Основные характеристики теплофикационной турбины с одним регулируемым отбором пара для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Идеальный обратимый процесс расширения пара в ЧВД определяется линией 1-1’, а разность энтальпий в точках 1 и 1’ есть располагаемый теп-лоперепад в ЧВД:Н’o = h1 – h1’, (1.3)где h1’ – энтальпия пара в конце изоэнтропного расширения в ЧВД. Адиабатное обратимое расширение пара в ЧНД турбины происходит по линии 1от -2’. Действительный теплоперепад в ЧНД равен:Н”д = h1от – h2д, где h2” – энтальпия пара в конце обратимого расширения в ЧНД. Суммарный действительный теплоперепад в турбине представляется разностью энтальпий в точках 1 и 2д :Нд= h1 – h2д. Суммарный располагаемый теплоперепад в турбине определяется разностью энтальпий в точках 1 и 2:Но = h1 – h2.Отработанный в ЧНД турбины пар поступает в конденсатор, где происходит его конденсация при постоянных давлении и температуре. Процесс конденсации пара в конденсаторе в h, s – диаграмме изображается линией 2д-3’. Конденсация пара, поступающего в отбор, происходит в подогревателе сетевой воды (бойлере) в результате охлаждения водой, циркулирующей в системе отопления. Этот процесс также является изобарно изотермическим и изображается линией 1от-3”.Определение термодинамических параметров в основных точках циклаДля построения теплофикационного цикла в h, s – диаграмме необходимо определить параметры в основных точках цикла.Точка 1 – состояние острого пара перед турбиной. Давление р1 = 8,5 МПа, температура Т1 = 330ºС. По h,s – диаграмме или таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара находим: энтальпия h1 = 2899 кДж/кг, удельный объем v1 = 0,026 м3/кг, энтропия s1 = 5,96 кДж/(кг·К).Точка 1’ – конец изоэнтропного расширения пара в ЧВД турбины. Определяется на h, s – диаграмме пересечением линий постоянных энтропии s1 = 5,96 кДж/кг·К и давления в отборе р1’ = рот = 0,18 МПа. По h, s – диаграмме находим: энтальпия h1’ = 2234 кДж/кг, удельный объем v1’=0,771м3/кг, энтропия s1’ = 5,96 кДж/(кг·К), температура Т1’ = 117ºС.Точка 1от – конец действительного процесса расширения пара в ЧВД турбины. Tемпература = Т1’ = 117ºС, т.к. точка 1от находится в области влажного пара. Энтальпию пара в точке 1отэнтропиюи удельный объем находим из таблиц или из h, s – диаграммы по известным параметрам и := 6,31кДж/(кг·К), = 0,827 м3/кг, Точка 2 – конец изоэнтропного расширения пара в турбине.Определяется пересечением линий постоянной энтропии s1 = 5,96 кДж/(кг·К) и давления в конденсаторе р2 = 0,0044= МПа. По h, s – диаграмме находим: энтальпия h2 = 1803 кДж/кг, удельный объем пара v2 =21,9 м3/кг, энтропия s2 = s1 = 5,96 кДж/(кг·К), температура Т2 = 31ºС. Точка 2’ – конец изоэнтропного расширения пара в ЧНД турбины.Определяется пересечением линий постоянных энтропии= 6,31кДж/(кг·К) и давления в конденсаторе р2 = 0,0044= МПа. По h, s – диаграмме находим:энтальпия = 1909 кДж/кг, удельный объем = 26,7 м3/кг, энтропия = 6,31кДж/(кг·К), температура Т2’ = 31ºС.Точка 2д – конец действительного процесса расширения пара в ЧНД турбины.Энтальпию пара в точке 2д определим по формуле:Найдем Из h, s – диаграммы определим:удельный объем = 24,36 м3/кг, энтропия = 6,57кДж/(кг·К), температура = 31ºС, .Относительный внутренний КПД ЧНД турбины определится:Относительный внутренний КПД ЧВД турбины определится:Точка 3’ – конец процесса конденсации пара в конденсаторе турбины.Параметры в этой точке находим, пользуясь таблицами, по заданному давлению = 0,0044 МПа:энтальпия h3’ = 128 кДж/кг, удельный объем пара v3’ = 0,001 м3/кг, энтропия s3’= 0,45 кДж/(кг·К), температура Т3’ = 31ºС.Точка 3” – конец процесса конденсации пара в подогревателе сетевой воды (бойлере).Параметры в этой точке находим, пользуясь таблицами, по заданному давлению = 0,18 МПа:энтальпия h3” = 491 кДж/кг, удельный объем пара v3” = 0,001 м3/кг, энтропия s3”= 1,49 кДж/(кг·К), температура Т3” = 117ºС.Точка 3 – состояние конденсата перед питательным насосом. Энтальпию в этой точке находим по уравнению:Остальные параметры кипящей воды в точке 3 находим из таблиц по величине h3: Т3 = 77,9ºС, р3 = 0,045 МПа, v3 = 0,00103 м3/кг, s3 = 1,05 кДж/(кг·К).Точка 4 – конец изоэнтропного сжатия конденсата в питательном насосе.Механическая работа вращения ротора насоса полностью переходит в теплоту. При этом принимаем увеличение температуры и энтальпии конденсата после повышения давления до величины р4 = р1 = 8,5 МПа соответственно на 2,5ºС и 10 кДж/кг (эти величины общепринятые данные). Тогда параметры в точке 4 будут равны: р4 = 8,5 МПа, Т4 = 80,4ºС, v4 = 0,00103 м3/кг, h4 = 336 кДж/кг, s4 = s3 = 1,05 кДж/кг·К.Точка 4д – конец адиабатного сжатия конденсата в питательном насосе (состояние конденсата перед парогенератором).Энтальпия в точке 4д определяется из уравнения:Находим остальные параметры из таблиц по известным р4д = р1 иh4д:Т4д = 89ºС, v4д = 0,00103 м3/кг, s4д = s3 = 1,18 кДж/кг·К.Точка 5 – начало парообразования в парогенераторе.Параметры находят по давлению р5 = р1 из таблиц: р5 = 8,5 МПа, Т5 = 299ºС, v5 = 0,00139 м3/кг, h5 = 1409 кДж/кг, s5 = 2,46 кДж/кг·К.Точка 6 – конец парообразования в парогенераторе.Параметры находим по давлению р6 = р1 из таблиц: p6 =8,5МПа, Т6=299ºС, v6=0,0219 м3/кг, h6=2751 кДж/кг, s6=5,71кДж/кг·К.11’1от22’2д3’p8,50,180,180,00440,00440,00440,0044T33011711731313131v0,0260,7710,82721,926,724,360,001h289922342366180319091989128s5,965,966,315,966,316,570,453”344д56p0,180,0458,58,58,58,5T11777,980,489299299v0,0010,001030,001030,001030,001390,0219h49432633638014092751s1,491,051,051,182,465,71Определим максимальный расход пара в конденсатор при заданной мощности турбины Определим потерю энергии холостого хода турбогенератора по уравнению:Определяем расход условного топлива при номинальном режиме теплофикационной турбиныдля:Список литературы1. Дыскин Л.М., Пузиков Н.Т. Расчет термодинамических циклов: учебное пособие / Л.М. Дыскин, Н.Т. Пузиков. – 2-е изд., перераб.- Нижегород. гос. архит.-строит. ун-т. - Н.Новгород: ННГАСУ, 2010. - 87 с.2. ДыскинЛ.М.Определение характеристик теплофикационной паровой турбины. Методические указания для студентов направления 140100 Теплоэнергетика. Нижний Новгород, издание НГАСУ, 2009 г.3. Ривкин С. Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара / С. Л. Ривкин, А. А. Александров – М.: Энергоатомиздат, 1984.