Анализ цикла паротурбинной установки (стр. 2 из 2)

*(2216,77-2041,4775)=18,307 МВт

ΔE^T=( Е^Т_вх- Е^Т_вых)-N_e=150,134-18,307-111,111=20,716 МВт

Генератор

ΔЕ_Г=N_e-N_Э=111,111-110=1,111 МВт

Коденсатор

Е^к_вх= Е^т_вых

Е^К_вых=D*((h₃-h₀)-T₀*(s₃-s₀))=104,349*((191,81-84)-293*(0,6492-0,2965))=104,349*

*(107,81-103,3411)=0,466 МВт

ΔЕ_к= Е^к_вх- Е^к_вых=18,307-0,466-17,841 МВт

Проверка

ΔЕ^к=Q₂*(1-T₀/T_K)=220,068*(1-293/318,81)=17,816 МВт

Насос

Е^н_вх= Е^к_вых

Е^н_вых= Е^ка_вх

L_Н=D*(h_4д-h₃)=104,349*(203,351-191,81)=1,204 МВт

ΔE^H= Е^н_вх-Е^н_вых+L_H=0,466-1,343+1,204=0,327 МВт

Е^топ+ Е^пв= N_Э+ ΔЕ^ка+ ΔЕ^Т+ ΔЕ^Г+ ΔЕ^К+ ΔЕ^Н-L_H

η_ех= N_Э/( Е^топ+ Е^пв)=110/(395,027+1,343)=0,2775

ПТУ с регенерацией

p₁=1 МПа

α₁*h_П1+(1- α₁)* h_р2= h_р1

α₁=( h_Р1 –h_Р2)/( h_П1+ h_Р2)

α₁=(762,7-504,7)/(2900-504,7)=0,1077

p₂=0,2 МПа

α₂*h_П2+(1- α₁- α₂)* h_р3= (1- α₁)*h_р2

α₂=(1- α₁)( h_P2- h₃)/( h_П2-h₃)=(1-0,1077)(504,7-191,81)/(2660-

191,81)=0,8923*312,89/2468,19=

=0,1131

l^д_Т=(1- α₁- α₂)*( h₁- h_2д)+ α₁*( h₁- h_П1)+ α₂*( h₁- h_П2)

y₁=( h_П1- h_2д)/( h₁- h_2д)=(2900-2300,77)/(3387,3-

2300,77)=599,23/1086,53=0,5515

y₂=( h_П2- h_2д)/( h₁- h_2д)=(2660-2300,77)/(3387,3-2300,77)=0,3306

l^д_Т=(1- y₁*α₁- y₂*α₂)*( h₁- h_2д)=(1-0,5515*0,1077-0,3306*0,1131)*(3387,3-

2300,77)=

=(1-0,05939655-0,03739086)*1086,53=0,981 МДж/кг

D_P=N_i/ l^д_Т=113,378/0,981=115,574 кг/с

q₁= h₁- h_P1=3387,3-762,7=2,625 МДж/кг

q₂= (1- α₁- α₂)*( h_2д- h₃)=(1-0,1077-0,1131)*(2300,77-

191,81)=0,7792*2108,96=1,643 МДж/кг

η_i= l^д_Т/q₁=0,981/2,625=0,3737

Тепловой баланс регенеративного цикла ПТУ

Регенератор

Q_П1= α₁*D*( h_п1- h₃)=0,1077*115,574*(2900-191,81)=33,710 МДж/кг

Q_П2= α₂*D*( h_п2- h₃)=0,1131*115,574*(2660-191,81)=32,263 МДж/кг

Q_P1= D*(1- 0)*( h_P1- h₃)=115,574*(762,7-191,81)=65,980 МДж/кг

Q_P2= D*(1- α₁)*( h_P2- h₃)=115,574*(1-0,1077)*(504,7-

191,81)=115,574*0,8923*312,89=

=32,267 МДж/кг

Проверка

Q_P1=Q_П1+Q_П2

65,980≈33,710+32,263=65,973

Q_P2=Q_П2

32,267≈32,263

Котельный агрегат

Q=B*Q^P_H=Q₁/η_ка=q₁*D/ η_ка=2,625*115,574/0,82=369,978 МВт

Q₁=303,382 МДж/кг

ΔQ_кА=Q- Q₁=369,978-303,382=65,596 МВт

Турбина

Q₂=D*q₂=115,574*1,643=189,888 МВт

N_e=111,111 МВт

ΔQ_м=113,378-111,111=2,267 МВт

Генератор

N_e= N_э+ ΔQ_Г

ΔQ_Г= N_e- N_Э=111,111-110=1,111 МВт

Насос

L_H=D*l_H=115,574*11,54=1,334 МВт

Q^ПВ=L_H+ Q_P1=1,334+65,980=67,314 МВт

Тепловой баланс

Q+Q_P+L_H= N_Э+Q₂+ ΔQ_кА+ ΔQ_М+ ΔQ_Г+Q_П1+Q_П2

369,978+65,98+1,334=110+189,888+65,596+2,267+1,111+33,710+32,263

437,292≈434,835

Эксергетический баланс регенеративного цикла ПТУ

Котельный агрегат

Е^топ=0,975*В* Q^P_H=0,975*369,978=360,729 МВт

Е^пв=Е^ка_вх=D*(h_P1-h₀-T₀*(s_P1-s₀))=115,574*(762,7-84-293*(2,1384-0,2965))=16,067МВт

Е^ка_вых=D*(h₁-h₀-T₀*(s₁-s₀))=115,574*(3387,3-84-293*(6,6601-0,2965))=166,284 МВт

ΔЕ^кА= Е^топ+ Е^пв-Е^ка_вых=360,729+16,067-166,284=210,512 МВт

Турбина

Е^Т_вх=Е^ка_вых

Е^П1=α₁* D*(h_П1-h₀-T₀*(s_П1-s₀))=0,1077*115,574*(2900-84-293*(6,84-

0,2965))=11,871 МВт

Е^П2=α₂* D*(h_П2-h₀-T₀*(s_П2-s₀))=0,1131*115,574*(2660-84-293*(7,01-

0,2965))=7,960 МВт

Е^Т_вых= Е^к_вх=(1- α₁- α₂)*D*(h_2д-h₀-T₀*(s_2д-s₀))=(1-0,1077-

0,1131)*115,574*(2300,77-84-293*

*(7,264-0,2965))=0,7792*115,574*174,523=15,717 МВт

ΔЕ^Т= Е^Т_вх- Е_П1- Е_П2-N_e- Е^к_вх=166,284-11,871-7,96-111,111-15,717=19,625 МВт

Генератор

ΔЕ^Г= N_e- N_Э=111,111-110=1,111 МВт

Конденсатор

Е^Т_вых= Е^к_вх

Е^к_вых=(1- α₁- α₂)*D*(h₃-h₀-T₀*(s₃-s₀))= (1-0,1077-

0,1131)*115,574*(191,81-84-293* *(0,6492-

0,2965))=0,7792*115,574*4,4689=0,402МВт

ΔЕ^к=Е^к_вх-Е^к_вых=15,717-0,402=15,315МВт

Теплообменник 2

Е^Р2=(1- α₁-)*D*(h_P2-h₀-T₀*(s_P2-s₀))=(1-0,1077)*115,574*(504,7-84-

293*(1,5301-0,2965))=

=0,8923*115,574*59,2552=6,111МВт

ΔЕ^П2=Е^П2+Е^к_вых-Е^P2=7,96+0,402-6,111=2,251МВт

Теплообменник 1

Е^P1=D*(h_P1-h₀-T₀*(s_P1-s₀))=115,574*(762,7-84-293*(2,1384-0,2965))=16,067МВт

ΔЕ^П1=Е^P2+Е^П1-Е^P1=6,111+11,871-16,067=1,915 МВт

Насос

L_H=D*(h_4д-h₃)=115,574*(203,35-191,81)=1,334 МВт

ΔЕ^H= L_H+ Е^P1-E^пв=1,334+16,067-16,067=1,334 МВт

Эксергетический баланс

Е^топ+ Е^P1+ L_H= N_Э+ ΔЕ^кА+ ΔЕ^Т+ ΔЕ^Г+ ΔЕ^к+ ΔЕ^Н+ ΔЕ^П1+ ΔЕ^П2+ Е^П1+ Е^П2

360,729+16,067+1,334=110+210,512+19,625+1,111+15,315+1,334+1,915+2,251+11,871+7,96

378,13≈381,894

η_ех= N_Э/( Е^топ+ Е^пв+ L_H)=110/(360,729+16,067+1,334)=0,2909

По рассчитанным данным составляется таблица 3

Вывод

Одним из способов повышения тепловой эффективности паросиловых установок является использование регенеративного цикла – цикла с использованием теплоты пара, частично отработавшего в турбине, для подогрева питательной воды. Регенеративный подогрев увеличивает термический КПД цикла ПТУ и снижает потери теплоты в конденсаторе турбины с охлаждающей водой.

Список использованной литературы

1. Анализ цикла паротурбинной установки. Методические указания по выполнению курсовой работы, Новосёлов И.В. , Кузнецова В.В. Уфимский государственный нефтяной технический университет, 1999.