Материал: Расчет цикла парогазовой установки

Увеличивается расход топлива, сжигаемого в  с 38341 кг/ч до 39869 кг/ч. Удельные расходы топлива возрастают с 0,356 кг/кВТч до 0,378 кг/кВТч.

.2 Исследование эффективности  при многоступенчатом сжатии воздуха в компрессоре

Схема трёхступенчатой компрессорной установки(а) и процессы сжатия в Т-S диаграмме(б) Рис.5.

Как известно, изотермический процесс является наиболее выгодным термодинамическим процессом сжатия воздуха в компрессоре. Одним из способов приближения реальных процессов сжатия, сопровождающихся значительным ростом температур, к изотермическому является способ охлаждения сжимаемого воздуха в промежуточных охладителях компрессорной установки.

Рассмотрим схему двухступенчатого сжатия воздуха с одним промежуточным охладителем, представленную на рис. 5. Воздух с параметрами в точке 1 поступает в компрессор низкого давления (КНД), где сжимается до давления . Затем он отводится в охладитель воздуха (ОВ), в котором охлаждается до первоначальной температуры, после чего подается в компрессор высокого давления КВД и сжимается до конечного давления.

Наиболее рациональное распределение давления между относительными ступенями достигается исходя из условия одинаковых степеней сжатия в них. При этом затраты технической работы на весь процесс сжатия минимальны.

Мощность:

 = 3 =3*183*1,005(345-283)=34208 кВт.

В этом случае полезная мощность газотурбинной установки составит:

 =69569-40894=28675 кВт.

И полезная мощность парогазовой установки:

 =28675+79096,5=107771,5 кВт.

Найдем количество теплоты, затраченное в цикле ГТУ, с учетом того, что воздух, поступающий в ВПГ, в данном случае, имеет более низкую температуру:

 =183*1,005(1078-345)=134809кДж/c

Используя ранее найденное значение  =203910 кДж/с , определяем затраты теплоты в цикле ПТУ:

 =134809+203910=338719 кДж/с.

Энергетические показатели установки будут иметь следующие значения:

 =107771,5/338719=0,318

 =  = 41057 кг/ч.

 =41057/107771,5=0,381 кг/кВт ч.

Выполненные расчеты цикла ПГУ с двухступенчатым сжатием воздуха в компрессорной установке и его сопоставление с исходным циклом позволяют сделать следующее заключение:

Мощность, потребляемая компрессорной установкой, снижается с 69569 кВт до 34208 кВт, соответственно полезная мощность ГТУ возрастает с 29000 кВт до 28675 кВт.

Снижение температуры воздуха на выходе из компрессора приводит к увеличению теплоты, затраченной в цикле ГТУ с 105383 кДж/с до 134809 кДж/с

В целом эффективность ПГУ снижается, о чем свидетельствует уменьшение термического КПД цикла с 34,95 % до 31,8 %.

Таким образом, применение сжатия в цикле ПГУ с промежуточным охлаждением нецелесообразно.

6.Влияние температуры газа перед турбиной

=978 K

= 586К.

Давление P4 =0,101 Мпа.

Действительные значения температур газа на выходе из компрессора и газовой турбины:

(472-283)/0,85 + 283= 505 К

 =978 - 0,88(978-586)= 633 К

Расход газа

В тепловой схеме ПГУ принимается деаэратор атмосферного типа с давлением греющего пара 0,12 МПа. По таблицам находим 0С и  . Как известно из рис. 2 , питательная вода в газовом подогревателе нагревается до состояния насыщения при давлении 4,2 МПа. По таблицам водяного пара находим = 1102 кДж/кг и определяем расход.

==85,64кг/с.

Электрическая мощность, развиваемая паровой турбиной, равна сумме мощностей, развиваемых ее частями высокого и низкого давления:

 +  

 =85,64*222+85,64*735(1-0,0333*0,396-0,056*0,303)=80059кВт.

Количество теплоты, затраченное в циклах газо- и паротурбинных установок:

 =235,4*1,005(978-505)=111901кДж/с;

Суммарные затраты теплоты составят:

 =111901+206392=318293 кДж/с.

Мощность парогазовой установки будет равна:

 =29000+79096,5=108096,5 кВт.

Термический  цикла :

 =108096,5/318293=0,3396

=1178 K

= 706К.

Давление P4 =0,101 Мпа.

Действительные значения температур газа на выходе из компрессора и газовой турбины:

(472-283)/0,85 + 283= 505 К

 =1178 - 0,88(1178-706)= 763 К

Расход газа

 = 149,5 кг/с.

В тепловой схеме ПГУ принимается деаэратор атмосферного типа с давлением греющего пара 0,12 МПа. По таблицам находим 0С и  . Как известно из рис. 2 , питательная вода в газовом подогревателе нагревается до состояния насыщения при давлении 4,2 МПа. По таблицам водяного пара находим = 1102 кДж/кг и определяем расход.

==83,85 кг/с.

Электрическая мощность, развиваемая паровой турбиной, равна сумме мощностей, развиваемых ее частями высокого и низкого давления:

 +  

 =83,85*222+83,85*735(1-0,0333*0,396-0,056*0,303)=78386 кВт.

Количество теплоты, затраченное в циклах газо- и паротурбинных установок:

 =149,5*1,005(1178-505)=101117 кДж/с;

Суммарные затраты теплоты составят:

 =101117+202078,5=303195,5 кДж/с.

Мощность парогазовой установки будет равна:

 =29000+79096,5=108096,5 кВт.

Термический  цикла :

 =108096,5/303195,5=0,3565 =1278 K

= 766К.

Давление P4 =0,101 Мпа.

Действительные значения температур газа на выходе из компрессора и газовой турбины:

(472-283)/0,85 + 283= 505 К

 =1278 - 0,88(1278-766)= 827 К

Расход газа

 = 126,4 кг/с.

В тепловой схеме ПГУ принимается деаэратор атмосферного типа с давлением греющего пара 0,12 МПа. По таблицам находим 0С и  . Как известно из рис. 2 , питательная вода в газовом подогревателе нагревается до состояния насыщения при давлении 4,2 МПа. По таблицам водяного пара находим = 1102 кДж/кг и определяем расход.

==83,2 кг/с.

Электрическая мощность, развиваемая паровой турбиной, равна сумме мощностей, развиваемых ее частями высокого и низкого давления:

 +  

 =83,2*222+83,2*735(1-0,0333*0,396-0,056*0,303)=77778 кВт.

Количество теплоты, затраченное в циклах газо- и паротурбинных установок:

 =126,4*1,005(1278-505)=98196 кДж/с;

Суммарные затраты теплоты составят:

 =98196+200512=298708 кДж/с.

Мощность парогазовой установки будет равна:

 =29000+79096,5=108096,5 кВт.

Термический  цикла :

 =108096,5/298708=0,3619

=1378 K

= 826К.

Давление P4 =0,101 Мпа.

Действительные значения температур газа на выходе из компрессора и газовой турбины:

(472-283)/0,85 + 283= 505 К

 =1378 - 0,88(1378-826)= 892 К

Расход газа

 = 109,5кг/с.

В тепловой схеме ПГУ принимается деаэратор атмосферного типа с давлением греющего пара 0,12 МПа. По таблицам находим 0С и  . Как известно из рис. 2 , питательная вода в газовом подогревателе нагревается до состояния насыщения при давлении 4,2 МПа. По таблицам водяного пара находим = 1102 кДж/кг и определяем расход.

==82,8 кг/с.

Электрическая мощность, развиваемая паровой турбиной, равна сумме мощностей, развиваемых ее частями высокого и низкого давления:

 +  

 =82,8*222+82,8*735(1-0,0333*0,396-0,056*0,303)=77404 кВт.

Количество теплоты, затраченное в циклах газо- и паротурбинных установок:

 =109,5*1,005(1378-505)=96071,5 кДж/с;

Суммарные затраты теплоты составят:

Мощность парогазовой установки будет равна:

 =29000+79096,5=108096,5 кВт.

Термический  цикла :

 =108096,5/295619,5=0,3657

График зависимости f(T3)

Список литературы

) «Расчёт цикла парогазовой установки»; М/у к курсовой работе; Ленинград 1989.

) «Тепло-физические свойства воды и водяного пара»; С.Л.Ривкин, А.А. Александров;

М.: Энергия, 1980.

) H-S диаграмма воды и водяного пара.