Построение теплового процесса расширения пара в турбине. Определение расхода охлаждающей воды в конденсаторе. Исследование эффективности ПГУ при многоступенчатом сжатии воздуха в компрессоре. Определение и расчет мощности, развиваемой паровой турбиной.
Аннотация к работе
Атмосферный воздух, сжатый в компрессоре, подается в высокопарный парогенератор, работающий на жидком или газообразном топливе, сжигаемом под давлением. Продукты сгорания топлива с требуемой температурой (700-1100°С) поступают в газовую турбину, в которой расширяются до атмосферного давления и затем, охладившись в горячей стороне газового подогревателя до температуры 120-160°С, выбрасываются в атмосферу. Далее пар отводится из турбины в промежуточный пароперегреватель, где нагревается до первоначального значения температуры. Вновь перегретый пар возвращается в часть низкого давления (ЧНД) паровой турбины, в которой расширяется до давления в конденсаторе (КД).схема парогазовой установки (см.рис.1); полезная мощность газотурбинной установки -; температура перед газовой турбиной - t3= 805 ;В качестве определяемого параметра цикла ГТУ при изобарном подводе теплоты принимают степень повышения давления ?к при адиабатном сжатии в компрессоре. Полезную удельную работу цикла ГТУ ?гту можно выразить как разность между действительной удельной работой газовой турбины ?гтд и действительной удельной работой сжатия в компрессоре ?кд: ?гту= ?гтд - ?кд. Выразим каждую работу через ее теоретическое значение: (1) ?гтд= ?гт* ?oiгт; ?кд= ?к/ ?oiк. Запишем выражение для внутреннего относительного КПД реального цикла ГТУ в следующем виде: ?i = (2) Для действительных циклов ГТУ оптимальная степень сжатия определяется по формуле [1]: .Полезная мощность ГТУ может быть определена из уравнения В выражении (11) - теоретическая мощность, развиваемая газовой турбиной А - теоретическая мощность, потребляемая компрессором Расход питательной воды, соответствующий расходу острого пара , подаваемого на паровую турбину, определим из уравнения теплового баланса газового подогревателя с учетом действительных параметров газовой степени: (15) Энтальпия воды на выходе из смешивающего подогревателя (деаэратора) определяется из условия, что питательная вода нагревается в нем до состояния насыщения при давлении греющего пара.Для определения параметров пара, необходимых в дальнейших расчетах, построим процесс расширения пара в турбине в h-S - диаграмме. По параметрам пара перед турбиной Мпа и = 4150 С на h-S - диаграмму наносится точка 6. Из точки 6 проводится линия 6-7 изоэнтропного процесса расширения пара в ЧВД турбины до пересечения ее и изобарой промежуточного перегрева пара МПА Располагаемый теплоперепад ЧВД турбины определяется по разности энтальпий точек 6 и7: = 3248-2964=284 КДЖ/кг (17) Прямая 6-7?? характеризует действительный (политропный) процесс расширения пара в ЧВД турбины.В регенеративную систему паротурбинной установки входят подогреватель низкого давления и деаэратор (рис.4). Все тепловые расчеты регенеративной системы будем производить, в удельных единицах (отнесенных к 1 кг. пара, подводимого в турбину). Обозначим доли пара в отборах турбины через и , значения которых определим из уравнений теплового баланса регенеративных подогревателей. ПНД подогреватель поверхностного типа выбирается так, чтобы температура воды на выходе из него равнялась температуре насыщения при давлении в отборе минус 5-7 С°. Температура питательной воды на выходе из деаэратора (подогреватель смешивающего типа) принимается равной температуре насыщения, соответствующей давлению греющего пара (0,12 МПА).Электрическая мощность, развиваемая паровой турбиной, равна сумме мощностей, развиваемых ее частями высокого и низкого давления: (29)С термодинамической точки зрения конденсатор паровой турбины выполняет функции холодного источника, понижение температуры которого показывает термический паротурбинных установок. Расход охлаждающей воды, подаваемой в конденсатор, определяется из его уравнения теплового баланса.Количество теплоты, затраченное в циклах газо-и паротурбинных установок: =183*1,005(1078-505)=105383 КДЖ/с; Суммарные затраты теплоты составят: =105383 203910=309293 КДЖ/с.В современных паротурбинных установках средней и большой мощности в целях повышения их эффективности применяют широко развитую систему паровой регенерации с несколькими регенеративными отборами пара. Для выяснения влияния паровой регенерации на эффективность рассматриваемой произведем расчет термического цикла с последовательным отключением деаэратора, а затем . При этом будем считать, что параметры и мощность остаются неизменными, а расход пара и мощность паровой турбины изменяются. а) отключен деаэратор (=0). По уравнению (28) находим долю отбора пара на : = = =0,058. В рассматриваемом случае новый расход питательной воды и пара в цикле паротурбинной установки составит: = = 62,67 кг/с.Воздух с параметрами в точке 1 поступает в компрессор низкого давления (КНД), где сжимается до давления . 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/с Выполненные расчеты цикла ПГУ с двухступенчатым сжатием воздуха в компрессорной установке и его сопоставление с исходным цик
План
Содержание
1.Описание принципиальной схемы ПГУ
2. Принципиальная схема ПГУ
3.Исходные данные
4.Расчет тепловой схемы ПГУ
4.1 Расчет параметров цикла ГРУ
4.2 Определение расходов рабочих тел ПГУ
4.3 Построение теплового процесса расширения пара в турбине
4.4 Расчет регенеративной системы паровой турбины
4.5 Определение мощности, развиваемой паровой турбиной
4.6 Определение расхода охлаждающей воды в конденсаторе паровой турбины
4.7 Определение показателей эффективности
5.Учебно - исследовательский раздел
5.1 Влияние паровой регенерации на эффективность
5.2 Исследование эффективности при многоступенчатом сжатии воздуха в компрессоре
6. Влияние температуры газа перед турбиной на эффективность ПГУ
Список литературы парогазовая установка турбина конденсатор
1.Описание принципиальной схемы ПГУ
Список литературы
1) «Расчет цикла парогазовой установки»; М/у к курсовой работе; Ленинград 1989.
2) «Тепло-физические свойства воды и водяного пара»; С.Л.Ривкин, А.А. Александров;