МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева»
Кафедра электроснабжения горных и промышленных предприятий
Составители:
И. Н. Паскарь
К. О. Кирилов
ОБЩАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Методические указания к практическим занятиям и
самостоятельной работе
по дисциплине «Общая энергетика»
для студентов направления 13.03.02
«Электроэнергетика и электротехника»
заочной формы обучения
Рекомендованы учебно-методической комиссией направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»
в качестве электронного издания для использования
в учебном процессе
Кемерово 2015
РЕЦЕНЗЕНТЫ:
Е. В. Скребнева – старший преподаватель кафедры «Электроснабжение горных и промышленных предприятий»
И. Ю. Семыкина – председатель учебно-методической комиссии направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»
Паскарь Иван Николаевич, Кирилов Кирилл Олегович. Общая энергетика: методические указания к практическим занятиям и самостоятельной работе по дисциплине«Общая энергетика» [Электронный ресурс]: для студентов направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», заочной формы обучения / сост.: И. Н. Паскарь, К.О. Кирилов– Кемерово: КузГТУ, 2015. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM); зв.; цв.; 12 см. – Систем. требования: Pentium IV; ОЗУ 32 Мб; WindowsХР; (CD-ROM-дисковод); мышь;. – Загл. с экрана.
Составлено в соответствии с программой дисциплины «Общая энергетика» и предназначено для проведения практических занятий и самостоятельной работы.
|
© КузГТУ
© Паскарь И. Н.,
© Кирилов К.О.
составление, 2015
Общие положения
Самостоятельная работа студенты заочной формы обучения состоит из изучения теоретических положений дисциплины, приведенных в пункте «Основные теоретические положения», выполнения контрольной работы, а также знакомство с журналами по энергетике, по итогам которого студент выполняет реферат на предложенную тематику.
Основные теоретические положения
Раздел дисциплины, их содержание | Литература |
Роль энергетики в экономике страны, региона. Технико-экономические и социально-экологические проблемы энергетики. Понятие энергетической безопасности страны и региона. Невозобновляемые и возобновляемые энергетические ресурсы, и их использование. | 1, 2, 3 |
1. Основы теплотехники 1.1. Основные понятия, определения и законы технической термодинамики. - Основные понятия и определения; - Первый и второй законы термодинамики; - Цикл Карно; - Термодинамические свойства реальных газов и паров. | 1, 2, 3 |
1.2. Основы теории теплообмена. - Теплопроводность и теплопередача; - Конвективный теплообмен; - Теплообмен излучением; - Сложный теплообмен. | 1, 2, 3 |
2. Энергетические установки. 2.1.Технология производства электроэнергии и эффективность электростанций. 2.2.. Топливо и процессы горения. - Классификация и характеристика топлив; -Организация процесса горения топлива; - Топочные устройства. | 1, 2, 3 |
2.3. Котельные установки и паровые турбины ТЭС. - Назначение, классификация и основные виды котельных агрегатов; - Основные элементы и тепловой баланс котельного агрегата; - Классификация и основные конструкции паровых турбин; - Потери энергии и КПД паровой турбины. | 1, 2, 3 |
2.4. Гидроэлектрические станции. - Схемы использования и преобразования гидравлической энергии в электрическую; - Создание напора и основное оборудование ГЭС; - Гидроэнергетика малых ГЭС; - Экономические, экологические и социальные проблемы гидроэнергетики. | 1, 2, 3 |
2.5. Атомные электрические станции. - Ядерные энергетические установки, принцип работы и устройство АЭС; - Циклы АЭС и их эффективность; - Типы ядерных реакторов; основные узлы и системы реакторов; - Проблемы безопасности и экологии. | 1, 2, 3 |
3. Энергетика и окружающая среда. - Выбросы энергетики в атмосферу; - Сбросы энергетики в водный бассейн; - Экология атомных и гидроэлектростанций. | 1, 2, 3 |
4. Перспективы развития энергетики Прогнозы развития энергетики на начало XXI века на основе системного анализа, учитывающего запасы и расходование первичных энергоресурсов, технический уровень энергообороудования, вопросы экологии. | 1, 2, 3, 4, 5 |
|
Контрольная работа
В данном разделе приведены методические указания по решению задач, примеры решения, варианты контрольных заданий. Студент выполняет их в тетради (18 листов) и сдает до начала сессии преподавателю, который ведет дисциплину. Номер варианта по последней цифре в зачетной книжке.
Расчёт параметров режима котельного агрегата ТЭЦ
Определение коэффициента полезного действия (КПД) парового котла и расхода топлива.
(2.1)
(2.2)
где - КПД парового котла, %;
-потеря теплоты соответственно с уходящими газами, химическим недожогом, механическим недожогом, на наружное охлаждение, со шлаком, %;
-полный расход топлива кг/с;
-теплота, воспринятая рабочей средой в паровом котле, кДж/с;
-располагаемая теплота поступающего в топку топлива, кДж/кг. Если тепло уходящих газов не используется, то
|
,%, (2.3)
а при разомкнутой системе сушки топлива уходящими газами
,%, (2.4)
где ,
,
- энтальпия соответственно уходящих газов, газов в месте отборов на сушку, холодного воздуха, кДж/кг;
- доля отборов газов на сушку;
- избыток воздуха в уходящих газах.
Энтальпия газа при температуре Т численно равна количеству теплоты, которое подведено к газу в процессе нагревания его от нуля градусов Кельвина до температуры Т при постоянном давлении.
При разомкнутой системе сушки все данные о топливе относят к подсушенному топливу (сушонке). В этом случае расход сырого топлива при изменении влажности от до
составляет
,кг/с, (2.5)
где - расход подсушенного топлива по (2.2), кг/с;
,
- влажность подсушенного и не подсушенного топлива, %.
При изменении влажности меняется и низшая теплота сгорания топлива - от до
:
,кДж/кг. (2.6)
Низшая теплота сгорания соответствует количеству теплоты, выделяемой топливом при полном его сгорании без учёта теплоты, затрачиваемой на образование водяных паров, которые находятся в продуктах сгорания. отельный агрегат теплофикационный отопительный
Полная располагаемая теплота поступающего в топку топлива
,кДж/кг, (2.7)
где - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;
- дополнительная теплота, вносимая в котёл подогретым снаружи воздухом, паровым дутьём и т д., кДж/кг. Для ориентировочных расчётов принимают
=0,01…0,02
.
Теплота, воспринимаемая рабочей средой в паровом котле
,кДж/с, (2.8)
где - паропроизводительность котла, кг/с;
,
- энтальпия перегретого пара и питающей воды, кДж/кг;
- теплота, дополнительно воспринимаемая при наличии промежуточного пароперегревателя, продувки водой и т.д., кДж/с. Для ориентировочных расчётов
.
, (2.9)
где - доля уноса золы с продуктами сгорания;
- энтальпия шлака, кДж/кг,
- рабочая зольность топлива, %.
Значения ,
,
,
,
-приведены в приложении 1.
При твёрдом шлакоудалении можно принять =1,2...1,25;
=0,95;
=560 кДж/кг.
Кроме того, при температуре воздуха перед котлом 30 °С =233 кДж/кг, а при температуре уходящих газов 120 °С
=1256 кДж/кг.
Пример 1-1. Определить КПД и расход топлива для парового котла при следующих условиях: =186 кгс; топливо - сушонка Березовского угля с
=13%; разомкнутая система сушки,
=0,34; отбираемый на сушку газ имеет
=4000 Дж/кг; энтальпия перегретого пара и питательной воды соответственно
=3499 кДж/кг,
=1086,5 кДж/кг.
Решение:
Предварительно по (2.6) определяется низшая теплота сгорания подсушенного топлива
кДж/кг.
Здесь =33%,
=16200кДж/кг- по табл.П.1.1.
Принимая по (2.7) кДж/кг, находим по (2.4)
%.
По табл.П.1.1 и табл.П.1.2 принимаем
%,
%,
%.
С учетом табл. П. 1.1 находим по (2.9)
%.
Тогда %.
Для расчёта расхода топлива предварительно по (2.8) находим
кДж/с.
Расход подсушенного топлива по (2.2)
кг/с.
Расход сырого топлива при =33 % по (2.5) составляет
кг/с.
Задание №1. Определить КПД котла и расход сырого и подсушенного топлива, Паропроизводительность котла принять по табл. 2.1 в соответствии с последней цифрой номера зачётной книжки. Вид топлива принять по табл. П. 1.1 в соответствии с предпоследней цифрой номера зачётной книжки .
Таблица 2.1
Паропроизводительность котла
Параметр | Вариант | |||||||||
![]() |