Таблица 2.3
Варианты контрольных заданий
Параметры |
|
|
|
Варианты заданий |
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
р0, МПа |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
15 |
t0, ОС |
400 |
450 |
500 |
550 |
400 |
450 |
500 |
550 |
400 |
450 |
рК, кПа |
6,0 |
7,0 |
8,0 |
5,0 |
6,0 |
7,0 |
8,0 |
5,0 |
6,0 |
7,0 |
NЭ, МВт |
8 |
10 |
12 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
рОТБ, МПа |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,12 |
tПВ, ОС |
102 |
105 |
107 |
102 |
105 |
107 |
102 |
105 |
107 |
105 |
Задача 4. Определить расход пара и термический КПД паротурбинной установки с параметрами р0 = 4 МПа; t0 = 450 ОС; рК = 4 кПа с регенеративным подогревом конденсата в трех смешивающих подогревателях (рис. 2.3) до температуры питательной воды tПВ = 150 ОС;
Оi = 0,85; ЭМ = 0,93; NЭ = 25 МВт.
Рис. 2.3. Принципиаль- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p0, t0 |
DT |
2 |
|
|
NЭ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ная |
схема паротурбин- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ной |
установки с тремя |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
регенеративными |
сме- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шивающими подогрева- |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pK |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
телями: 1 – паровой ко- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a1, p1, D1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
тел; 2 – турбогенератор; |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
3 – конденсатор; 4 – ре- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a2, p2, D2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
генеративный |
смеши- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a3, p3 ,D3 |
|
|
|
|
|
||||||
вающий подогреватель; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5 – насосы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
5 |
|
4 |
5 |
4 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Решение. Задача решается таким же методом, что и задача 3. Предварительно определяют параметры и расход отборов пара на регенерацию D1, D2, D3 в долях общего расхода пара на турбину DT:
D1 = a1DT; D2 = a2DT;
D3 = a3DT.
45
Параметры отборов р1, р2, р3 и h1, h2 и h3 определяют построением процесса расширения пара в h s-диаграмме (рис. 2.4). Давления в отборах определяют по температурам насыщения в смешивающих подогревателях при заданном равномерном распределении подогрева по ступеням. Интервал регенеративного подогрева определяют заданной tПВ = 150 ОС и tК = 28,6 ОС при рК = 4 кПа. Интервал подогрева
t = tПВ – tК = 150 – 28,6 = 121,4 ОС.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На ступень подогрева бу- |
||||||||||
h |
|
|
|
0 |
|
|
p0 |
|
t0 |
|
|
|
|
дет приходиться |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
121,4 |
|
|
|
|
||||||
h0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p1 |
|
|
|
tCT |
|
|
40,5 |
O |
C. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
h1 |
KP |
|
|
|
|
|
|
|
|
p2 |
|
|
3 |
|
3 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
h2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p3 |
|
Температура |
насыщения |
|||||||||||
h3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pK |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
третьего регенеративного от- |
|||||||||||||
hK |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hKS |
|
|
|
|
|
KS |
|
|
|
|
|
|
t3Н tК |
|
tСТ 28,6 40,5 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
h'ПВ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
69,1 |
О |
С. |
|
|
|
|
|
|
|||
h'ПВ2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По таблицам при найденной |
||||||||||||
h'ПВ3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
h'K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
температуре t3Н = 69,1 ОС дав- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
s0 |
|
|
|
|
s |
|
ление в третьем отборе соста- |
||||||||||||
Рис. 2.4. Процесс расширения в диаграмме |
вит р3 = 30 кПа. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Аналогично находят t2Н и р2; t1Н и р1: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
t2Н tK tCT |
tCT |
28,6 40,5 40,5 109,6 O C; |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р2 |
0,142 |
МПа; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
t |
t |
K |
3 t |
CT |
t |
2H |
t |
CT |
109,6 40,5 150,1 O C. |
|
|
|
|||||||||||
|
|
1Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Так как tПВ = 150 ОС, подогрев в последней ступени следует принять равным 40,4 ОС. Тогда
t1Н tПВ 109,6 40,4 150 O C
и р1 = 0,475 МПа.
46
По процессу расширения пара в h s-диаграмме с учетом Oi нахо-
дят h0 = 3332 кДж/кг; hК = 2281 кДж/кг; h3 = 2508 кДж/кг; h2 = 2718
кДкг; h1 = 2908 кДж/кг. Затем по тем же формулам, что и в решении задачи 3, находят a1, y1, a2, y2, a3, y3:
a |
|
|
|
|
h' |
|
h' |
|
|
|
|
|
289,3 119,6 |
0,0765, |
||||||||||||||||
3 |
|
|
1H |
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2508 289,3 |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
h h' |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
где |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h1H |
|
|
cPt1H |
4,19 69,1 289,3 кДж/кг; |
||||||||||||||||||||||||||
hК' |
|
|
cPtK |
4,19 28,6 119,6 кДж/кг. |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
y |
3 |
|
|
h1 |
hK |
|
|
|
|
2508 2281 |
|
|
0,216; |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
h |
K |
|
|
|
|
3332 2281 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
a |
|
|
|
|
|
h |
' |
|
h' |
|
|
|
458 289,3 |
0,0747, |
||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
2H |
|
|
1Н |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
2718 458 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
h' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h' |
|
|
|
|
c |
t |
2H |
4,19 109,6 458 кДж/кг. |
||||||||||||||||||||||
2H |
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
y |
2 |
|
h2 |
|
hK |
|
|
|
|
|
2718 2281 |
0,406; |
|||||||||||||||||
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3332 2281 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
a |
|
|
|
h' |
|
h |
' |
|
|
|
|
|
|
|
628 458 |
0,0746, |
||||||||||||||
|
|
|
|
3H |
|
|
2Н |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
2908 628 |
||||||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
h' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h3 |
hK |
|
|
|
|
|
2908 2281 |
|
|
|
||||||||||
|
|
y |
|
|
|
|
0,597. |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
h h |
|
|
|
|
3332 2281 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Определяют расход пара на турбину с учетом регенеративных отборов:
DT |
|
|
NЭ |
|
|
|
25000 |
|
|
h0 hK |
|
n |
|
3332 2281 0,93 (1 0,0765 |
|||||
|
ЭМ 1 ai yi |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28,4 кг/с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,216 0,0747 0,406 0,0746 0,597)
Термический КПД цикла с регенерацией
47
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
h0 hKS 1 ai yi |
3332 2092 0,908 |
|
||||
tP |
|
|
i 1 |
|
|
0,416. |
|
h0 |
hПВ |
|
|
||||
|
|
|
3332 628 |
||||
Термический КПД цикла без регенерации (для этих же параметров)
P |
h0 |
hKS |
|
3332 2092 |
0,386. |
|
h |
h' |
3332 119,6 |
||||
t |
|
|
||||
|
0 |
K |
|
|
|
Приращение КПД вследствие регенерации составит
|
P |
t |
|
0,416 0,386 |
0,0777 или 7,77 %. |
t |
|
||||
t |
|
0,386 |
|||
|
|
|
|
Контрольная задача для самостоятельного решения.
Определить расход пара и термический КПД паротурбинной установки с параметрами р0; t0; рК с регенеративным подогревом конденсата в трех смешивающих подогревателях (рис. 2.4) до температуры питательной воды tПВ ; Оi = 0,85; ЭМ = 0,93; NЭ .
Таблица 2.4
Варианты контрольных заданий
Параметры |
|
|
|
Варианты заданий |
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
р0, МПа |
6,0 |
5,5 |
5,0 |
4,5 |
4,0 |
6,0 |
5,5 |
5,0 |
4,5 |
4,0 |
t0, ОС |
460 |
440 |
420 |
400 |
460 |
440 |
420 |
400 |
460 |
420 |
рК, кПа |
4,0 |
4,2 |
4,4 |
4,6 |
4,8 |
5,0 |
5,2 |
5,4 |
5,6 |
5,8 |
tПВ, ОС |
155 |
150 |
145 |
155 |
150 |
145 |
155 |
150 |
145 |
155 |
NЭ, МВт |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
Задача 5. Рассчитать принципиальную схему станции с турбиной Р-100-13/15 (ЛМЗ) при следующих исходных данных [1]:
начальные параметры пара перед турбиной р0 = 12,74 МПа, t0 =
=560 ОС;
давление за турбиной рК = 1,0 МПа;
отпуск пара внешнему потребителю из противодавления DВП =
=540 т/ч;
внутренний относительный КПД турбины Оi = 0,844;
48
электромеханический КПД турбогенератора ЭМ = 0,97;
число отборов пара на регенерацию n = 3;
доля возвращаемого конденсата ВК = 0,85; tВК = 70 ОС;
давление в деаэраторе рД = 0,588 МПа;
температура химически очищенной воды tХОВ = 30 ОС;
продувка котла aПРОД = 10 % DТ;
потеря пара и конденсата внутри станции aУТ = 1,2 % DТ (условно принято из деаэратора);
продувочная вода котла после подогревателя химически очищенной воды сливается в канализацию с температурой tСВ = 60 ОС.
Принципиальная схема турбоустановки представлена на рис. 2.5.
DПРОД |
р0 , t0 |
|
DТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
dСЕП |
|
Т |
|
NЭ |
tПВ |
|
|
|
|
|
ПВД1 |
рОТБ1 |
|
|
DПД |
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
DВП |
|
|
ПВД2 рОТБ2 |
|
|
|
||
ПВД3 рОТБ3 |
|
|
|
|
|
D'ПР |
|
|
|
П |
|
tХОВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DХОВ |
|
DД |
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
tДР |
ПН |
DУТ |
DВК |
КН |
|
|
|
||||
Рис. 2.5. Принципиальная схема турбоустановки Р-100-130/15: К – котел; Т – турбина; П – тепловой потребитель; Д – деаэратор; КН – конденсатный насос; ПН – питательный насос; ПВД – подогреватель высокого давления; С – сепаратор
Решение. Расчет принципиальной схемы противодавленческой турбины сводится к определению расхода пара на турбину и развиваемой ею электрической мощности. При наличии нерегулируемых отборов пара для регенеративного подогрева питательной воды и возвращаемого конденсата с производства с незаданной наперед темпе-
49