Последовательность расчёта

Пример численного расчёта паросиловой установки

Пусть теплофикационная установка работает по циклу Ренкина с одним промежуточным перегревом, с одним регенеративным отбором в теплообменник смешивающего типа и с одним отбором на теплофикацию. Рассчитать установку при следующих заданных величинах:

Исходные данные

Давление острого пара	p 1, бар
Температура острого пара	t 1, oC
Давление промежуточного перегрева	pa, бар
Температура промежуточного перегрева	tb, oC
Давление регенеративного отбора	p рег, бар
Давление отбора на теплофикацию	p тф, бар
Температура конденсата после бойлера	t к, oC
Давление в конденсаторе	p 2, бар	0.035
Электрическая мощность установки	N, МВт
Тепловая нагрузка	, Гкал/час
Теплотворная способность топлива	, МДж/кгт
КПД парогенератора	ηпг	0.95
Относительный внутренний КПД турбины		0.97
Механический КПД	ηмех	0.98
КПД электрогенератора	ηэл	0.99
КПД тепловых сетей	ηтс	0.85
Нагрев охлаждающей воды в конденсаторе	Δ t в, оС

При проведении расчёта представить следующие результаты:

А. Схему установки с обозначением её основных элементов и состояний рабочего тела (воды Н₂О) в цикле.

B. Цикл паросиловой установки в диаграмме (без масштаба).

C. Расчёт с помощью таблиц термодинамических свойств водяного пара или с помощью диаграммы состояния "энтальпия – энтропия" для водяного пара следующих величин:

а) параметры состояния в характерных точках цикла ;

b) абсолютные значения расходов:

– полный расход пара в установке , кг/с;

– расход пара на регенеративный отбор , кг/с;

– расход пара на теплофикацию , кг/с;

– расход топлива , кг_т/с;

– расход охлаждающей воды в конденсаторе , кг_в/с;

с) доли отборов

– на регенерацию ;

– на теплофикацию ;

d) эксплуатационные характеристики установки:

– коэффициент использования тепла пара ;

– коэффициент использования тепла топлива ;

– коэффициент теплофикации ;

– удельный расход пара , кг/кДж и кг/кВт-час;

– удельный расход топлива , кг_т/ кВт-час.

Расчёт

Принципиальная схема установки и диаграмма T–s цикла

Последовательность расчёта

а) Нахождение параметров состояния в характерных точках цикла

– по заданным параметрам острого пара находятся энтальпия и энтропия пара на входе в цилиндр высокого давления турбины;

– из условия адиабатичности и обратимости процесса рас-ширения пара в цилиндре высо-кого давления и по заданному давлению промежуточного перегрева находится энтальпия во вспомогательной точке (a);

– в соответствии с определе-нием относительного внутреннего КПД турбины и в пред-положении постоянства этого коэффициента по ступеням и цилиндрам турбины вычисляется действительное значение энтальпии на выходе из цилиндра высокого давления согласно формуле

– по значениям и находится действительная температура пара на выходе из цилиндра высокого давления и определяется его состояние (перегретый или насыщенный пар); если пар оказывается насыщенным, следует также найти его степень сухости ;

– по заданным значениям параметров находится энтальпия пара на выходе из промежуточного перегревателя (на входе в цилиндр низкого давления);

– далее из условия адиабатичности и обратимости процесса расширения пара в цилиндре низкого давления и по заданным давлениям отбора на регенерацию , отбора на теплофикацию и отработавшего пара (давлению в конденсаторе) последовательно находятся энтальпии во вспомогательных точках

– аналогичным образом в соответствии с определением относительного внутреннего КПД турбины и в предположении постоянства этого коэффициента по ступеням и цилиндрам турбины вычисляются действительные значения энтальпий в точках

– по известным значениям давлений и энтальпий в точках находятся температуры в этих точках; если точки располагаются в области влажного пара, то для них следует также найти их степени сухости;

Результаты расчёта параметров рабочего тела с помощью таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара и с помощью диаграммы «энтальпия–энтропия» представлены в нижеприведённой таблице. При расчёте пренебрегалось изменением энтальпии в результате повышения давления воды в насосах, а энтальпия воды рассчитывалась по приближённой формуле (III.10). В необходимых случаях при расчётах с помощью таблиц использовалась процедура линейной интерполяции.