Материал: 1150

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

 

 

 

 

 

 

 

h

1

 

t1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h2

 

2

 

 

 

 

 

 

Пар пот-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пар

 

 

 

 

 

ребителю

h3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р1

р2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

Рис. 2.10. Поверхностный паро-

 

 

 

 

 

 

охладитель

 

 

Рис. 2.11. Процессы обработки пара

Контрольная задача для самостоятельного решения.

Для подачи потребителю пара в сухом насыщенном состоянии давлением р3 используется пар, вырабатываемый котлами при р1 и t1. После дросселирования пар пропускается через поверхностный пароохладитель, где происходит его охлаждение при неизменном давлении. Сколько теплоты за 1 сек отводится от пара в охладителе, если расход его составляет G?

Таблица 2.6

Варианты контрольных заданий

Пара-

 

 

 

Варианты заданий

 

 

 

метры

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

р3, МПа

0,5

0,55

0,6

0,65

0,65

0,6

0,55

0,5

0,7

0,75

р1, МПа

4,0

4,0

4,0

4,0

4,5

4,5

4,5

4,5

5,0

5,0

t1, ОС

300

350

400

450

300

350

400

450

350

400

G, кг/с

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

Задача 9. В установке для подогрева сетевой воды (система теплофикации) имеются пиковые (а) и основные (б) подогреватели (рис. 5.12). Первые обогреваются паром, имеющим давление р1 = 5 105 Па и температуру 250 ОС, а вторые – паром р2 = 1,2 105 Па и температурой 130 ОС. Конденсат пиковых подогревателей направляется в основные, где происходит частичное использование его энтальпии. Определить расход пара на пиковые и основные подогреватели, если:

1)массовый расход воды, которую следует подогреть, GW = 8 кг/с; вода в установке подогревается с t3 = 60 ОС до t5 = 110 ОС;

2)разность между температурой воды, выходящей из основных

подогревателей, и температурой насыщения обогревающего их пара

t = 8 ОС;

60

3) КПД подогревателей = 98 %.

 

 

1

 

 

Пар

2

 

 

Пар

 

 

 

Выход

5

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

3

 

 

 

Вход

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сетевой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сетевой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

1’

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конденсат

 

 

 

 

 

Рис. 2.12. Подогреватели сетевой воды: а пиковый; б основной

 

Решение. Температура насыщения пара при р2 = 1,2 105 Па,

t2" =

= 104,81 ОC, следовательно, при входе в пиковые подогреватели сете-

вая вода будет иметь температуру

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t4 = t2" t = 104,81 – 8 = 96,81 ОС.

 

 

 

Энтальпия

пара при

р1 = 5 105 Па и температуре

250 ОС

равна

h1 = 2958 кДж/кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энтальпия кипящей воды при р1 = 5 105 Па h1' = 640,1 кДж/кг.

Уравнение теплового баланса пикового подогревателя

 

 

 

 

 

 

 

GW (t5 t4) cW = G1 (h1 h1'),

 

 

 

где сW = 4,1868 кДж/(кг К) – теплоемкость воды.

 

 

 

Расход пара на пиковые подогреватели составляет

 

 

 

G1

GW t5

t4 cW

 

 

 

 

8 110 96,81 4,1868

 

 

 

 

 

h

h'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,195 кг/с.

 

 

 

0,98 2958 640,1

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энтальпия пара при р2 = 1,2 105 Па и температуре 130 ОС равна h2 = 2735 кДж/кг.

Энтальпия кипящей воды при р2 = 1,2 105 Па h2'= 439,4 кДж/кг. Суммарный теплосъем с основных подогревателей равен

qОП = GW (t4 t3) cW = 8·(96,81 – 60) 4,1868 = 1234 кДж/кг,

из которых на конденсат пиковых подогревателей приходится

q' = G1 (h1' – h2') = 0,95 0,195 (640 – 439,4) = 38,2 кДж/с

61

и на пар при р2 = 1,2 105 Па

qОП q' = 1234 – 38,2 = 1195,8 кДж/с.

Расход пара на основные подогреватели

G2

qОП q'

 

 

1195,8

 

0,531кг/с.

h h'

 

 

 

0,98 2735 439,4

 

2

2

 

 

 

 

 

Контрольная задача для самостоятельного решения.

В установке для подогрева сетевой воды (система теплофикации) (рис. 2.12) имеются пиковые (а) и основные (б) подогреватели. Первые обогреваются паром, имеющим давление р1 и температуру t1, а вторые – паром р2 и температурой t2. Конденсат пиковых подогревателей направляется в основные, где происходит частичное использование его энтальпии. Определить расход пара на пиковые и основные подогреватели, если:

1)массовый расход воды, которую следует подогреть, GW; вода в установке подогревается с t3 до t5;

2)разность между температурой воды, выходящей из основных

подогревателей, и температурой насыщения обогревающего их пара

t = 8 ОС;

3) КПД подогревателей .

Таблица 2.7

Варианты контрольных заданий

Пара-

 

 

 

Варианты заданий

 

 

 

метры

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

р1, МПа

0,5

0,55

0,6

0,5

0,55

0,6

0,5

0,55

0,65

0,7

t1, ОС

300

300

300

350

350

350

350

350

400

400

р2, МПа

0,12

0,13

0,14

0,15

0,12

0,13

0,14

0,15

0,13

0,15

t2, ОС

120

125

130

135

120

130

130

135

125

135

GW, кг/с

4

5

6

7

8

4

5

6

7

8

t3, ОС

60

70

80

50

60

70

80

60

70

80

t5, ОС

110

120

130

100

110

120

130

110

120

130

, %

96

97

98

96

97

98

96

97

98

96

Задача 10. В поверхностном подогревателе (рис. 2.13) производится регенеративный подогрев питательной воды греющим паром, отобранным из турбины при рП = 0,66 МПа и степени сухости хП = 0,94. Конденсат выходит с температурой на t = 2,0 ОС ниже, чем температура насыщения при рП. Питательная вода, подаваемая

62

насосом при рВ2 = 10 МПа, имеет на входе tВ1 = 110 ОС и на выходе tВ2 = 155 ОС. Определить количество пара, необходимое для подогрева 1 кг питательной воды.

Решение.

Теплота, отдан-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ная паром, QП равна теплоте,

 

 

 

 

 

mП, рП, хП, hП

принятой водой, QВ:

 

Греющий пар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

QП = QВ;

рК, tК, hК

 

 

 

 

рВ1, tВ1, hВ1

 

 

 

 

 

QП = mП h = mП (hП hК);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

QВ = mВ сРВ tВ = mВ сРВ (tВ2 tВ1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конденсат

 

 

 

Питательная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из последних уравнений

Вода

 

 

 

 

 

вода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mП

 

сРВ tВ2 tВ1

 

 

рВ2, tВ2, hВ2

 

 

 

 

 

 

a

 

.

Рис. 2.13. Поверхностный подогреватель

mВ

 

 

 

hП hК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По рП, хП и h s-диаграмме определяем энтальпию пара hП = 2620

кДж/кг.

 

 

По таблицам термодинамических свойств

воды

и водяного

пара (ТСВВП) и давлению пара рП определяем

температуру

насыщения t' = 162,6 ОС.

 

 

Температура конденсата tК на 2 ОС ниже t',

tК = 160,6 ОС.

По таблицам ТСВВП и tК =160,6 ОС находим энтальпию насыщенной жидкости hК = 677 кДж/кг.

Массовую изобарную теплоемкость воды определяем по таблицам ТСВВП. При р = 10 МПа и tСР = 130 ОС сРВ = 4,238 кДж/(кг К).

a

mП

 

сРВ tВ2 tВ1

 

4,238 155 110

0,098

кг/кг.

mВ

 

 

 

 

hП hК

2620 677

 

Контрольная задача для самостоятельного решения.

В поверхностном подогревателе (рис. 2.13) производится регенеративный подогрев питательной воды греющим паром, отобранным из турбины при рП и степени сухости хП. Конденсат выходит с температурой на t = 2,0 ОС ниже, чем температура насыщения при рП. Питательная вода, подаваемая насосом при рВ2, имеет на входе tВ1 и на выходе tВ2. Определить количество пара, необходимое для подогрева 1 кг питательной воды.

63

Таблица 2.8

Варианты контрольных заданий

Пара-

 

 

 

Варианты заданий

 

 

 

метры

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

рП, МПа

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

х

0,90

0,92

0,94

0,90

0,92

0,94

0,96

0,90

0,92

0,96

рВ2, МПа

0,8

0,9

1,0

1,1

0,8

0,9

1,0

1,1

0,8

0,9

tВ1, ОС

100

110

120

105

115

100

110

105

115

110

tВ2, ОС

145

155

165

150

160

145

155

150

160

155

Задача 11. Во избежание больших потерь конденсата пара из отбора турбины на электростанции установлен паропреобразователь

(рис. 2.14).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметры

пара,

 

Греющий пар

p2, t2, G2

 

направляемого на

 

2

 

 

производство

из

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Питательная

паропреобразовате-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пар потребителю 1

 

 

 

 

3

вода

ля, р1 = 4·105 Па,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

степень сухости па-

 

p1, x, G1

 

 

 

 

 

p3, t3

 

 

 

 

 

 

ра х = 0,98. Грею-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щий пар имеет дав-

 

 

 

 

 

Конденсат

 

 

 

 

 

 

 

ление р2 = 6·105 Па

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.14. Паропреобразователь

 

и

температуру t2 =

 

 

=

220 ОС.

Пита-

 

 

 

 

 

 

 

 

тельная вода поступает в паропреобразователь с давлением р3 = 5·105 Па и температурой t3 = 60 ОС. Масса пара, направляемая на производство G1 = 5,5 кг/с. Определить массовый расход греющего пара G2 и его испарительную способность при условиях, что в паропреобразователе не должно происходить переохлаждение конденсата, а потери в окружающую среду составляют 3 %.

Решение. По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара (ТСВВП) и давлении р1 = 4·105 Па находим энтальпию жидкости h' = 604,7 кДж/кг и теплоту парообразования r = 2134 кДж/кг.

Энтальпия пара, направляемого на производство, равна

h1 = h' + x r = 604,7 – 0,98 2133 = 2698 кДж/кг.

По таблицам ТСВВП при р3 = 5·105 Па и t3 = 60 ОС энтальпия питательной воды h'3 = 251,4 кДж/кг.

64