Расчет параметров цикла ПТУ

Расчет параметров цикла производится с помощью h,S-диаграммы водяного пара и таблицы термодинамических свойств воды и пара в состоянии насыщения.

По h,S-диаграмме находим точку 1 по давлению и температуре ⁰С. Для этой точки 3230 кДж/кг (удельная энтальпия пара на входе в турбину), (удельная энтропия пара на входе в турбину).

Рассмотрим процесс 1-2s. Для этого процесса . Точка 2s находится на пересечении изоэнтропы и изобары . Для этой точки кДж/кг - удельная энтальпия пара на выходе из турбины в изоэнтропном процессе 1-2s.

Находим точку 2. Из уравнения для относительного внутреннего КПД определим

- удельная энтальпия пара на выходе из турбины в действительном процессе 1-2.

Точка 2 находится на пересечении лини и изобары . Для этой точки .

Определение параметров в точке 3. Эти параметры определяются из таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара в состоянии насыщения при .

Из таблицы: - температура воды на входе в насос;

h,s- диаграмма водяного пара

Таблица термодинамических свойств воды и пара в состоянии насыщения (по давлениям)


0,001	6,9	0,001	130,0	29,2	2513,4	0,1054	8,975
0,002	17,5	0,001	67,2	73,4	2533,1	0,2609	8,722
0,003	24,1	0,001	45,8	100,9	2545,3	0,3546	8,576
0,004	28,9	0,001	34,9	121,3	2553,7	0,4225	8,473
0,005	32,9	0,001	28,2	137,8	2560,9	0,4761	8,393
0,010	45,8	0,001	14,7	191,8	2583,9	0,6492	8,149
0,020	60,1	0,001	7,6	251,5	2609,2	0,8321	7,907
0,050	81,3	0,001	3,2	340,5	2645,2	1,0910	7,593
0,100	99,6	0,001	1,7	417,5	2674,9	1,3026	7,360
0,120	104,8	0,001	1,4	439,3	2683,6	1,3606	7,298
0,140	109,3	0,001	1,2	458,4	2790,1	1,4109	7,246
0,160	113,3	0,001	1,1	475,4	2796,3	1,4550	7,202
0,180	116,9	0,001	0,98	490,7	2706,8	1,4943	7,163
0,200	120,2	0,001	0,89	504,7	2707,8	1,5302	7,127
0,300	133,5	0,001	0,61	561,7	2725,5	1,672	6,992
0,500	151,8	0,001	0,35	640,1	2748,8	1,860	6,822
0,600	158,8	0,001	0,31	670,5	2757,1	1,931	6,761
0,700	164,9	0,001	0,27	697,2	2764,5	1,992	6,709
0,800	170,4	0,001	0,24	720,9	2769,3	2,046	6,663
0,900	175,3	0,001	0,21	742,8	2774,8	2,094	6,623
1,00	179,9	0,001	0,19	762,4	2777,7	2,183	6,587
1,10	184,0	0,001	0,18	781,3	2781,2	2,179	6,554
1,20	187,9	0,001	0,16	798,4	2784,6	2,216	6,523
1,30	191,6	0,001	0,15	814,6	2787,4	2,251	6,495
1,40	195,0	0,001	0,14	830,0	2789,7	2,284	6,469
1,50	198,3	0,001	0,13	844,5	2791,8	2,314	6,445
2,00	212,4	0,001	0,10	908,6	2799,2	2,447	6,340

- удельный объем воды на входе в насос;

- удельная энтальпия воды на входе в насос;

- удельная энтропия воды на входе в насос.

Определение параметров точки 4.

- удельный объем воды на выходе из насоса.

Из уравнения для относительного внутреннего КПД насоса: , определяем: - удельная энтальпия на выходе из насоса.

Так как ,

где - массовая теплоемкость воды,

Изменение удельной энтропии в насосе:

- удельная энтропия на выходе из насоса,

Параметры в точке И’ определяются из таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара в состоянии насыщения при .

Из таблицы:

- температура воды на входе в испаритель;

- удельный объем воды на входе в испаритель;

- удельная энтальпия воды на входе в испаритель;

- удельная энтропия воды на входе в испаритель.

Параметры в точке И’’ определяются из таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара в состоянии насыщения при .

Из таблицы:

- температура сухого насыщенного пара на выходе из испарителя;

- удельный объем сухого насыщенного пара на выходе из испарителя;

- удельная энтальпия сухого насыщенного пара на выходе из испарителя;

- удельная энтропия сухого насыщенного пара на выходе из испарителя.

1.4 Определение показателей утилизационной ПТУ.

Удельная работа идеального насоса:

Удельная работа действительного насоса:

Удельная работа идеальной турбины:

Удельная работа действительной турбины:

Внутренняя удельная работа цикла:

Термический КПД обратимого цикла Ренкина:

Внутренний КПД цикла:

Эффективный КПД цикла:

Определение массового расхода пара (паропроизводительности УПГ), m_п, кг/с. Рассмотрим уравнение теплового баланса для испарителя и пароперегревателя:

где температура выхлопных газов в ГТУ перед испарителем,⁰С:

⁰С.

Тогда:

кг/с.

Определение температуры выхлопных газов после УПГ, .

Рассмотрим уравнение теплового баланса для экономайзерной секции (подогреватель воды):

Тепловая мощность УПГ:

Эффективная мощность ПТУ:

Общий эффективный КПД комбинированной парогазовой установки (ПГУ):

Таблица 1.1 – Основные параметры цикла и показатели ПТУ


⁰С	МПа	МПа	кДж/кг	кДж/кг	кДж/кг	кДж/кг			МВт	кг/с
392.8	2	0,01	3230	2495	191,8	735	2,653	732.347	11.45	16.1	0,241	0,234	0,338

Вывод.

Использование комбинированных ПГУ (комбинированные циклы ПТУ и ГТУ) позволяет повышать эффективность использования энергии. В расчете определили, что КПД комбинированной ПГУ , что выше КПД ГТУ и КПД цикла ПТУ . Следовательно, можно сделать вывод о выгодности использования установок данного типа.