|
|
|
|
|
|
|
|
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