Расчет работы тепловых электростанций

Вид работы:

Контрольная работа
Предмет:

Физика
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

1,03 Мб
Опубликовано:

2014-02-23

Скачать контрольную работу Читать текст online Посмотреть все контрольные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Расчет работы тепловых электростанций

Задача № 1

Условие задачи

Водяной пар с начальным давлением р₁=3 Мпа и степенью сухости х₁=0,95 поступает в пароперегреватель, где его температура повышается на Δt=235⁰С; после перегревателя пар изоэнтропно расширяется в турбине до давления р₂=3 кПа. Определить (по hs-диаграмме) количество теплоты (на 1 кг пара), подведенной к нему в пароперегревателе, работу цикла Ренкина и степень сухости пара х₂ в конце расширения. Определить также термический КПД цикла. Определить работу цикла и конечную степень сухости, если после пароперегревателя пар дросселируется до давления р₁=0,5 МПа.

Решение

Рисунок 1 - Т,s и h,s - диаграммы цикла Ренкина на перегретом паре

Цикл Ренкина на перегретом паре характеризуется наличием дополнительного перегрева по линии 6-1.

Удельное количество теплоты на перегрев пара q_п будет определяться разностью энтальпий в т.1 и в т.6.

q_п=h₆-h₁=3350-2720=630 кДж/кг

Работа цикла Ренкина

По h,s-диаграмме находим х₂=0,845

Термический КПД цикла определяется по формуле

Где h₃ - энтальпия кипящей воды

Расширение пара при дросселировании является адиабатным процессом и изображается в hS - диаграмме вертикальной линией между изобарами р₁ (исходное состояние) и (после дросселирования). Работа дросселирования

Степень сухости пара -

Задача № 2

Условие задачи

Определить поверхность нагрева рекуперативного газо-воздушного теплообменника при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход нагреваемого воздуха при нормальных условияхVн=4*10^-3 м³/ч, средний коэффициент теплопередачи от продуктов сгорания к воздуху К=21 Вт/м²*К, начальные и конечные температуры продуктов сгорания и воздуха соответственно t’₁=600⁰С, t’’₁=400⁰С, t’₂=20⁰С, t’’₂=300⁰С. Изобразить графики изменения температур теплоносителей для обоих случаев.

Решение

Рисунок 2 - Схемы движения теплоносителей в теплообменниках: а - противоток, б - прямоток

Массовый расход воздуха

Где

Тепловой поток , получаемый холодным воздухом, можно рассчитать через разность энтальпий

Где теплоемкость воздуха при соответствующих температурах

Противоточная схема

Площадь поверхности нагрева

Прямоточная схема

Площадь поверхности нагрева

Задача № 3

Условие задачи

Определить часовой расход натурального и условного топлив, если известны параметры вырабатываемого котельной установкой пара р_{п. п.}=1,4 МПа и t_{п. п.}=240⁰С, производительность котлоагрегата D=10 т/ч, потеря теплоты с уходящими газами q₂=7,8% и температура питательной воды t_{п. в}=100⁰С. Вид топлива - донецкий уголь газовый.

Решение

. Часовой расход натурального топлива

Где энтальпия перегретого пара и питательной воды;

;

- низшая теплота сгорания топлива;

коэффициент полезного действия:

Где потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, %;

потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %;

потери теплоты от наружного охлаждения котлоагрегата, %;

2. Часовой расход условного топлива

Задача № 4

Условие задачи

Определить часовой расход пара D (кг в ч) и удельный расход пара d (кг/кВт*ч) на конденсационную паровую турбину, работающую без регенерации теплоты, по заданной электрической мощности турбогенератора N_эл=140 МВт, давлению р₁=8,5 МПа и температуре t₁=500⁰С перегретого пара перед турбиной и относительному внутреннему КПД турбины η_oi=0,79. Давление пара в конденсаторе принять равным р₂=4 кПа.

Механический КПД турбины η_u и КПД электрогенератора η_м=0,99. Определить также степень сухости пара в конце теоретического и действительного процессов расширения и абсолютный электрический КПД турбогенератора.

Мощностью привода питательного насоса пренебречь.

Решение

. Удельный расход пара

Где энтальпия пара перед турбиной;

2. Часовой расход пара

где ,

3. Степень сухости пара в конце теоретического и действительного процессов расширения

Адиабатное расширение пара в турбине по линии 1-2 является теоретическим, степень сухости в этом случае равна (по hS-диаграмме). Действительный цикл сопровождается неизбежными потерями, вследствие чего удельный расход пара и тепла увеличивается на трение. Работа трения превращается в тепло, повышающее энтальпию пара в конечном состоянии.

Степень сухости пара действительного процесса также определим по hS-диаграмме.

Рисунок 3 - hS-диаграмма

4. Абсолютный электрический КПД турбогенератора

термический КПД

Где энтальпия кипящего конденсата

Задача № 5

Условие задачи

На ТЭЦ установлены две турбины (рисунок 1), № 1 - конденсационная мощностью Nэ1=150 МВт, работающая по циклу Ренкина при давлении и температуре пара на входе рп. п. =8 МПа и tп. п. =540⁰С Давление отработавшего в турбине пара рк=3,4 кПа.

№ 2 - работает при тех же начальных параметрах пара р. п. п. и tп. п., но с противодавлением ротб=1,8 Мпа с отпуском пара Дотб=100 кг/с. Внутренний относительный КПД η_oi₁=0,82, η_oi₂=0,75.

Определить:

. Количество теплоты, отпускаемой внешним потребителям, принимая, что конденсат от потребителей возвращается с температурой 70⁰С (hвк=293 кДж/кг);

. Мощность турбины с противодавлением;

. Суммарную мощность и часовую выработку электроэнергии при полной нагрузке турбин;

. Полный часовой расход топлива на ТЭЦ;

. Удельный расход удельного топлива на 1 кВтч при комбинированной выработке.

Принять для турбин №№ 1 и 2 механический КПД η_м=0,995; КПД электрогенератора η_г=0,99; КПД котельной установки η_{к. у.}=0,90; КПД теплового потока η_т.п.=0,98. В качестве топлива на ТЭЦ считать условное топливо с теплотворной способностью Q^р_н=29300 кДж/кг.

Решение

тепловая электростанция топливо давление

Рисунок 4 - ТЭЦ

-паровой котел; 2-турбина с противодавлением; 3-конденсационная турбина; 4,5-электрогенераторы; 6-конденсатор; 7,8-конденсатные насосы; 9-рег. Подогреватель; 10-питательный насос; 11-тепловые потребители.

. Количество теплоты, отпускаемой внешним потребителям