Определение теоретической и действительной работы турбины. Определение среднеинтегральной температуры подвода теплоты (Расчетное задание № 2)

Министерство образования Российской Федерации

Московский Энергетический институт (ТУ)

Волжский филиал

Кафедра промышленной теплоэнергетики

Расчетное задание №2

                                                                                          Выполнил:Аршинов А.А.

                                                                                          Группа  ПТЭ-00

                                                                                          Проверила: Маценко Н.Г.

Волжский 2002

         Задача.

         К паровой турбине поступает пар с параметрами  Р₁ = 18 МПа и t₁ = 530 °С. После изоэнтропного расширения пара в первой ступени турбины до давления

Р_а = 3 МПа он направляется в промежуточный пароперегреватель, где его температура повышается до t_в = 540 °С. Затем пар расширяется в последующих ступенях турбины до давления в конденсаторе Р₂ = 4 кПа. Турбина имеет два регенеративных отбора в подогревателе смешивающего типа; давления отборов:

Р₀₁ = 0,6 МПа и Р₀₂ = 0,2 МПа. Мощность паротурбинной установки на клеммах электрогенератора N_э = 100 МВт, теплота сгорания топлива Q_н^р = 30 МДж/кг. КПД парогенератора h_пг= 0,92,  внутренний относительный КПД турбины

h_oi^T = 0,98. Заданы также механический КПД тур­бины h_м = 0,99 и КПД электрогенератора h_эг = 0,99. Работу насосов не учитывать.

         Определить:

         1. Параметры в характерных точках цикла (свести в таблицу).

         2. Теоретическую и действительную работы турбины.

         3. Термический и внутренний КПД цикла.

         4. Среднеинтегральную температуру подвода теплоты.

         5. Удельный расход топлива b_э и удельный расход теплоты q_э на 1МДж вы-

             работан­ной электроэнергии. 

         6. Часовой расход топлива В.

         7. Удельную эксергию пара e_х в характерных точках цикла и эксергию теп-

             лоты e_q.

         8. Изменение эксергии в каждом из характерных узлов установки.

         9. Эксергетический КПД отдельных узлов и установки в целом.

         Построить на P-V, T-S н h-S диаграммах идеальный и реальный циклы ПТУ. Для рас­чета эксергии принять параметры окружающей среды t_о = 20 °С и

Р_о = 0,1 МПа. Считать, что в подогревателях вода нагревается до температуры конденсата греющего пара.

Решение:

Схема:

Приблизительный цикл ПТУ:

 

    1.  Находим по III таблице:

         S₁ = 6,2305 кДж/(кг´К) = S_а; h₁ = 3323,8 кДж/кг

         Определяем температуру и энтальпию в точке а при Р_а = 3 МПа:

          t_a = 241 °С, h_а = 2856,5 кДж/кг.

         Определяем энтропию и энтальпию в точке в при t_в = 540 °С:

         S_в = 7,3491 кДж/(кг´К); h_в = 3547,0 кДж/кг.

         S_в = S₁₀ = S₂₀ = 7,3491 кДж/(кг´К)

         Определяем температуру и энтальпию в точках 01 и 02:

         t₀₁ = 293 °С; h₀₁ = 3047,54 кДж/кг;

         t₀₂ = 164 °С; h₀₂ = 2797,86 кДж/кг.

         Находим параметры в точке 2 и 2`:

         Р₂ = 4 кПа; t₂ = 28,96 °С; Р_{2`</sub> = P<sub>2</sub>; t<sub>2`} = t₂.

         S₂ = S_в = 7,3491 кДж/кг; S_{2`</sub> = 0,4224 кДж/(кг´К); h<sub>2`} = 121,4 кДж/кг.

         ;

         h₂ = h` + rx = 121,4 + 2432,3´0,86 = 2213,18 кДж/кг.

         Определяем параметры в точке 01`:

         S_{01`</sub> = 1,9311 кДж/(кг´К); h<sub>01`} = 670,47 кДж/кг; t_01` = 158,83 °С.

         Определяем параметры в точке 02`:

         S_{02`</sub> = 1,5301 кДж/(кг´К); h<sub>02`} = 504,7 кДж/кг; t_02` = 120,21 °С.

         Определяем параметры в точке 3:

         S₃ = 3,8717 кДж/(кг´К); h₃ = 1732 кДж/кг; t₃ = 356,99 °С.

         Определяем параметры в точке 4:

         S₄ = 5,1055 кДж/(кг´К); h₄ = 2509,5 кДж/кг; t₄ = 356,99 °С.

         Параметры в характерных точках цикла.

Парам-ры	1	а	в	01	02	2	2`	02`	01`	3	4
Р, МПа	18	3	3	0,6	0,2	0,004	0,004	0,2	0,6	18	18
t, °С	530	241	540	293	164	28,96	28,96	120,21	158,83	356,99	356,99
S,	6,2305	6,2305	7,3491	7,3491	7,3491	7,3491	0,4224	1,5301	1,9311	3,8717	5,1055
h,	3323,8	2856,5	3547,0	3047,54	2797,86	2213,18	121,4	504,7	670,47	1732	2509,5
х	-	-	-	-	-	0,86	0	0	0	0	1

         Определяем доли отборов на регенерацию. Для этого записываем тепловой баланс для первого и второго регенератора:

         Первый: a₁h₀₁ + (1-a₁)h_{02`</sub> = h<sub>01`}

                        3047,54a₁ + 504,7 - 504,7a₁ = 670,47

                                                      2542,84a₁ = 165,77