Определение технико-экономических показателей теоретического цикла Ренкина
Паротурбинная установка работает по теоретическому циклу Ренкина. Давление и температура водяного пара на выходе из парогенератора (перед турбиной): и ; давление пара после турбины (в конденсаторе) .
Определить термический коэффициент полезного действия цикла и теоретический удельный расход пара при следующих условиях работы установки:
I - , и - (все параметры взять из табл. 6);
II - , (табл. 6); (табл. 7);
III - , и - (все параметры взять из табл. 7).
Сделать вывод о влиянии уровня начальных параметров состояния пара и давления пара после турбины на значения термического цикла Ренкина и удельного расхода пара.
К решению задачи приложить принципиальную схему паротурбинной установки, изображение цикла Ренкина в координатах и , также изображение процесса расширения пара в турбине в диаграмме .
Таблица 6
Показатели Последняя цифра шифра
8
Начальное давление 2,9
Температура 320
Конечное давление 0,1
Таблица 7
Показатели Предпоследняя цифра шифра
3
Начальное давление 12
Температура 470
Конечное давление 0,01
Решение
Рисунок 1 - Принципиальная схема паросиловой установки.
Рисунок 2 - Цикл Ренкина паросиловой установки: а) в - диаграмме, б) в - диаграмме, в) в - диаграмме.
Вариант I
Дано: 2,9, 320, 0,1.
Строим процесс адиабатного расширения пара в турбине в и определяем энтальпии пара на входе и выходе из турбины.
По при начальных параметрах, давлении 2,9 и температуре 320, находим точку 1, которая характеризует состояние сухого перегретого пара на входе в турбину. Удельная энтальпия пара в точке 1 составляет 3047.
Опускаясь по адиабате до пересечения с изобарой 0,1 находим точку 2, которая характеризует состояние пара на выходе из турбины
. Удельная энтальпия в точке 2 составляет 2409.
По таблице свойств насыщенного водяного пара (по давлениям) при давлении 0,1 находим удельную энтальпию пара на выходе из конденсатора: 417,4.
Термический цикла :
(1)
ηt=3047-24093047-417,4=0,243
Теоретический удельный расход пара на получаемой работы:
(2)
d=36003047-2409=5,643
Вариант II
Дано: 2,9, 320, 0,01.
Строим процесс адиабатного расширения пара в турбине в и определяем удельные энтальпии пара на входе и выходе из турбины, а также на выходе из конденсатора:
3047;
2105;
191,9.
Термический цикла :
ηt=h1-h2h1-h2'=3047-21053047-191,9=0,330
Теоретический удельный расход пара на получаемой работы:
d=3600h1-h2=36003047-2105=3,822
Вариант III
Дано: 12, 470, 0,01.
Удельные энтальпии пара на входе и выходе из турбины, а также на выходе из конденсатора:
3267, 2020, 191,9.
Термический цикла :
ηt=h1-h2h1-h2'=3267-20203267-191,9=0,406
Теоретический удельный расход пара на получаемой работы:
d=3600h1-h2=36003267-2020=2,887
Вывод о влиянии начальных параметров пара при поступлении в турбину
С повышением начальных параметров пара:
1 - термический цикла увеличивается;
2 - количество пара , идущего на выработку энергии или на совершение работы, уменьшается;
3 - идеальный цикл Ренкина в паросиловой установке по сравнению с идеальным циклом Карно:
- делает установку компактнее, так как насос по размерам значительно меньше компрессора;
- делает установку экономичнее, так как мощность насоса во много раз меньше мощности компрессора.
Рисунок 1 - Процессы адиабатического расширения водяного пара в диаграмме .