В.Д. Галдин
ГЕНЕРАТОРЫ ТЕПЛОТЫ
Учебно-методическое пособие
Омск - 2013
0
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия»
Кафедра городского строительства и хозяйства
В. Д. Галдин
ГЕНЕРАТОРЫ ТЕПЛОТЫ
Учебно-методическое пособие
Омск
СибАДИ
2013
1
УДК 658.26 ББК 31.3 Г-15
Рецензент д-р техн. наук, проф. И.Л. Чулкова
Работа одобрена научно-методическим советом направления 270800 «Строительство» Инженерно-строительного института.
Галдин В.Д. Генераторы теплоты: учебно-методическое пособие / В.Д. Галдин. Омск: СибАДИ, 2013. 114 с.
Рассмотрены термодинамические свойства воды и водяного пара, термодинамические таблицы, диаграммы и основные процессы для воды и водяного пара. Представлены циклы паросиловой установки Ренкина, с регенерацией, с промежуточным перегревом пара, теплофикационные циклы. Рассмотрены циклы газотурбинных установок с подводом теплоты при постоянном давлении и объеме, с регенерацией теплоты. Приведены схемы парогазовой установки и установки для комплексного производства теплоты и твердого диоксида углерода.
Приведены примеры расчета паросиловых установок и ее элементов. Представлены варианты задач для самостоятельного решения и контрольные вопросы и задачи.
Учебно-методическое пособие предназначено для бакалавров направления 270800 «Строительство» профиля подготовки «Теплогазоснабжение и вентиляция» при выполнении практических занятий, курсового проектирования и самостоятельной работы по дисциплине «Генераторы тепла и системы автономного теплоснабжения».
ФГБОУ ВПО «СибАДИ», 2013
2
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………. |
3 |
1. ТЕРМОДИНАМИКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ………. |
5 |
1.1. Термодинамические свойства воды и водяного пара ……………… |
5 |
1.1.1.Термодинамические свойства паров……………………............. 5
1.1.2.Водяной пар. Парообразование при постоянном давлении ….. 6
1.1.3.Таблицы и диаграммы для воды и водяного пара……………... 7
1.1.4.Основные термодинамические процессы водяного пара …….. 12
1.2.Определение параметров воды и водяного пара по таблицам …….. 16
1.2.1. Цель и задачи работы …………………………………………… 16
1.2.2.Проведение работы ……………………………………………… 17 Контрольные вопросы …………………………………………... 19
1.3.Паросиловые установки ……………………………………………… 20
1.3.1. Цикл паросиловой установки – цикл Ренкина ………………… |
20 |
1.3.2. Цикл паротурбинной установки с регенерацией ……………… |
24 |
1.3.3. Цикл паротурбинной установки с промежуточным перегре- |
|
вом пара ………………………………………………………….. |
25 |
1.3.4. Теплофикационный цикл паросиловой установки …………… |
26 |
1.4. Газотурбинные установки …………………………………………… |
28 |
1.4.1. Цикл с подводом теплоты при р = const ……………………… |
29 |
1.4.2. Цикл с подводом теплоты при = const ……………………… |
30 |
1.4.3.Цикл с регенерацией теплоты ………………………………….. 33
1.5.Комбинированные силовые установки …………………………....... 35
1.5.1.Парогазовая установка ………………………………………….. 35
1.5.2.Установка для комплексного производства теплоты и твердо-
го диоксида углерода …………………………………………… |
36 |
Контрольные вопросы ………………………………………….. |
38 |
2.РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ И ЭЛЕМЕНТОВ ЭНЕРГЕТИЧЕ-
СКИХ УСТАНОВОК …………………………………………………… 40
2.1. Расчет паросиловых установок ……………………………………… |
40 |
|
2.2. Расчет газотурбинных установок …………………………………… |
||
70 |
||
Контрольные задачи ………………………………………………… |
||
73 |
||
Список рекомендуемой литературы………………………………………… |
||
79 |
||
ПРИЛОЖЕНИЕ……………………………………………………………..... |
||
80 |
||
|
3
ВВЕДЕНИЕ
Жизнь современного человека на Земле немыслима без использования электрической энергии и теплоты. Для их производства используются природные энергетические ресурсы, большая часть которых связана с солнечной энергией. Сюда относятся химически связанная энергия органических топлив (ископаемых углей, нефти, природного газа, торфа, дров), гидравлическая энергия падающей воды рек, энергия ветра и непосредственно солнечного излучения. Мировые запасы органического топлива оцениваются следующим образом: уголь
220 330 лет; газ 35 60 лет; нефть 25 50 лет.
К энергетическим ресурсам, не связанным с энергией солнечного излучения, относятся энергия распада ядер атомов некоторых тяжелых элементов (урана, тория), геотермальная энергия недр Земли, энергия приливов и отливов в океанах.
Одной из основных тенденций мирового топливно-энергетическо- го баланса является снижение доли нефти, связанное с увеличением глубины ее переработки. В то же время наблюдается снижение темпов роста доли атомной энергетики в мировом балансе.
В целом, в перспективе ближайших 40 50 лет прирост генерирующих мощностей в мире будет обеспечиваться в немалой степени за счет тепловых электрических станций (ТЭС) на органическом топли-
ве, в том числе и за счет более широкого использования низкосортных топлив.
Наибольшее распространения в энергетике в настоящее время получили ТЭС, на которых тепловая энергия, выделяющаяся при сжигании органических топлив, преобразуется в электрическую энергию. На их долю приходится около 75 % вырабатываемой электроэнергии на Земле и около 80 % производимой электроэнергии в России. Основным назначением электрических станций является выработка электроэнергии для освещения, транспорта, коммунального хозяйства и бытовых нужд.
Другим назначением электрических станций (тепловых) является снабжение жилых домов, учреждений и предприятий теплом для отопления зимой и горячей водой для коммунальных и бытовых целей или паром для производства. Тепловые электрические станции для комбинированной выработки электрической и тепловой энергии (для теплофикации) называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ).
4