 |
Исследование циклов паросиловых установок с регенерацией тепла
|
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
Регенерация тепла в паросиловой установке (ПСУ) является одним из наиболее действенных способов повышения КПД этих установок, что связано с увеличением температуры питательной воды и средней температуры подвода тепла в цикле. При этом снижается количество выработанной в цикле механической энергии, так как часть пара, идущая в регенеративные подогреватели, расширяется в турбине не до конечного давления.
1. ЗАДАЧИ РАБОТЫ
1. Исследовать влияние регенеративного подогрева питательной воды на эффективность цикла паросиловой установки.
2. Исследовать влияние числа отборов и параметров пара в отборах на температуру питательной воды и эффективность цикла.
Продолжительность работы - 4 часа.
2. ОПИСАНИЕ СХЕМЫ И ЦИКЛА ПСУ С РЕГЕНЕРАЦИЕЙ
Схема паросиловой установки с регенерацией тепла, цикл ее в координатах T-s и схема процесса в турбине приведены в отчете.
Перегретый пар с параметрами р1, t1, полученный в котле К, расширяется в турбине Т. Теоретический процесс расширения изображается адиабатой 1-2, действительный необратимый процесс - линией расширения 1-3 (потери учитываются относительным КПД турбины 
).
После конденсации пара образовавшийся конденсат подогревается в смешивающих регенеративных подогревателях 1, 2,..., n за счет теплоты пара, отбираемого из турбины в количествах a1,a2,...an.
При выполнении работы предполагается:
1. Питательная вода в каждом подогревателе нагревается до температуры конденсата греющего пара из отбора.
2. Повышение температуры питательной воды в каждом подогревателе приблизительно одинаково.
3. Затраты энергии на привод питательных насосов пренебрежимо малы.
|
|
|
3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Обеспечение состоит из вызывающей программы SHEMA и 38 подпрограмм-функций, вычисляющих параметры состояния водяного пара по двум заданным исходным параметрам.
Последовательность процедур:
1. Определяются по заданным параметрам пара перед турбиной р1 и t1 остальные параметры начального состояния рабочего тела.
2. Определяются параметры пара в точке 2 - после адиабатного расширения в турбине - по заданному давлению в конденсаторе р2 и условию s2=s1.
Нагрев воды в регенеративном подогревателе
,
где t пв- температура питательной воды на входе в котел;
t2 - температура конденсата на выходе из конденсатора;
n - число регенеративных подогревателей.
3. Определяется предварительно температура пара в отборах.
4. Определяется давление пара в отборах р1, рn по двум параметрам: sn=s2 и t1,t2,...tn.
Действительная энтальпия пара в отборе hотб
,
где hn - энтальпия пара в n -м отборе после адиабатного расширения до давления рn.
5. Вычисляются значения величины anпри заданном числе отборов n.
6. На печать выводятся значения параметров состояния в точках 1, 2, 3 цикла, параметры в отборах и величины an.
4. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
Подгруппа из 3-5 студентов выполняет одну из указанных преподавателем задач:
1. Исследовать влияние температуры питательной воды tпв на КПД цикла и выработку механической энергии в цикле.
Для этого ввести в программу значения параметров р1 =13 МПа; t1 =560 оС; =0,8; n =6; р2 =0,005 МПа и, задавая ряд значений tпв =180; 200; 220; 240; 260 оС, рассчитать для каждого цикла значения величин 
и l.
Сравнить их с теми же параметрами в цикле без регенерации. Построить графики зависимостей 
и .
2. Исследовать влияние числа n регенеративных подогревателей на эффективность цикла ПСУ.
Ввести в программу значения параметров: р1 =24 МПа; t1 =560 оС; р2 =0,005 МПа; 
=0,8; tпв =260 оС и, задавая n =2, 4, 6, 8, 10, рассчитать для каждого случая значения величин 
и l. Оценить эффективность регенерации, построить графики зависимостей 
и 
.
|
|
|
3. Исследовать влияние начального давления пара р1 на эффективность цикла паросиловой установки с регенерацией.
Ввести в программу значения параметров: t1 =560 оС; =0,8; n =6; р2 =0,006 МПа; tпв =220 оС и, задавая ряд значений р1 =10; 12; 14; 16; 20 МПа, рассчитать для каждого случая значения величин и l.
4. Исследовать влияние начальной температуры пара t1 на эффективность цикла паросиловой установки с регенерацией тепла.
Ввести в программу значения параметров: р1 =24 МПа; р2 =0,006 МПа; =0,8; n =8; tпв =250 оС и, задавая ряд значений t1 =480; 500; 520; 540; 560 оС, вычислить величины и l для каждого случая. Построить графики зависимостей 
, 
; определить эффективность цикла при n =0 и заданной t1.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
1. Используя машинную распечатку, вычислить значения:
а) выработки механической энергии в цикле с регенеративным подогревом питательной воды 
,
где n - число регенеративных отборов;
б) термодинамического КПД цикла с регенеративными отборами
;
в) выработки механической энергии и КПД в цикле без регенеративного подогрева
; 
.
6.ОБРАЗЕЦ ОФОРМЛЕНИЯ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
1. Схема установки и цикл с регенерацией в Т-s и h-s координатах
 | |||
 |
2. Вариант №...................
Исходные данные: p1 =, t1 =, hoi=, tпв =, р2 =, n =.
3. Результаты расчета (машинная распечатка) lц =; ht =; 
=.
 |
4. Влияние...................... на эффективность цикла ПСУ
Студент:
Группа:
Работу принял:
7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Для цикла ПСУ с регенерацией тепла показать в Т-s координатах:
а) количество тепла, передаваемое паром из отбора в регенеративном подогревателе к питательной воде;
б) количество тепла, полученное питательной водой в регенеративном подогревателе;
2. Из каких условий определяется максимальное значение температуры питательной воды tпв?
3. Как изменяется термодинамический КПД цикла ПСУ при использовании регенеративного подогрева питательной воды? При увеличении числа подогревателей?
4. Составьте тепловой баланс n -го регенеративного подогревателя.
5. Как изменяется температура подвода тепла в цикле ПСУ с введением регенеративного подогрева питательной воды? Температура отвода?
|
|
|
6. Определить расход греющего пара через n -й регенеративный подогреватель.
7. Как изменяется работа цикла ПСУ при введении регенеративного подогрева?
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Александров, А.А. Термодинамические основы циклов теплоэнергетических установок/ А.А. Александров.- М.: Изд-во МЭИ, 2004.-157 с.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №11
|
|
|
