Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
18.125 Паротурбинная установка мощностью N=200 МВт, работает по циклу Ренкина при начальных параметрах р1=13 МПа и t1=565 ºC. При давлении р′=2 МПа осуществляется промежуточный перегрев пара до первоначальной температуры. Давление в конденсаторе р2=0,004 МПа. Температура питательной воды tп.в=160 ºС. Определить часовой расход топлива Qнр=29,3 МДж/кг, если теплота сгорания топлива , а к.п.д. котельной установки ηк.у=0,92.
h-s диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче
Ответ: В=49926 кг/ч.
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 %.
18.151 На заводской теплоэлектроцентрали установлены две паровые турбины с противодавлением мощностью 4000 кВт·ч каждая. Весь пар из турбины направляется на производство, откуда он возвращается обратно в котельную в виде конденсата при температуре насыщения. Турбины работают с полной нагрузкой при следующих параметрах пара: р1=3,5 МПа, t1=435 ºС; р2=0,12 МПа.
Принимая, что установка работает по циклу Ренкина, определить часовой расход топлива, если к.п.д. котельной равен 0,84, а теплота сгорания топлива Qрн=28470 кДж/гк.
Ответ: В=4597 кг/ч.
i-s диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
18.152 Для условий предыдущей задачи подсчитать расход топлива в случае, если вместо комбинированной выработки электрической и тепловой энергии на теплоэлектроцентрали будет осуществлена раздельная выработка электроэнергии в конденсационной установке и тепловой энергии в котельной низкого давления.
Конечное давление пара в конденсационной установке принять р2=0,004МПа. К. п. д. котельной низкого давления принять тот же, что для котельной высокого давления.
Определить для обоих случаев коэффициент использования теплоты.
Ответ: В=6552 кг/ч, kкомбин=0,840, kразд=0,589.
i-s диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
18.153 Для снабжения предприятия электрической и тепловой энергией запроектирована паротурбинная установка мощностью N=25000 кВт, работающая при следующих параметрах пара: р1=9 МПа; t1=480 ºС; р2=1 МПа.
Весь пар из турбины направляется на производство и оттуда возвращается обратно в котельную в виде конденсата при температуре насыщения.
Считая, что установка работает по циклу Ренкина и при полной нагрузке, определить экономию, полученную вследствие комбинированной выработки электрической и тепловой энергии по сравнению с раздельной выработкой обоих видов энергии. Топливо, сжигаемое в котельной, имеет теплоту сгорания Qрн=25960 кДж/кг; к.п.д. котельной высокого и низкого давления принять одинаковыми и равными 0,83. Конечное давление пара в турбине при конденсационном режиме р2=0,004 МПа.
Ответ: Э=23,1 %.
i-s диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
18.139 Турбина мощностью 6000 кВт работает при параметрах пара: р1 = 3,5 МПа; t1 = 435ºС; р2 = 0,004 МПа.
Для подогрева питательной воды из турбины отбирается пар при р = 0,12 МПа (рис. 102).
Определить термический к.п.д. установки, удельный расход пара и теплоту и улучшение термического к.п.д. в сравнении с такой же установкой, но работающей без регенеративного подогрева.
Ответ: ηtрег = 0,40; dор = 3,12 кг/(кВт·ч); qор = 8938 кДж/( кВт·ч); улучшение термического к.п.д. вследствие регенерации составит 5,26%.
18.55 Турбина мощностью 24 МВт работает при параметрах пара: р1=2,6 МПа, t1=420 ºC, р2=0,004 МПа. Для подогрева питательной воды из турбины отбирается пар при р0=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.
Ответ: ηtp=0,38, dop=3,32 кг/(кВт·ч), ηt=0,361, Δη/η100=5,26%.
18.138 Из паровой турбины мощностью N = 25000 кВт, работающей при р1 = 9 МПа, t1 = 480ºС, р2 = 0,004 МПа, производится два отбора: один при ротб1 = 1 МПа и другой при ротб2 = 0,12 МПа (рис. 103).
Определить термический к.п.д. установки, улучшение термического к.п.д. по сравнению с циклом Ренкина и часовой расход пара через каждый отбор.
Ответ: Dотб1 = 10420 кг/ч, Dотб2 = 8985 кг/ч, ηtp = 0,464, улучшение термического к.п.д. регенеративного цикла по сравнению с циклом без регенерации составляет 10,2%.
is — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
18.170 Паро-ртутная турбина мощностью 10000 кВт работает при следующих параметрах: рHg1 = 0,8 МПа; пар – сухой насыщенный; рHg2 = 0,01 МПа. Получающийся в конденсаторе – испарителе ртутной турбины сухой насыщенный водяной пар поступает в пароперегреватель, где его температура повышается до 450ºС, и затем направляется в пароводяную турбину, работающую при конечном давлении р2 = 0,004 МПа.
Определить термический к.п.д. бинарного цикла, термический к.п.д. пароводяной турбины, улучшение к.п.д. от применения бинарного цикла, а также мощность пароводяной турбины.
Ответ: ηtб = 0,553; ηtН2О = 0,385; улучшение к.п.д. от применения бинарного цикла 43,6%; NН2О = 12260 кВт.
21.49 В компрессор воздушной холодильной установки поступает воздух из холодильной камеры давлением р=0,1 МПа и температурой t1=-10 ºC. Адиабатно сжатый в компрессоре воздух до давления р1=0,5 МПа направляется в охладитель, где он при p=const снижает свою температуру до t3=+10 ºC. Отсюда воздух поступает в расширительный цилиндр, где расширяется по адиабате до первоначального давления, после чего возвращается в холодильную камеру. Отнимая теплоту от охлаждаемых тел, воздух нагревается до t1=-10 ºC и вновь поступает в компрессор.
Определить температуру воздуха, поступающего в холодильную камеру, теоретическую работу, затрачиваемую в цикле. холодопроизводительность воздуха и холодильный коэффициент для данной установки и для установки, работающей по циклу Карно для того же интервала температур.
Ответ: t4=-94 ºC, l0=49,6 кДж/кг, q0=85 кДж/кг, ε=1,71, εК=13,15.
