Сборник задач по технической термодинамике (стр. 29 )

Определить: термический КПД цикла и мощность турбины, коэффициенты использования теплоты и выработки электроэнергии на тепловом потреблении. Работой насосов пренебречь.

Изобразить цикл ПТУ в h,s- диаграмме.

Ответ: hi=0,377 , Wтi=118 Мвт, hQ=0,537 , е=0,268 .

16.21. Теплофикационная ПТУ с отборами пара на тепловой потребитель и смешивающий регенеративный подогреватель (рис. 16.31) имеет параметры: ро=120 бар, to=500 oC, pтп=12 бар, p’тп=10 бар, p1=5 бар, pк=0,05 бар. Конденсат от теплового потребителя возвращается в полном количестве в состоянии насыщения. Расход пара на турбину D=200 т/ч, – на тепловой потребитель Dтп=30 т/ч.

Внутренние относительные КПД турбины hoiчвд=0,88, hoiчнд=0,85.

Определить: внутренний абсолютный КПД цикла, коэффициент использования теплоты и коэффициент выработки электрической энергии на тепловом потреблении, внутреннюю мощность турбины.

При расчетах цикла работой насосов пренебречь.

Изобразить цикл ПТУ в h,s- диаграмме.

Ответ: hi = 0,369 , hQ = 0,483 , е = 0,25 , Wтi= 55 МВт.

16.22. Противодавленческая ПТУ с отбором пара на смешивающий регенеративный подогреватель (рис. 16.32) имеет параметры: ро=60 бар, to=450 oC, pтп=10 бар, p1=20 бар, конденсат от теплового потребителя возвращается в полном количестве с температурой 70 oC. Внутренний относительный КПД турбины hoi=0,88. Мощность теплового потребителя Qтп=80 МВт.

Определить: расход пара на турбину, внутренний абсолютный КПД цикла и мощность турбины, коэффициенты использования теплоты и выработки электроэнергии на тепловом потреблении.

При расчетах цикла работой насосов пренебречь.

Изобразить цикл ПТУ в h,s- диаграмме.

Ответ: D=54,45 кг/с, hi=0,157 , Wтi=20,5 МВт, hQ=1 , е=0,156.

16.23. Противодавленческая ПТУ с отбором пара на смешивающий регенеративный подогреватель имеет параметры: ро=70 бар, to=520 oC, pтп=10 бар, p1=15 бар (рис. 16.32). Конденсат от теплового потребителя возвращается в цикл в полном количестве Dтп=100 т/ч с температурой 70 oC. Внутренний относительный КПД турбины hoi=0,82.

Определить мощность турбины. Работой насосов пренебречь.

Ответ: Wтi=15 МВт.

16.24. Теплофикационная ПТУ с отбором пара на тепловой потребитель и вторичным пароперегревателем (рис. 16.33) имеет параметры: ро=240 бар, to=tвп=550 oC, pвп=50 бар, pк=0,05 бар. Конденсат от теплового потребителя возвращается в цикл в полном количестве с температурой tкТП=100 oC. Внутренние относительные КПД турбины hoiчвд=0,85, hoiчнд=0,88. Мощность турбины Wтi=250 МВт, мощность теплового потребителя Qтп=80 МВт.

Определить: расход пара на турбину, внутренний абсолютный КПД цикла, коэффициент использования теплоты и коэффициент выработки электрической энергии на тепловом потреблении.

При расчетах цикла работой насосов пренебречь.

Изобразить цикл ПТУ в h,s- диаграмме.

Ответ: D=183 кг/с, hi=0,377 , hQ=0,497 , е=0,141.

16.25. Теплофикационная ПТУ с отборами пара на тепловой потребитель и смешивающий регенеративный подогреватель (рис. 16.34) имеет параметры: ро=60 бар, to=480 oC, pтп=15 бар, p’тп=13 бар, p1=2,6 бар, pк=0,04 бар. Конденсат от теплового потребителя возвращается в цикл в полном количестве при tктп=90 oC. Расход пара на турбину D=25 кг/с, а на тепловой потребитель Dтп=12 кг/с. Внутренние относительные КПД турбины hoiчвд=0,85, hoiчнд=0,82.

Определить внутреннюю мощность турбины.

При расчетах цикла работой насосов пренебречь.

Изобразить цикл ПТУ в h,s- диаграмме.

Ответ: Wтi=16,7 МВт.

16.26. Оценить термодинамическую экономичность ПТУ по балансовому и эксергетическому методам (рис. 16.35).

Рис. 16.35. Потери эксергии в необратимом цикле простой ПТУ в T,S- диаграмме

Температура горения топлива в топке парового котла Тг=2000 oC, температура уходящих из котла газов Тух=140 oC. Свойства продуктов сгорания топлива принять соответствующими идеальному газу с постоянной изобарной теплоемкостью ср=1 кДж/(кг∙К). В котле учитывать только потери с уходящими газами.

ПТУ имеет мощность Wi=20 МВт и параметры ро=30 бар, to=400 oC, pк=0,04 бар. Внутренний относительный КПД турбины hoi=0,84.

Температура окружающей среды tос=20 oC. Температуру циркуляционной воды в конденсаторе принять постоянной и равной tос .

Определить:

а) по балансовому методу: теплоту сгорания топлива Qт, потери теплоты с уходящими газами Qух и в конденсаторе турбины Q2, балансовый КПД ПТУ;

б) по эксергетическому методу: эксергию продуктов сгорания топлива Ет, потери эксергии за счет необратимости процесса горения топлива ÑЕгор, с уходящими газами ÑЕух, за счет необратимости теплообмена между газами и водой и водяным паром в котле ÑЕтоПК, за счет необратимости процесса расширения пара в турбине ÑЕт, за счет необратимости теплообмена между паром и водой в конденсаторе турбины ÑЕк-р, эксергетический КПД ПТУ;

в) сопоставить потери в паровом котле и турбине, определенные по балансовому и эксергетическому методам.

При расчетах работой насосов пренебречь.

Показать потери ПТУ в Т,s- диаграмме.

Ответ: а) Qт=68,6 МВт, Qух=4,12 МВт, Q2=44,48 МВт, hQ=0,291;

б) Ет=68,6 МВт, ÑЕгор=20,8 МВт, ÑЕух=0,665 МВт,

ÑЕтоПК=22,03 МВт, ÑЕт=3,77 МВт, ÑЕк-р=1,33 МВт, hех=0,291;

в) Qух=6 %, Q2=64,9 %;

ÑЕгор+ÑЕух+ÑЕтоПК=63,46 %, ÑЕт+ÑЕк-р=7,44 %.

16.27. Одноконтурная АЭС на влажном насыщенном водяном паре (рис. 16.36) имеет параметры ПТУ: ро=30 бар, хo=0,99, рпп=5 бар, pк=0,04 бар. Степень сухости пара на выходе из сепаратора хс=0,99, недогрев пара на выходе из пароперегревателя до температуры греющего пара Dtпп=15 оС. Внутренние относительные КПД турбины hoiчвд=0,86, hoiчнд=0,88.