На схеме: 1 – паровой котел, 2 – пароперегреватель, 3 – паровая турбина, 4 – конденсатор, 5 – питательный насос, 6 – редуктор, 7 – гребной винт.

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 18Следующая ⇒

Решение задачи с помощью диаграммы h,s.

Определяем параметры воды и водяного пара в характерных точках цикла Ренкина (1-2-3-4-5-6-1 на рис. 4.1).

Точка 1 находится в области перегретого пара на пересечении изобары p₁= 6,0 МПа(черная линия)и изотермы t₁= 600С (красная линия) на диаграмме h,s (рис.4.1). Свойства пара в этом состоянии: удельный объем v₁= =0,065 м³/кг; энтальпия h₁= 3660 кДж/кг; энтропия s₁= 7,18 кДж/(кг·К).

Точка 2. Из условия р₂= 0,004 МПа и s₂ = s₁= 7,18 кДж/(кг·К) устанавливаем, что точка 2 находится в области влажного пара на пересечении изобары р₂ = 0,004 МПа и изоэнтропы s₂= 7,18 кДж/(кг·К). Тогда значения удельного объема v₂ = 29 м³/кг, энтальпии h₂= 2130 кДж/кг и степени сухости х₂= 0,83.

Точка 3 характеризует состояние насыщенной жидкости при р₃= р₂= =0,004 МПа.Энтальпия в данной точке с помощью диаграммы h,s рассчитывается по формуле:

.

При этом температура насыщения t_s определяется в точке пересечения изобары 0,004 МПа с правой пограничной кривой (х =1). Исходящая из этой точки изотерма (красная линия) и есть искомая t_s.

Точке 4 соответствует состояние жидкости при давлении р₁ =6,0 МПа. Значение энтальпии h₄ определяем, принимая работу насоса равной давлению р₁, выраженному в МПа — l_н = 6 кДж/кг

h₄ = h₃+|l_н| = 117+6 = 123 кДж/кг

Точка 5 находится на пограничной кривой жидкости при р₁=6,0 МПа. Температура насыщения при указанном давлении по диаграмме h, s равна 275°С, отсюда энтальпия h₅ равна 4,19·275 = 1152,2 кДж/кг.

Точка 6 характеризует состояние насыщенного пара при р₁=6,0 МПа. Свойства в этом состоянии определяются по диаграмме h, s: t₆= 275°С, v₆ = 0,03 м³/кг, h₆= 2780 кДж/кг, s₆ = 5,89 кДж/(кг·К).

Результаты определения свойств рабочего тела сводим в таблицу:

Таблица4.1. Свойства воды и водяного пара в характерных точках цикла Ренкина, определенные по диаграмме h,s.

Точка р, МПа t, °C v, м³/кг h, кДж/кг S, кДж/(кг·К) x Примечание

1 6,0 600 0,065 3660 7,18 - перегретый пар

2 0,004 28 29 2130 7,18 0,83 влажный пар

3 0,004 28 117 0 насыщенная жидкость

4 6,0 123 - обычная жидкость

5 6,0 275 1152 0 насыщенная жидкость

6 6,0 275 0,03 2780 5,89 1 насыщенный пар

Отсутствующие в таблице свойства (пустые клетки) не могут быть определены с помощью диаграммы h,s.

Термический КПД цикла Ренкина без учёта работы насоса:

КПД цикла с учётом работы насоса:

Удельный расход пара (на 1 кВт·ч):

Удельный расход теплоты:

Удельный расход топлива:

где - низшая теплотворная способность топлива (для топлив, используемых в ПТУ, принимается равной 40000 кДж/кг)

Мощность установки:

Решение задачи с помощью таблиц свойств воды и водяного пара.

Точка 1. Параметры водяного пара в этой точке определяем по таблицам [3] (стр. 127) на основании заданных значений давления и температуры. При несовпадении заданных значений p и t с табличными, применяем интерполяцию (при необходимости двойную).

Точка 2. Из условия s₂= s₁ = 7,1673 кДж/(кг·К) и р₂=0,04 бар определяем степень сухости пара х₂:

Удельный объем рассчитываем по аддитивной формуле

,

либо по приближенной формуле

.

В данном случае точное и приближенное значения v₂ в пределах пяти значащих цифр совпали.

Энтальпия также рассчитывается как аддитивная величина

,

либо по соотношению

,

где r = h'' – h' — теплота парообразования при заданном давлении.

Точка 3. Свойства воды в состоянии насыщения определяются по [3] (табл. II) при известном давлении р₂ = 0,04 бар.

Точка 4. В этой точке давление р₄= 60 бар,энтропия s₄= s₃= =0,4224 кДж/(кг·К). Тогда коэффициент интерполяции равен

Определив k_s, рассчитываем термодинамические свойства воды

Точки 5 и 6. Свойства насыщенных воды и пара определяем по [3] (табл. ІІ), зная давление р₁ = 60 бар.

Результаты определения свойств рабочего тела сводим в таблицу.

Таблица 4.2. Параметры воды и водяного пара в характерных точках цикла Ренкина, определенные по таблицам:

Точ-ка р, бар t,°C v, м³/кг h, кДж/кг s, кДж/(кг·К) x Примечание

1 60 600 0,06521 3657,2 7,1673 - перегретый пар

2 0,04 28,981 29,151 2159,03 7,1673 0,8376 влажный пар

3 0,04 28,981 0,001004 121,41 0,4224 0 насыщенная жидкость

4 60 29,12 0,00100137 127,44 0,4224 - обычная жидкость

5 60 275,56 0,0013187 1213,9 3,0277 0 насыщенная жидкость

6 60 275,56 0,03241 2783,3 5,8878 1 насыщенный пар

Работа насоса рассчитываем по формуле

КПД установки с учетом работы насоса

Удельный расход пара на 1 кВт·ч:

Удельный расход теплоты:

Удельный расход топлива:

Мощность:

,

Значение КПД при расчёте по диаграмме на 1,94% выше, чем при расчете по таблицам. Также отличаются значения удельного расхода пара, теплоты, топлива и значение мощности. Это объясняется меньшей точностью определения энтальпии по диаграмме h, s по сравнению с таблицами.

Из расчета следует, что степень сухости пара на выходе из турбины равна 84%, то есть его влажность составляет 16%. Из опыта эксплуатации ПТУ известно, что влажность пара не должна превышать 14% во избежание механического разрушения лопаток последних ступеней турбины (эрозии). Для исключения этого вводят промежуточный перегрев пара, рассматриваемый в следующей задаче .

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 101112 13 14 15 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2018-05-10; просмотров: 206.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...