Паротурбинная установка с регенеративным подогревом питательной воды в поверхностном подогревателе со сборником конденсатов

Задача

В паротурбинной установке, работающей при начальних параметрах пара p₁ = 6,0 МПа и t₁ = 600 ⁰С, используется регенеративный подогрев питательной воды в поверхностном подогревателе со сборником конденсатов. Давление отбора 1,0 МПа. Давление пара в конденсаторе р₂ = 0,04 бар.

Определить термический КПД установки, удельные расходы теплоты, пара и топлива, а также мощность установки с учётом работы насоса, если часовой расход пара составляет 950 .

Сделать вывод об изменении эффективности работы установки () и её мощности по сравнению с циклом Ренкина. Изобразить цикл на энтропийных и p,v диаграммах. Задачу решить с помощью таблиц воды и водяного пара.

1 – паровой котел; 2 – первичный пароперегреватель; 3 – паровая турбина; 4 – электрогенератор; 5 – конденсатор; 6 – конденсатный насос; 7 - сборник конденсатов; 8 – питательный насос; 9 – конденсатоотводчик; 10 - регенеративный поверхностный подогреватель

Подправить рисунок! Точка 9 должна находиться в бюветной жидкости

Рис.4. Принципиальная схема и термодинамический цикл паротурбинной установки с регенеративным подогревом питательной воды в поверхностном подогревателе в p,v; T,s и h,s координатах

Решение

Соотношение для расчета КПД этого цикла имеет вид:

где значения h₁, h₂, h₇, h₃ и h₈ принимаем из предыдущих задач, так как исходные данные задачи не изменились.

Значение рассчитываем из теплового баланса:

Энтальпия в точке 11 определяется из условия:

Параметры жидкости в сборнике конденсата (точка 9) определяем из условия, что р₉=1 атм=1 бар и t₉=(70…80⁰С). Тогда

h₉ =293,0

s₉ =0,9548

v₉ =0,0010228

Тогда энтальпию в точке 11 определяем интерполяцией по изобаре 60 бар из вышеуказанного условия:

Энтальпия в точке 12 определяется из условия:

Тогда

Наконец,

Сумма работ насосов

Итак, использование поверхностного регенеративного подогревателя со сборником конденсатов вызывает повышение термического КПД примерно на 1% по сравнению с аналогичным регенеративным циклом, но со смесительным подогревателем. Это обусловлено тем, что подогрев питательной воды в этом случае начинается не от температуры забортной воды (~30 ⁰С), а от температуры жидкости в сборнике конденсата (70…80 ⁰С). Известно, чем выше температура начала внешнего подвода теплоты, тем выше средняя температура подвода теплоты, а чем выше средняя температура подвода теплоты, тем выше термический КПД.

Дата добавления: 2015-10-29