18 Паросиловые установки

18.21 Паросиловая установка работает с вторичным перегревом пара до начальной температуры при начальных параметрах р₁=10 МПа, t₁=400 ºC и конечном давлении р₂=0,004 МПа. Вторичный перегрев осуществляется при давлении 2 МПа. Определить термический к.п.д. цикла с вторичным перегревом и сравнить его с термическим к.п.д. цикла без вторичного перегрева для данной установки и сделать вывод о том, как на термический к.п.д. установки влияет введение в нее вторичного перегрева пара. Изобразить принципиальную схему установки и ее теоретический цикл в р-υ, T-s и i-s — диаграммах.

18.22 Сухой насыщенный водяной пар с начальным давлением р₁=10 МПа поступает в пароперегреватель, где его температура изобарно повышается на Δt, ºС; после чего пар адиабатно расширяется в турбине до давления р₃. Пользуясь is -диаграммой водяного пара, определить (в расчете на 1 кг пара) количество теплоты, подведенной в пароперегреватель, степень сухости пара в конце процесса расширения х₃, работу цикла Ренкина, термический КПД цикла и удельный расход пара. Определить работу цикла и конечную степень сухости пара, если после пароперегревателя пар дросселируется до давления р′₂.

Данные для решения задачи выбрать из таблицы 3.

Таблица 3

Варианты задачи: 1, 2, 3, 6, 8, 9.

18.24 (Вариант 03) Определить удельную работу l_ω и термический КПД 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 l_ω, η_t 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.

Ответить на вопросы

1 Объяснить, как влияют начальные параметры пара перед турбиной на термический КПД цикла, а также на степень сухости пара в конце расширения.

2 Изобразить схему простейшей паротурбинной установки и дать ее краткое описание, привести изображение цикла Ренкина в р-υ — , T-s — и h-s — координатах.

Указание. Задачу решить с использованием h-s — диаграммы. При определении термического КПД цикла повышением энтальпии воды (конденсата) в насосе пренебречь.

Таблица 2.1 — Исходные данные для задачи 2 

18.25 Определить характеристики и годовой расход природного газа паротурбинной установки мощностью W=350 МВт, если: параметры пара на входе в турбину р₁=190 бар, t₁=500 ºC, в конденсаторе р₂=0,05 бар, КПД котла 90%, Q=2880 кДж/м³.

18.26 (Вариант 13) Паротурбинная установка работает по циклу Ренкина с начальными параметрами р₁ и температурой t₁. Давление в конденсаторе p₂. Определить термический КПД цикла Ренкина, степень сухости пара х₂ в конце расширения, удельные расходы пара и теплоты. Сравнить КПД цикла Ренкина с КПД цикла Карно. Изобразить цикл в T-s; p,υ и h,s — диаграммах.

Таблица к задаче Б – 2 

Методические указания

18.27 Паросиловая установка работает по циклу Ренкина. Параметры начального состояния: р₁=20 бар, t₁=300 ºC. Давление в конденсаторе р₂=0,04 бар. Определить термический КПД.

hs — диаграмма с рассчитанным процессом прилагается к задаче

18.28 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 N_эл, давлению р₁ и температуре t₁ перегретого пара перед турбиной и относительному внутреннему КПД турбины η_oi. Давление пара в конденсаторе принять р₂=4 кПа. Механический КПД турбины η_м и КПД электрогенератора η_э принять η_м=η_э=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

Варианты задачи: 65, 66.

18.29 (Вариант 16) РАСЧЕТ ПАРОВОГО ЦИКЛА

Паровой цикл задан следующим  образом: каждый из 4 процессов описан соответствующим показателем политропы (графы 2, 3, табл.2 приложения); термодинамические параметры некоторых точек цикла приведены в графах 3–7, табл.2.1 приложения; цикл отнесен к 1 кг водяного пара.

Таблица 2.1 

Требуется произвести  расчет парового цикла  по законам и аналитическим зависимостям реального газа.

1 Для каждого процесса, входящего в цикл, используя данные задания и h-s — диаграмму, определить  начальные и конечные  параметры: давление, удельный объем, температуру, энтальпию, энтропию. Внутреннюю энергию подсчитать по формуле u=h-pυ.  Полученные результаты внести  в табл. 2.1.

2 Определить характеристики цикла, используя аналитические  зависимости  соответствующих  процессов и данные табл. 2.1. полученные результаты внести в табл.2.2. с учетом знака.

3 Перенести цикл по результатам расчета в T-s — , p-υ — и h-s -координаты.

4 Для цикла в целом определить подведенное тепло, отведенное тепло, работу цикла.

5 Определить термический к.п.д. цикла.

18.30 (Вариант 6) На ТЭЦ установлены две паровые турбины с противодавлением мощностью N каждая. Весь пар из турбины направляется на производство, откуда он возвращается обратно в котельную в виде конденсата.

Турбины работают с полной нагрузкой при следующих параметрах пара: p₁, t₁ и p₂, КПД котельной установки равен η_к.у, а теплота сгорания Q_н^р. Принимая, что установка работает по циклу Ренкина, определить 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. Определить коэффициент использования теплоты.

Таблица 4.1 – Исходные данные