Задача 140
Условие задачи: Теплофикационная турбина с противодавлением работает со входными параметрами пара р1=9 МПа и t1=535 °C, противодавление – р2=0,3 МПа. Отработанный пар направляется в производство и полностью возвращается на ТЭЦ в виде конденсата с энтальпией hк= 400 КДж/кг. Внутренний относительный КПД турбины ηoi=0,85. Пренебрегая прочими потерями, определите выработку электрической энергии на единицу отданной потребителю теплоты.
Теплофикационная турбина с противодавлением
Расчет выработки электроэнергии на единицу отданной теплоты
Исходные данные
| Параметр | Обозначение | Значение | Единица измерения |
|---|---|---|---|
| Начальное давление пара | p₁ | 9 | МПа |
| Начальная температура пара | t₁ | 535 | °C |
| Противодавление | p₂ | 0,3 | МПа |
| Энтальпия возвращаемого конденсата | hₖ | 400 | кДж/кг |
| Внутренний относительный КПД турбины | ηₒᵢ | 0,85 | – |
| Примечание: ηᵣ = 1 (КПД генератора), ηₘₑₓ = 1 (механический КПД) – пренебрегаем потерями | |||
Решение задачи:
1. Энтальпия пара на входе в турбину
h₁ = 3470 кДж/кг (определено по h-S диаграмме при p₁ = 9 МПа, t₁ = 535 °C)
2. Изоэнтропийное расширение до противодавления
При S₂ = S₁ и p₂ = 0,3 МПа: h₂ = 2665 кДж/кг
Пар направляется потребителям при противодавлении 0,3 МПа
3. Выработка электрической энергии
Nэл = D · (h₁ – h₂) · ηₒᵢ · ηᵣ · ηмех
При ηᵣ = 1 и ηмех = 1: Nэл = D · (h₁ – h₂) · ηₒᵢ
4. Выработка теплоты, отданной потребителю
Qту = D · (h₂ – hₖ)
Теплота отдается потребителю при охлаждении пара от h₂ до hₖ
5. Выработка электрической энергии на единицу отданной теплоты
y = Nэл / Qту = [D · (h₁ – h₂) · ηₒᵢ] / [D · (h₂ – hₖ)] =
[(h₁ – h₂) · ηₒᵢ] / (h₂ – hₖ)
[(h₁ – h₂) · ηₒᵢ] / (h₂ – hₖ)
6. Численный расчет
y = [(3470 – 2665) · 0,85] / (2665 – 400) =
[805 · 0,85] / 2265 = 684,25 / 2265 = 0,302
[805 · 0,85] / 2265 = 684,25 / 2265 = 0,302
Результат расчета
Выработка электрической энергии на единицу отданной потребителю теплоты:
y = 0,302
кВт·ч электроэнергии на единицу тепловой энергии
Это означает, что на каждую единицу тепловой энергии, отданной потребителю,
турбина вырабатывает 0,302 единицы электроэнергии
турбина вырабатывает 0,302 единицы электроэнергии
Примечание: В расчете использовалась h-S диаграмма для перегретого водяного пара.
Значения энтальпий определены по диаграмме для заданных параметров пара.
Результат является безразмерным коэффициентом, характеризующим эффективность комбинированной выработки тепловой и электрической энергии.
Значения энтальпий определены по диаграмме для заданных параметров пара.
Результат является безразмерным коэффициентом, характеризующим эффективность комбинированной выработки тепловой и электрической энергии.
Особенность теплофикационной турбины с противодавлением:
В таких турбинах весь пар после расширения используется для теплоснабжения,
что позволяет достигать высокого общего КПД (до 80-90%) за счет комбинированной выработки электроэнергии и тепла.
В таких турбинах весь пар после расширения используется для теплоснабжения,
что позволяет достигать высокого общего КПД (до 80-90%) за счет комбинированной выработки электроэнергии и тепла.
Не подходит эта задача? Посмотрите другие:
