10151

30 30. Строим изоэнтропический процесс расширения пара в 1-ом отсеке

(рис. 10), определяем энтальпию htПК = 3055,2 кДж/кг и удельный объем vztПК = 0,143 м3/кг в конце процесса расширения.

31. Изоэнтропический теплоперепад 1-ого отсека

H0(1) = 3428,5 – 3055,2 = 373,3 кДж/кг.

32. Относительный внутренний КПД 1-го отсека оцениваем по прибли-

женной эмпирической формуле (6.45) из [2] для группы ступеней малой веер-

ности, работающей в сухом паре:

Они используются для расчета 2-го отсека (от поворотной камеры до камеры смешения).

36. Строя изоэнтропический процесс расширения пара во 2-м отсеке

(рис.10) до давления в камере смешения рсм = 0,58 МПа, определяем энтальпию htсм = 2832,3 кДж/кг и удельный объем vztсм = 0,36 м3/кг в конце процесса расши-

рения.

31

37. Изоэнтропический теплоперепад 2-го отсека

H0(2) = 3100,4 – 2832,3 = 268,1 кДж/кг.

38. Относительный внутренний КПД 2-го отсека:

Hi (2) = 268,1·0,89 = 238,6 кДж/кг. 40. Внутренняя мощность 2-го отсека

Ni(2) 2D0ВД Hi (2) = 2·43,32·238,6 = 20672 кВт.

41. Энтальпия пара, поступающего в камеру смешения из 2-го отсека hкВД = 3100,4 – 238,6 = 2861,8 кДж/кг.

Рис. 9. Продольный разрез паровой турбины для двухконтурной утилизационной ПГУ.

32 42. Энтальпия пара в камере смешения (перед ЧНД ЦВД) определяется по

условию смешения соотношением:

hсм [2D0ВДhкВД (2D0НД Dд) h0НД ]

[2(D0ВД D0НД) Dд]

243,322861,8· · 2 12,5 1,76 2883,1 2866,3 кДж/кг.2 43,32 12,5 1,76

Эта энтальпия и давление рсм = 0,58 МПа определяют все параметры пара в камере смешения: tсм = 206,8 °С, vсм = 0,371 м3/кг, sсм = 7,016 кДж/(кг·К). Они

используются для расчета 3-го отсека (ЧНД ЦВД).

43. Строя изоэнтропический процесс расширения пара в 3-м отсеке до

давления p0ЦНД = 0,16 МПа, определяем энтальпию htЦНД = 2625,5 кДж/кг,

удельный объем vztЦНД = 1,057 м3/кг и сухость xztЦНД = 0,968 в конце процесса

расширения (перед ЦНД). Изоэнтропический теплоперепад отсека H0(3) = = 240,8 кДж/кг. Процесс расширения пересекает пограничную кривую в точке с энтальпией h = 2723 кДж/кг (при x = 1), и тогда «влажная» часть процесса рас-

где учтено отсутствие системы влагоудаления (γв.у. 0), влажность перед отсе-

ком γ0 0, а влажность в конце действительного процесса расширения для первого приближения принята равной γк 0,02.

т.е. влажность γк = 0,021. Так как ее отличие от принятого γк = 0,02 невелико, то уточнения расчетов по пп. 45 ÷ 48 не требуется.

51. Расход пара через один поток ЦНД (отсек 4)

D 4 D 3 109,9 54,95 кг/с.

22

52.Строя изоэнтропический процесс расширения пара в 4-ом отсеке

(рис. 10) до давления рк = 5 кПа, определяем энтальпию hktЦНД = 2158,8 кДж/кг.

Изоэнтропический теплоперепад отсека H0(4) = 492,5 кДж/кг. Весь процесс

расширения протекает в области влажного пара.

53. Коэффициент, учитывающий влажность, определяем по соотношению

где учтено протекание всего процесса расширения в области влажного пара,

использование внутриканальной сепарации влаги (γв.у. = 0,15), а влажность в

конце действительного процесса расширения в качестве 1-го приближения принята равной γк = 0,1 (в дальнейшем при необходимости это значение можно будет уточнить).

34 54. Потерю с выходной скоростью определяем по характеристике вы-

бранной последней ступени (прил. 4): Hв.с. = 16 кДж/кг и в соответствии с эм-

пирической зависимостью (6.48) из [2], относительный внутренний КПД 4-го отсека

Рис. 10. Процесс расширения пара в турбине двухконтурной ПГУ.

35

55. Использованный теплоперепад 4-го отсека

Hi (4) = 492,5·0,810 = 398,9 кДж/кг. 56. Энтальпия пара на выходе из ЦНД

hк = 2651,3 – 398,9 = 2252,4 кДж/кг.

57. Параметры hк и рк дают значение сухости за ЦНД хк = 0,87, т.е. влаж-

ность γк = 0,13. Так как ее отличие от принятого значения существенно, то тре-

буется уточнение расчетов по пп. 51 ÷ 55. Приняв значение γк = 0,13, последо-

вательно получаем:

Тогда значение сухости за ЦНД хк = 0,874, т.е. влажность γк = 0,126, что практически совпадает с принятым выше. Значение энтропии sк = 7,4 кДж/(кг·К).

58. Внутренняя мощность ЦНД

NiЦНД Ni(4) D(3) Hi (4) = 109,9·395 = 43410,5 кВт. 59. Внутренняя мощность ЦВД

NiЦВД Ni (1) Ni(2) Ni(3) = 28427 + 20672 + 23629 = 72728 кВт. 60. Внутренняя мощность паровой турбины

NiПТ = 72728 + 43410,5 = 116139 кВт.

61. В соответствии с (2.23), электрическая мощность паровой турбины

NэПТ NiПТ ηмех ηэг = 116139·0,98·0,99 = 112678 кВт.

36

3.5.Определение экономических показателей парогазовой установки

62.Абсолютный электрический КПД ПТУ

63.Абсолютный электрический КПД ПСУ находим по (2.26):

ηПСУэ ηПТУэ ηКУ = 0,323·0,833 = 0,269.

64.Электрическая мощность ПГУ определяется по (2.24):

NэПГУ 2NэГТУ NэПТ = 2·100000 + 112678 = 312678 кВт. 65. Теплота, подведенная в камеру сгорания одной ГТУ

66. Абсолютный электрический КПД брутто ПГУ

37

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. Перечислите основные функциональные блоки тепловой схемы ко-

тельной установки.

2.Для каких целей и где применяются котлы-утилизаторы теплоты?

3.Перечислите классификацию паровых турбин в зависимости от вели-

чины входного давления водяного пара.

4.От каких параметров зависит расход греющего пара в турбинах НД?

5.От чего зависит величина расхода топливного газа в ГТУ?

6.У какой установки абсолютный электрический КПД имеет большее численное значение: парогазовой или паросиловой? Почему?

38

ПРИЛОЖЕНИЯ

39

Таблица П.2

Некоторые показатели мощных отечественных и зарубежных энергетических ГТУ (частота вращения 50 с-1, температура воздуха на входе 15 °С, давление 101,3 кПа)