Тепловая схема геотермальной электростанции бинарного типа
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Тепловая схема геотермальной электростанции бинарного типа
Геотермальная электростанция состоит из двух турбин:
первая работает на насыщенном водяном паре, полученном в расширителе. Электрическая мощность – Nэпт;
вторая работает на насыщенном паре хладона – R11, который испаряется за счёт тепла воды, отводимой из расширителя.
Вода из геотермальных скважин с давлением ргвтемпературой tгв поступает в расширитель. В расширителе образуется сухой насыщенный пар с давлением рр. Этот пар направляется в паровую турбину. Оставшаяся вода из расширителя идёт в испаритель, где охлаждается на ∆tв ии закачивается обратно в скважину. Температурный напор в испарительной установке δtи= 20 °С. Рабочие тела расширяются в турбинах и поступают в конденсаторы, где охлаждаются водой из реки с температурой tхв. Нагрев воды в конденсаторе ∆tв =10 °С, а недогрев до температуры насыщения δtк= 5 °С.
Относительные внутренние КПД турбин ηoi пт = ηoiхт=0,8. Электромеханический КПД турбогенераторов ηэ = 0,95.
Определить:
электрическую мощность турбины, работающей на хладоне - Nэхти суммарную мощность ГеоТЭС с учетом затрат энергии на насос, закачивающий геотермальную воду в скважину;
расходы рабочих тел на обе турбины;
расход геотермальной воды из скважины;
КПД ГеоТЭС.
Вариант Nэпт, МВт
ргв,МПа
tгв, °С рр,МПа
∆tв и,°С
tхв, °С
6 3,0 20 155 0,30 65 10
Нужно полное решение этой работы?
Решение
1. Изобразим принципиальную схему геотермальной станции бинарного типа tхв+∆tв
ХТ
tгввых.и
hгввых.p
tгввых.р
ПТ
h0 птD0пт
Nэпт
tкпт
tхв+∆tв и
tхв
Nэхт
tкхт
tхв
h0'хт
Испаритель
h0хт
D0хтt0хт
δtи
∆tв и
Nэн
Gгв
ргвtгвhгв
Gи
Расширитель
рр
2 Расчет схемы паровой турбины, работающей на сухом насыщенном водяном паре.
2.1 Температура пара на входе в конденсатор турбины:
tкпт=tхв+∆tв+δtк=10+10+5=25 ℃
где
tхв- температура охлаждающей воды на входе в конденсатор;
∆tв – нагрев воды в конденсаторе;
δtк – температурный напор в конденсаторе.
2.2. Давление пара в конденсаторе турбины определяется по таблицам свойств воды и водяного пара:
рк=ftкпт=f25 ℃=3,1697 кПа.
2.3. Располагаемый теплоперепад на турбину:
Н0пт=h0пт-hкtпт=2724,9-2025=700кДжкг,
где
h0пт - энтальпия сухого насыщенного пара на входе в турбину. Определяется по таблицам свойств воды и водяного пара как энтальпия сухого насыщенного пара h0пт=fрр=f0,3 МПа=2724,9 кДжкг;
hкtпт - энтальпия в конце теоретического процесса расширения пара в турбине. Определяется по h-sдиаграмме воды и водяного пара: hкtпт= fpк,s0=2025 кДжкг
. Здесь pк- давление пара в конденсаторе, s0 – энтропия в начальной точке процесса расширения;
2.4 Расход пара из расширителя на паровую турбину:
D0пт=NэптН0пт∙ηоiпт∙ηэм=3∙106700∙103∙0,8∙0,95=5,64кгс,
где
ηоiпт – относительный внутренний КПД паровой турбины;
ηэм – электромеханический КПД турбогенераторов.
3. Расчет расширителя геотермальной воды
3.1 Уравнение теплового баланса расширителя (см. рис. 5):
Gгв∙hгв=D0пт∙h0пт+Gи∙hгввых.р,
где
Gгв – расход геотермальной воды из скважины;
hгв – энтальпия геотермальной воды из скважины: hгв= fpгв,tгв=665,45 кДжкг;
Gи – расход воды из расширителя в испаритель;
hгввых.р- энтальпия геотермальной воды на выходе из расширителя. Определяется по таблицам свойств воды и водяного пара как энтальпия кипящей воды: hгввых.р=fpр=561, 5 кДжкг.
3.2 Уравнение материального баланса расширителя:
Gгв=D0пт+Gи.
Решая совместно эти два уравнения определим Gгв и Gи:
Gгв=D0птh0пт-hгввых.рhгв-hгввых.р=5,64∙2724,9-561,5665,45-561,5=117,37кгс.
Gи=Gгв-D0пт=117,37-5,64=111,73кгс.
3.3 Температура геотермальной воды на выходе из расширителя определяется по таблицам свойств воды и водяного пара как температура насыщения при давлении в расширителе:
tгввых.р= fрр=f0,3 МПа=133,53 °С.
4
Заказать работу
на новый заказ в Автор24.
