Лаб5 витрата пара на турбіну

Лабораторна робота № 5

ВИТРАТИ ПАРА І ТЕПЛА НА теплофікаційних турбін з конденсацією і регульованими відборами пара.

Мета роботи. Вивчити математичний опис витрат пара (води) і тепла, а також отримати навички по елементарним розрахунками основних величин, що характеризують роботу турбоагрегату.

Цей тип турбін за своїм принципом роботи докорінно відрізняється від турбін з протитиском. Пар відпрацював в частинах турбіни тобто в частині високого (ЧВД), частини середнього (ЧСД) і частини низького тиску (ЧНД) надходить в конденсатор, де під дією охолоджуючої рідини повністю конденсується (якщо немає теплового споживача). Після конденсації робоча рідина (вода) надходить в каскад регенеративних підігрівачів, де відбувається підвищення її термодинамічних параметрів: температура, тиск, ентальпія, ентропія. Потім вода надходить в парогенератор де вона отримує необхідне тепло від палива, що спалюється перетворюється в пар і йде в турбіну.

i- ентальпія [кДж / кг];

D- витрата пара і води [кг / с];

W- електрична потужність;

Q- кількість теплоти;

Y- коефіцієнт недовиробітку;

витрата пара

можна визначити з рівняння енергетичного балансу турбоагрегату, підсумовуючи потужність частині високого тиску турбіни (ЧВД) до відбору (без проміжного перегріву пари) (1) і потужність частині низького тиску (ЧНД) турбіни після відбору (2) (рис.1). Таким чином, . або, (1-1) 28

де

-ентальпія пара на виході з турбіни. кДж / кг, а пропуск пари в конденсатор визначається з умови матеріального балансу. . (1-2) 29

в котрому

- пропуск пари через частину низького тиску турбіни в конденсатор.

Витрата пара на цей тип турбін залежить в основному від електричної потужності

і витрати тепла на теплового споживача

або відбору пара

визначених параметрів.

Виключаючи в рівнянні (1-1) витрата пара в ЧНД турбіни

. отримуємо:

Розглянемо два доданків (1-3)

витрата пара на виробництво ел. енергії при потужності турбіни

(1-4) - коефіцієнт недовиробітку

Коефіцієнт недовиробітку це відносна величина недовиробленої через відбір пара теплопаденіе.

значення коефіцієнта

змінюється

. 0- (для відпрацьованої пари, що відводиться в конденсатор); 1- (для свіжого пара) .Він зростає з підвищенням тиску відібраного пара. З урахуванням виразу (1-4) рівняння (1-3) для витрати пари пара набирає вигляду: (1-3 а)

Витрата пари на турбіну

зростає тим більше, чим більше відбір

і чим більше коефіцієнт недовиробітку

,тобто чим вище тиск відібраного пара. При відключенні відбору, коли

= 0, витрата пара на теплофікаційну турбіну

т. е. дорівнює витраті пара при конденсаційному режимі.

коефіцієнт недовиробітку

за рівнянням (1-4) має наступний сенс:

т. е.

характеризує відносне збільшення витрати пари на турбіну через відбір

на одиницю величини відбору

Користуючись рівняннями матеріального (1-2) і енергетичного (1-3а) балансу, визначимо пропуск пари в конденсатор:

Таким чином, витрата пара через ЧНД турбіни і пропуск його в конденсатор

в порівнянні з конденсаційним режимом без відбору пара

зменшується на

т. е. зменшення пропуску пара в конденсаторі тим більше, чим більше відбір

і чим більше теплопаденіе пара відбору

тобто чим нижче тиск відібраного пара.

Повна витрата тепла на турбоустановку (без проміжного перегріву) на зовнішнього споживача

Витрата живильної води в даному випадку складається з потоків конденсату турбіни

і зворотного конденсату зовнішнього споживача

. причому прийнято, що

Таким чином, ентальпія живильної води визначається за рівнянням змішання:

Повна витрата тепла на турбоустановку дорівнює:

, втрата тепла в конденсаторі турбіни

де

витрата тепла па зовнішнього споживача

Витрата тепла на виробництво електроенергії турбоустановки дорівнює повному витраті тепла за вирахуванням витрати його на зовнішнього споживача і відповідно до формули (1-7)

Для турбоустановки з протитиском

і, як приватний випадки,

що було отримано вище. При чисто конденсаційному режимі, без відбору пара, при тій же потужності і тому ж робочому процесі пара

де

- втрата тепла в конденсаторі при роботі без відбору:

Отже, витрата тепла на турбоустановку складається з внутрішньої потужності турбіни, втрати тепла в конденсаторі і витрати тепла па зовнішнього споживача. Отже, економія тепла на виробництво електроенергії турбоустановки завдяки комбінованого виробництва електричної і теплової енергії становить:

Раніше було отримано, що зменшення пропуску пари в конденсатор завдяки комбінованому процесу виробництва двох видів енергії становить:

Економія тепла тим більше, чим більше відбір пара на зовнішнього споживача, чим більше вчиняється цим паром робота і чим менше втрати тепла в конденсаторі турбіни кожною одиницею маси конденсованого пара.

До такого ж висновку приходимо. порівнюючи повний витрата тепла на теплофікаційну турбоустановку за формулою (1-7):

з сумарним витратою тепла на роздільну установку

. що складається з конденсаційної турбоустановки потужністю

і парогенераторної установки низького тиску з витратою тепла

. для котрої . (1-8)

так як в цьому випадку також

1. Що таке ентальпія. (Фізичний зміст, формула).

2. Що таке витрата пара?

3. Що таке кількість теплоти? (Фізичний зміст).

4. Що таке коефіцієнт недовиробітку?

5.Формула економії тепла.

6.Формула економії витрати пари.

7.Почему отработовшій конденсують, а не посилають через регенеративні підігрівачі в парогенератор?

1.Начертіть графік залежності Do = f (y).

Накреслити графік залежності Y = f (Dm).

Накреслити графік залежності DDm = f (y).

Накреслити графік залежності D0 = f (W).

Накреслити графік залежності DQ = f (Dm).

Лаб5 витрата пара на турбіну

Схожі статті