче
