Задача 144
Условие задачи: В паротурбинной установке, работающей с начальными параметрами р1=11 МПа и t1=550 °C осуществляется два отбора пара на собственные нужды: при р01=4 МПа – D1=20000кг/час и при р02=2,5 МПа – D2=10000кг/час. Давление в конденсаторе р2=40 гПа. Определить мощность ПТУ, если ηoi=0,80, а паропроизводительность парогенераторов D=100 т/час. Определить также удельный расход теплоты . Работу питательного насоса и прочие потери не учитывать.
Расчет паротурбинной установки с двумя отборами пара
Исходные данные
| Параметр | Обозначение | Значение | Единица измерения |
|---|---|---|---|
| Начальное давление пара | p₁ | 11 | МПа |
| Начальная температура пара | t₁ | 550 | °C |
| Давление в первом отборе | p₀₁ | 4 | МПа |
| Расход пара в первом отборе | D₁ | 20 000 | кг/ч |
| Давление во втором отборе | p₀₂ | 2,5 | МПа |
| Расход пара во втором отборе | D₂ | 10 000 | кг/ч |
| Давление в конденсаторе | p₂ | 40 | гПа (0,004 МПа) |
| Внутренний относительный КПД турбины | ηₒᵢ | 0,80 | – |
| Паропроизводительность парогенераторов | D | 100 000 | кг/ч |
Решение задачи:
1. Энтальпия пара на входе в турбину
h₁ = 3488 кДж/кг (определено по h-S диаграмме при p₁ = 11 МПа, t₁ = 550 °C)
2. Изоэнтропийное расширение до давления в конденсаторе
h₂ₛ = 2017 кДж/кг (изоэнтропийная энтальпия при p₂ = 40 гПа)
3. Энтальпия пара в конце действительного расширения с учетом КПД
h₂ = h₁ – (h₁ – h₂ₛ) · ηₒᵢ = 3488 – (3488 – 2017) · 0,80 = 2311 кДж/кг
4. Энтальпии пара в точках отбора (по h-S диаграмме)
h₀₁ = 3160 кДж/кг (при p₀₁ = 4 МПа)
h₀₂ = 3040 кДж/кг (при p₀₂ = 2,5 МПа)
5. Расчет мощности ПТУ
Перевод расходов в кг/с:
D = 100000 / 3600 = 27,78 кг/с
D₁ = 20000 / 3600 = 5,56 кг/с
D₂ = 10000 / 3600 = 2,78 кг/с
Расчет мощности по участкам турбины:
N = D·(h₁ – h₀₁) + (D – D₁)·(h₀₁ – h₀₂) + (D – D₁ – D₂)·(h₀₂ – h₂)
N = 27,78·328 + 22,22·120 + 19,44·729
N = 9111,8 + 2666,4 + 14171,8 = 25950 кВт
6. Количество теплоты, подведенной в цикле
При температуре питательной воды t₂ = 29,7 °C:
Q = h₁ – 4,1868·t₂ = 3488 – 4,1868·29,7 = 3363,7 кДж/кг
Qцикла = D·Q = 27,78·3363,7 = 93430 кДж/с
7. Удельный расход теплоты
q = Qцикла / N = 93430 / 25950 = 3,60 кДж/кДж
Примечание: В ходе решения использовалась h-S диаграмма для перегретого водяного пара.
На диаграмме была построена линия действительного расширения пара 1-2 с отборами при давлениях p₀₁ и p₀₂.
На диаграмме была построена линия действительного расширения пара 1-2 с отборами при давлениях p₀₁ и p₀₂.
Результаты расчета
Мощность ПТУ
25 950
кВт (≈25,95 МВт)
Удельный расход теплоты
3,60
кДж/кДж
Примечания к решению: В расчете не учитывалась работа питательного насоса и другие второстепенные потери.
Значения энтальпий определены по h-S диаграмме для водяного пара. Результаты представлены с точностью, соответствующей исходным данным.
Значения энтальпий определены по h-S диаграмме для водяного пара. Результаты представлены с точностью, соответствующей исходным данным.
Не подходит эта задача? Посмотрите другие:
