Курсова робота
з дисципліни
“Теплоенергетичне устаткування”
Тема: “Розрахунок теплової схеми і устаткування блоку 300 МВт”
Зміст
TOC \o “1-1” \h \z HYPERLINK \l “_Toc526518491” Зміст PAGEREF
_Toc526518491 \h 2
HYPERLINK \l “_Toc526518492” 1. ЗАВДАННЯ PAGEREF _Toc526518492 \h
6
HYPERLINK \l “_Toc526518493” 2. Розрахунок процесу розширення пари в
турбіні PAGEREF _Toc526518493 \h 9
HYPERLINK \l “_Toc526518494” 3. Розрахунок термодинамічних параметрів
підігрівників живильної та сітьової води PAGEREF _Toc526518494 \h 12
HYPERLINK \l “_Toc526518495” 4. Тепловий розрахунок теплофікаційної
установки PAGEREF _Toc526518495 \h 14
HYPERLINK \l “_Toc526518496” 5. Визначення витрат пари на
підігрівники живильної води PAGEREF _Toc526518496 \h 18
HYPERLINK \l “_Toc526518497” 6. Тепловий розрахунок турбоприводу
живильного насосу PAGEREF _Toc526518497 \h 29
HYPERLINK \l “_Toc526518498” 7. Визначення потужності турбіни та
електричного генератора PAGEREF _Toc526518498 \h 31
HYPERLINK \l “_Toc526518499” 8. Визначення техніко-економічних
показників блоку PAGEREF _Toc526518499 \h 34
HYPERLINK \l “_Toc526518500” 9. Конструкторські та гідравлічні
розрахунки бойлерів ТФУ PAGEREF _Toc526518500 \h 36
HYPERLINK \l “_Toc526518501” 10. Розрахунок конденсаційної установки
PAGEREF _Toc526518501 \h 47
HYPERLINK \l “_Toc526518502” 11. Додаток PAGEREF _Toc526518502 \h
51
HYPERLINK \l “_Toc526518503” 12. Висновки PAGEREF _Toc526518503 \h
62
HYPERLINK \l “_Toc526518504″ 13. Список використаної літератури
PAGEREF _Toc526518504 \h 65
Вступ
Об’єднана енергосистема України стоїть в одному ряду з найбільш
потужними енергосистемами промислово розвинутих країн. Встановлена
потужність всіх електростанцій України складає 54,2 млн. кВт, з яких
частка теплових електростанцій Міненерго – 59%.
Всього на Україні експлуатується 104 енергоблоки, значна частина яких
працює вже більш як 30 років, що суттєво перевищує прийняту в світовій
практиці межу фізичного та морального зносу.
Використання палива непроектної якості, велика кількість пусків, низьке
середнє навантаження енергоблоків призводить до зростання долі
електроенергії, що використовується на власні потреби ТЕС. У зв’язку з
цим в 1996 році вони в ряді випадків на 30 – 45% перевищували проектні
значення.
На збільшення витрат палива впливає також вимушене зменшення обсягів
капітальних ремонтів, зумовлене браком коштів через кризу неплатежів за
вироблену енергію.
Вказані фактори призвели до абсолютного підвищення питомих витрат
умовного палива на відпуск у 1996 році електричної енергії на 18,9
г/кВт(г і теплової на 4,5 кг/Гкал порівняно з 1900 роком. Якщо
порівнювати з 1995 роком, то в 1996 році мало місце незначне зростання
питомих витрат на виробництво електроенергії – на 0,7 г/кВт(г, а по
тепловій енергії питомі витрати знизилися на 0,4 кг/Гкал. До цього слід
додати, що питомі витрати палива загалом на електростанціях Міненерго
України не перевищують нормативних показників і, порівняно з ними, в
1996 році досягнуто економії у 81,3 тис. т.у.п.
Щодо електричних мереж, то в останні роки наявна тенденція до зростання
технологічних витрат електроенергії (ТВЕ) на її транспортування. Так,
для Міненерго України у 1996 році, порівняно з 1995 роком, вони зросли
на 1,29% і склали 13,32%.
Основними причинами зростання ТВЕ є:
– зміна структури електроспоживання за рахунок зменшення частини
споживачів, безпосередньо приєднаних до мереж напругою 110 кВ і вище та
зменшення транзитних перетоків по магістральних мережах;
– підвищення комерційної складової витрат за рахунок значної кількості
пільгових категорій споживачів, крадіжок та несплаченої частини
електроенергії;
– вимушеної роботи в неоптимальних режимах, що пов’язане з обмеженням
електроспоживання в години максимальних навантажень;
– погіршенням технічного стану електричних мереж внаслідок зменшення
обсягів капремонту, реконструкції та заміни спрацьованого обладнання.
Для подальшого зменшення питомих витрат на виробництво і транспортування
енергії на підприємствах Міненерго проводиться цілеспрямована робота
щодо енергозбереження та підвищення ефективності роботи
енергообладнання.
У цьому напрямі загалом Міненерго зроблено:
– розроблено і затверджено “Основні заходи щодо забезпечення
енергозбереження в галузі у 1997 році”;
– розроблено і затверджено “Концепцію розвитку автоматизованих систем
обліку електроенергії в умовах енергоринку”;
– розроблено “Галузеву програму заходів з енергозбереження на період до
2000 року”.
Урядом України прийнята Національна енергетична програма на період до
2010 року, якою передбачена широкомасштабна реконструкція та технічне
переозброєння діючих енергетичних об’єктів з впровадженням нової техніки
та прогресивних технологій. Загальна сума на здійснення такої програми
визначається 9 млрд. дол. США.
Серед найважливіших проектів, які мають бути реалізовані в найближчий
час, слід назвати:
– впровадження блоку 125 МВт з котлом циркулюючого киплячого шару на
Луганській ТЕС;
– реалізація пілотного проекту реабілітації вугільних ТЕС із
застосуванням аркових топок (блок № 8 Зміївської ТЕС);
– реконструкція блоків 800 МВт Вуглегірської ТЕС шляхом впровадження
газотурбінної надбудови та ряд інших.
У співпраці зі Світовим Банком проробляються проекти реконструкції
енергоблоків № 6, 7, 8 Криворізької ТЕС та завершення будівництва
Дністровської ГАЕС. Окремими проектами планується розв’язання питань,
пов’язаних з охороною навколишнього середовища та енергозбереженням. [З
доповіді Ю.Улітіча на 2-ій міжнародній науково-практичній конференції
“Управління енерговикористанням” 3-6 червня 1997 р.].
Затверджено
Зав. кафедрою ТЕГ
Ткаченко С.Й.
ЗАВДАННЯ
Розрахувати теплову схему блоку ТЕС 300 МВт та визначити головні
конструктивні характеристики ТФУ.
Розрахунок процесу розширення пари в турбіні.
Розрахунок термодинамічних параметрів підігрівників живильної та
сітьової води.
Тепловий розрахунок теплофікаційної установки.
Визначення витрат пари на підігрівники живильної води.
Тепловий розрахунок трубопроводу живильного насосу.
Визначення потужності турбіни та електричного генератора.
Визначення техніко-економічних показників блоку.
Конструкторські та гідравлічні розрахунки бойлерів ТФУ.
Розрахунок конденсаційної установки.
Чисельні характеристики завдання наведені в таблиці 1.
Таблиця 1.
KG Pпг, Мпа T пг(C tпп(C Pк кПа Qтфу, МВт
1 29 600 600 3 15
Дата захисту: до 6 грудня 1998 року.
Завдання видав: ________ Головченко О.М.
Завдання прийняв: _________ Іванько М.М.
Дата: 24 вересня 1998 року.
Початкові дані:
(цвт = 0.81;
(цст = 0.9;
(цнт = 0.84;
(жн = 0.75;
(мех = 0.98;
(муфти = 0.98;
(тжн = 0.8;
(г = 0.99;
(сн = 0.96;
(пг = 0.91;
(тр = 0.98.
(t3 = (t4 = (t5 = (t6 = 3(C;
(t7 =(t8 = (t9 =1(C.
(0 = (1 = (2 = (3 = 0,05.
(4 = (5 = (6 = (7 = (8= (9 = 0,08.
P0 = 0.95(Pпг = 0.95·29 = 27,55 МПа;
P1 = 0.235(P0 = 0.235·27,55 = 6,47 МПа;
= P2 = 0.1666(P0 = 0.1666·27,55 = 4,589 МПа;
P3 = 0.0071(P0 = 0.0071·27,55 = 1,85 МПа;
P4 = 0.0271(P0 = 0.0271·27,55 = 0,75 МПа;
P5 = 0.015(P0 = 0.015·27,55 = 0,41 МПа;
= 0,9(4,589 = 4,13 МПа;
= P6 = 0.009583(P0 = 0.009583(27,55 = 0,26 МПа;
P7 = 0.00471(P0 = 0.00471(27,55 = 0,13 МПа;
= Pк = 3 кПа;
Gпг = KG(264 = 1(264 = 264 кг/с.
Розрахунок процесу розширення пари в турбіні
Рис. 3. Процес розширення пари в турбіні.
Для циліндра високого тиску:
i0 = 3450 кДж/кг;
=2930 кДж/кг;
= 3450 – 2930 = 520 кДж/кг;
·(цвт = 520·0,81 = 421,2 кДж/кг;
= 3450 – 421,2 = 3028,8 кДж/кг;
i1 = 3100 кДж/кг;
= 3028,8 кДж/кг.
Для циліндра середнього тиску:
iпп = 3670 кДж/кг;
= 2860 кДж/кг;
= 3670 – 2860 = 810 кДж/кг;
·(цcт = 810·0,9 = 729 кДж/кг;
= 3670 – 729 = 2941 кДж/кг;
i3 = 3430 кДж/кг;
i4 = 3190 кДж/кг;
i5 = 3040 кДж/кг;
= 2941 кДж/кг.
Для циліндра низького тиску:
= 2230 кДж/кг;
= 2941 – 2230 = 711 кДж/кг;
·(цнт = 711·0,84 = 597,24 кДж/кг;
= 2941 – 597,24 = 2343,76 кДж/кг;
i7 = 2820 кДж/кг;
i8 = 2730 кДж/кг;
i9 = 2610 кДж/кг.
Розрахунок термодинамічних параметрів підігрівників живильної та
сітьової води
Тиск пари у відборах: Температура пари у відборах:
Pi’ = (1 – (i)(Pi; ti’ = f (Pi’) = (C.
P1’ = 0,95 (6,47 = 6,1465 МПа; t1’ = f (P1’) = 280(C;
P2’ = 0,95 (4,589 = 4,35955 МПа; t2’ = f (P2’) = 255(C;
P3’ = 0,95 (1,85 = 1,7575 МПа; t3’ = f (P3’) = 210(C;
P4’ = 0,92 (0,75 = 0,69 МПа; t4’ = f (P4’) = 165(C;
P5’ = 0,92 (0,41 = 0,3772 МПа; t5’ = f (P5’) = 140(C;
P6’ = 0,92 (0,26 = 0,239 МПа; t6’ = f (P6’) = 125(C;
P7’ = 0,92 (0,13 = 0,1196 МПа; t7’ = f (P7’) = 105(C;
P8’ = 0,92 (0,07 = 0,0644 МПа; t8’ = f (P8’) = 85(C;
P9’ = 0,92 (0,03 = 0,0276 МПа. t9’ = f (P9’) = 65(C.
Ентальпії пари у відборах (знайдені в п.3):
i1 = 3100 кДж/кг;
i2 = 3030 кДж/кг;
i3 = 3430 кДж/кг;
i4 = 3190 кДж/кг;
i5 = 3040 кДж/кг;
i6 = 2940 кДж/кг;
i7 = 2820 кДж/кг;
i8 = 2730 кДж/кг;
i9 = 2610 кДж/кг.
Тепловий розрахунок теплофікаційної установки
Дано:
tосв=70(C
=150(C
=73(C
=120(C
Приймаємо:
t’пб= t’4 = 165(C
t’об= t’6 = 125(C
= i4 = 3190 кДж/кг
= i6 = 2940 кДж/кг
Визначимо витрату сітьової води:
GСВ = Qтфу(103/(CpВ(tПСВ – tОСВ)) = 15(103/(4,2((150 – 70)) = 44,643
кг/с.
а). Визначення витрати пари на ПБ.
= 4.2(120 = 504 кДж/кг;
= iпсв= Сpв·tпсв= 4.2(150 = 630 кДж/кг;
= Сpв·t’пб = 4.2(165 = 693 кДж/кг.
Рівняння теплового балансу:
GСВ (iОБВВ + GПБП (iПСВ4 = GСВ (iПБВВ + GПБДР (iПБДР;
GПБП = GПБДР.
GПБП = GПБДР = (GСВ (iПБВВ – GСВ (iОБВВ)/( iПСВ4 – iПБДР) =
= (44,643 (630 – 44,643 (504)/(3190 – 693) = 2,253 кг/с.
б). Визначення витрати пари на ОБ.
= 4.2·73 = 306.6 кДж/кг;
= Сpв·t’об = 4.2·125 = 525 кДж/кг.
Рівняння теплового балансу:
GСВ (iОДВВ + GОБП (i6 + GПБДР (iПБДР = GСВ (iОБВВ + GОБДР (iОБДР;
GОБДР = GПБДР + GОБП.
GОБДР = [GСВ((iОБВВ – iОДВВ) + GПБДР((i6 – iПБДР)] / (i6 – iОБДР) =
= [44,643((504 – 306,6) + 2,253((2941 – 693)] / (2941 – 525) = 5,744
кг/с.
GОБП = GОБДР – GПБДР = 5,744 – 2,253 = 3,491 кг/с.
Визначимо ентальпію дренажу з охолодника дренажу.
iосв= Сpв·tосв= 4.2·70 = 294 кДж/кг.
Складаємо рівняння теплового балансу:
GСВ (iОСВ + GОБДР (iОБДР = GСВ (iОДВВ + GОДДР (iОДДР;
GОДДР = GОБДР.
iОДДР = (GСВ ((iОСВ – iОДВВ) + GОБДР (iОБДР)/ GОДДР =
= (44,643 ((294 – 306,6) + 5,744 (525)/ 5,744 = 427,071 кДж/кг.
tОДДР = iОДДР / 4,2 = 101,7(C.
Визначення витрат пари на підігрівники живильної води
GПГ = KG (264 = 1(264 = 264 кг/с.
Знайдемо ентальпії живильної води та дренажу.
i(10-К)ДР = 4,2 (tК’, кДж. tКВВ = t(10-К)’ – (tК, (C.
i9ДР = 4,2 (280 = 1176 кДж; t9ВВ = 280 – 1 = 279( C;
i8ДР = 4,2 (255 = 1071 кДж; t8ВВ = 255 – 1 = 254( C;
i7ДР = 4,2 (210 = 882 кДж; t7ВВ = 210 – 1 = 209(C;
i6ДР = 4,2 (165 = 693 кДж; t6ВВ = 165 – 3 = 162(C;
i5ДР = 4,2 (140 = 588 кДж; t5ВВ = 140 – 3 = 137(C;
i4ДР = 4,2 (125 = 525 кДж; t4ВВ = 125 – 3 = 122(C;
i3ДР = 4,2 (105 = 441 кДж; t3ВВ = 105 – 3 = 102(C;
i2ДР = 4,2 (85 = 357 кДж; t2ВВ = 85 – 0 = 85(C;
i1ДР = 4,2 (65 = 273 кДж. t1ВВ = 65 – 0 = 65(C.
iВВК = 4,2 (tКВВ, кДж.
i1ВВ = 4,2 (65 = 273 кДж;
i2ВВ = 4,2 (85 = 357 кДж;
i3ВВ = 4,2 (102 = 428,4 кДж;
i4ВВ = 4,2 (122 = 512,4 кДж;
i5ВВ = 4,2 (137 = 575,4 кДж;
i6ВВ = 4,2 (162 = 680,4 кДж;
i7ВВ = 4,2 (209 = 877,8 кДж;
i8ВВ = 4,2 (254 = 1066,8 кДж;
i9ВВ = 4,2 (279 = 1171,8 кДж.
Температура пари в конденсаторі:
t’К = f (PК) = 26(C; i’К = iВ1 = 4,2 (t’К = 109,2 кДж/кг.
Перша (нульова) ітерація
Приймаємо витрати пари у відборах турбіни по 10 кг/с:
GП10 = GП20 = GП30 = GП40 = GП50 = GП60 = GП70 = GП80 = GП90 = 10 кг/с.
Витрата конденсату з конденсатора:
+GДРОД) = 264 – (90 + 5,744) = 168,256 кг/с.
GВВ2 = GВВ3 = GВВ4 = GВВ5 = GВВ6 = GВВ7 = GВВ8 = GВВ9 = GПГ = 264 кг/с.
Складаємо рівняння теплового балансу для кожного підігрівника і
знаходимо витрати пари на підігрівники.
Перший підігрівник
GВВ1 = GК + GП10 = 168,256 + 10 = 178,256 кг/с.
GВ1 (iВ1 + GП9 (iП9 = GВВ1 (iВВ1;
GП11 = GП9 = (GВВ1 (iВВ1 – GВ1 (iВ1)/ iП9 =
= (178,256(273 – 168,256(109,2)/ 2610 = 11,606 кг/с.
Другий підігрівник
GВ11 (iВ11 + GП8 (iП8 + GОДДР (iОДДР + G3ДР (i3ДР = GВВ2 (iВВ2;
GП21 = GП8 = (GВВ2 (iВВ2 – GВВ1 (iВВ1 – GОДДР (iОДДР – G3ДР (i3ДР)/ iП8
=
= (264(357 – 178,256(273 – 5,744(427,071 – 70(441)/ 2730 = 4,491 кг/с.
Третій підігрівник
GП7 (iП7 + GВВ2 (iВВ2 + G4ДР (i4ДР = GВВ3 (iВВ3 + G3ДР (i3ДР;
GП31 = GП7 = (GВВ3 (iВВ3 – GВВ2 (iВВ2 – G4ДР (i4ДР + G3ДР (i3ДР)/ iП7 =
= (264(428,4 – 264(357 – 60(525 + 70(441)/ 2820 = 6,461 кг/с.
Четвертий підігрівник
GП6 (iП6 + GВВ3 (iВВ3 + G5ДР (i5ДР = GВВ4 (iВВ4 + G4ДР (i4ДР;
GП41 = GП6 = (GВВ4 (iВВ4 – GВВ3 (iВВ3 – G5ДР (i5ДР + G4ДР (i4ДР)/ iП6 =
= (264(512,4 – 264(428,4 – 50(588 + 60(525)/ 2940 = 8,257 кг/с.
П’ятий підігрівник
GП5 (iП5 + GВВ4 (iВВ4 + G6ДР (i6ДР = GВВ5 (iВВ5 + G5ДР (i5ДР;
GП51 = GП5 = (GВВ5 (iВВ5 – GВВ4 (iВВ4 – G6ДР (i6ДР + G5ДР (i5ДР)/ iП5 =
= (264(575,4 – 264(512,4 – 40(693 + 50(588)/ 3040 = 6,024 кг/с.
Шостий підігрівник
GП4 (iП4 + GВВ5 (iВВ5 + G7ДР (i7ДР = GВВ6 (iВВ6 + G6ДР (i6ДР;
GП61 = GП4 = (GВВ6 (iВВ6 – GВВ5 (iВВ5 – G7ДР (i7ДР + G6ДР (i6ДР)/ iП4 =
= (264(680,4 – 264(575,4 – 30(882 + 40(693)/ 3190 = 9,085 кг/с.
Сьомий підігрівник
GП3 (iП3 + GВВ6 (iВВ6 + G8ДР (i8ДР = GВВ7 (iВВ7 + G7ДР (i7ДР;
GП71 = GП3 = (GВВ7 (iВВ7 – GВВ6 (iВВ6 – G8ДР (i8ДР + G7ДР (i7ДР)/ iП3 =
= (264(877,8 – 264(680,4 – 20(1071 + 30(882)/ 3430 = 16,663 кг/с.
Восьмий підігрівник
GП2 (iП2 + GВВ7 (iВВ7 + G9ДР (i9ДР = GВВ8 (iВВ8 + G8ДР (i8ДР;
GП81 = GП2 = (GВВ8 (iВВ8 – GВВ7 (iВВ7 – G9ДР (i9ДР + G8ДР (i8ДР)/ iП2 =
= (264(1066,8 – 264(877,8 – 10(1176 + 20(1071)/ 3030 = 19,655 кг/с.
Дев’ятий підігрівник
GП1 (iП1 + GВВ8 (iВВ8 + G10ДР (i10ДР = GВВ9 (iВВ9 + G9ДР (i9ДР;
GП91 = GП1 = (GВВ9 (iВВ9 – GВВ8 (iВВ8 – G10ДР (i10ДР + G9ДР (i9ДР)/ iП1
=
= (264(1171,8 – 264(1066,8 – 0 + 10(1176)/ 3100 = 12,735 кг/с.
Маємо на першій ітерації такі витрати пари на підігрівники:
GП11 = 11,606 кг/с; GП21 = 4,491 кг/с; GП31 = 6,461 кг/с;
GП41 = 8,257 кг/с.; GП51 = 6,024 кг/с; GП61 = 9,085 кг/с;
GП71 = 16,663 кг/с; GП81 = 19,655 кг/с; GП91 = 12,735 кг/с.
= 94,977 кг/с.
Друга ітерація
(Аналогічно першій ітерації)
– GП11 – GП21 = 94,977 – 11,606 – 4,491 = 78,88 кг/с.
G4ДР = G3ДР – GП31 = 78,88 – 6,461 = 72,419 кг/с.
G5ДР = G4ДР – GП41 = 72,419 – 8,257 = 64,162 кг/с.
G6ДР = G5ДР – GП51 = 64,162 – 6,024 = 58,138 кг/с.
G7ДР = G6ДР – GП61 = 58,138 – 9,085 = 49,053 кг/с.
G8ДР = G7ДР – GП71 = 49,053 – 16,663 = 32,39 кг/с.
G9ДР = G8ДР – GП81 = 32,39 – 19,655 = 12,735 кг/с.
+GДРОД) = 264 – (94,977 + 5,744) = 163,279 кг/с.
GВВ1 = GК + GП11 = 163,279 + 11,606 = 174,885 кг/с.
GП12 = (GВВ1 (iВВ1 – GВ1 (iВ1)/ iП9 =
= (174,885(273 – 174,885(109,2)/ 2610 = 10,975 кг/с.
GП22 = (GВВ2 (iВВ2 – GВВ1 (iВВ1 – GОДДР (iОДДР – G3ДР (i3ДР)/ iП8 =
= (264(357 – 174,885(273 – 5,744(427,071 – 78,88(441)/ 2730 = 3,394
кг/с.
GП32 = (GВВ3 (iВВ3 – GВВ2 (iВВ2 – G4ДР (i4ДР + G3ДР (i3ДР)/ iП7 =
= (264(428,4 – 264(357 – 72,419(525 + 78,88(441)/ 2820 = 5,537 кг/с.
GП42 = (GВВ4 (iВВ4 – GВВ3 (iВВ3 – G5ДР (i5ДР + G4ДР (i4ДР)/ iП6 =
= (264(512,4 – 264(428,4 – 64,162(588 + 72,419(525)/ 2940 = 7,642 кг/с.
GП52 = (GВВ5 (iВВ5 – GВВ4 (iВВ4 – G6ДР (i6ДР + G5ДР (i5ДР)/ iП5 =
= (264(575,4 – 264(512,4 – 58,138(693 + 64,162(588)/ 3040 = 4,628 кг/с.
GП62 = (GВВ6 (iВВ6 – GВВ5 (iВВ5 – G7ДР (i7ДР + G6ДР (i6ДР)/ iП4 =
= (264(680,4 – 264(575,4 – 49,053(882 + 58,138(693)/ 3190 = 7,757 кг/с.
GП72 = (GВВ7 (iВВ7 – GВВ6 (iВВ6 – G8ДР (i8ДР + G7ДР (i7ДР)/ iП3 =
= (264(877,8 – 264(680,4 – 32,39(1071 + 49,053(882)/ 3430 = 17,693 кг/с.
GП82 = (GВВ8 (iВВ8 – GВВ7 (iВВ7 – G9ДР (i9ДР + G8ДР (i8ДР)/ iП2 =
= (264(1066,8 – 264(877,8 – 12,735(1176 + 32,39(1071)/ 3030 = 22,973
кг/с.
GП92 = (GВВ9 (iВВ9 – GВВ8 (iВВ8 – G10ДР (i10ДР + G9ДР (i9ДР)/ iП1 =
= (264(1171,8 – 264(1066,8 – 0 + 12,735(1176)/ 3100 = 13,773 кг/с.
Маємо на другій ітерації такі витрати пари на підігрівники:
GП12 = 10,975 кг/с; GП22 = 3,394 кг/с; GП32 = 5,537 кг/с;
GП42 = 7,642 кг/с; GП52 = 4,628 кг/с; GП62 = 7,757 кг/с;
GП72 = 17,693 кг/с; GП82 = 22,973 кг/с; GП92 = 13,773 кг/с.
= 94,372 кг/с.
Третя ітерація
– GП1 – GП2 = 94,372 – 10,975 – 3,394 = 80.003.
G4ДР = G3ДР – GП32 = 80.003 – 5,537 = 74,466.
G5ДР = G4ДР – GП42 = 74,466 – 7,642 = 66,824.
G6ДР = G5ДР – GП52 = 66,824 – 4,628 = 62,196.
G7ДР = G6ДР – GП62 = 62,196 – 7,757 = 54,439.
G8ДР = G7ДР – GП72 = 54,439 – 17,693 = 36,746.
G9ДР = G8ДР – GП82 = 36,746 – 22,973 = 13,773.
+GДРОД) = 264 -(94,372+5,744) = 163,884 кг/с.
GВВ1 = GК + GП12 = 163,884 + 10,975 = 174,859 кг/с.
GП13 = (GВВ1 (iВВ1 – GВ1 (iВ1)/ iП9 =
= (174,859(273 – 174,859(109,2)/ 2610 = 10,974 кг/с.
GП23 = (GВВ2 (iВВ2 – GВВ1 (iВВ1 – GОДДР (iОДДР – G3ДР (i3ДР)/ iП8 =
= (264(357 – 174,859(273 – 5,744(427,071 – 80.003(441)/ 2730 = 3,215
кг/с.
GП33 = (GВВ3 (iВВ3 – GВВ2 (iВВ2 – G4ДР (i4ДР + G3ДР (i3ДР)/ iП7 =
= (264(428,4 – 264(357 – 74,466(525 + 80.003(441)/ 2820 = 5,332 кг/с.
GП43 = (GВВ4 (iВВ4 – GВВ3 (iВВ3 – G5ДР (i5ДР + G4ДР (i4ДР)/ iП6 =
= (264(512,4 – 264(428,4 – 66,824(588 + 74,466(525)/ 2940 = 7,476 кг/с.
GП53 = (GВВ5 (iВВ5 – GВВ4 (iВВ4 – G6ДР (i6ДР + G5ДР (i5ДР)/ iП5 =
= (264(575,4 – 264(512,4 – 62,196(693 + 66,824(588)/ 3040 = 4,218 кг/с.
GП63 = (GВВ6 (iВВ6 – GВВ5 (iВВ5 – G7ДР (i7ДР + G6ДР (i6ДР)/ iП4 =
= (264(680,4 – 264(575,4 – 54,439(882 + 62,196(693)/ 3190 = 7,149 кг/с.
GП73 = (GВВ7 (iВВ7 – GВВ6 (iВВ6 – G8ДР (i8ДР + G7ДР (i7ДР)/ iП3 =
= (264(877,8 – 264(680,4 – 36,746(1071 + 54,439(882)/ 3430 = 17,718
кг/с.
GП83 = (GВВ8 (iВВ8 – GВВ7 (iВВ7 – G9ДР (i9ДР + G8ДР (i8ДР)/ iП2 =
= (264(1066,8 – 264(877,8 – 13,773(1176 + 36,746(1071)/ 3030 = 24,11
кг/с.
GП93 = (GВВ9 (iВВ9 – GВВ8 (iВВ8 – G10ДР (i10ДР + G9ДР (i9ДР)/ iП1 =
= (264(1171,8 – 264(1066,8 – 0 + 13,773(1176)/ 3100 = 14,167 кг/с.
Маємо на третій ітерації такі витрати пари на підігрівники:
GП13 = 10,974 кг/с; GП23 = 3,215 кг/с; GП33 = 5,332 кг/с;
GП43 = 7,476 кг/с; GП53 = 4,218 кг/с; GП63 = 7,149 кг/с;
GП73 = 17,718 кг/с; GП83 = 24,11 кг/с; GП93 = 14,167 кг/с.
= 94,359 кг/с.
|GП13 – GП12|= |10,974 – 10,975| = 0,001 ( 0,2;
|GП23 – GП22|= |3,215 – 3,394| = 0,179 ( 0,2;
|GП43 – GП42|= |7,476 – 7,642| = 0,166 ( 0,2;
|GП73 – GП72|= |17,718 – 17,693| = 0,025 ( 0,2.
(1, 2, 4, та 7-ий підігрівники далі не розраховуються).
Четверта ітерація
– GП13 – GП23 = 94,359 – 10,974 – 3,215 = 80,17.
G4ДР = G3ДР – GП33 = 80,17 – 5,332 = 74,838.
G5ДР = G4ДР – GП43 = 74,838 – 7,476 = 67,362.
G6ДР = G5ДР – GП53 = 67,362 – 4,218 = 63,144.
G7ДР = G6ДР – GП63 = 63,144 – 7,149 = 55,995.
G8ДР = G7ДР – GП73 = 55,995 – 17,718 = 38,277.
G9ДР = G8ДР – GП83 = 38,277 – 24,11 = 14,167.
+GДРОД) = 264 – (94,359+5,744) = 163,897 кг/с.
GВВ1 = GК + GП13 = 163,897 + 10,974 = 174,871 кг/с.
GП34 = (GВВ3 (iВВ3 – GВВ2 (iВВ2 – G4ДР (i4ДР + G3ДР (i3ДР)/ iП7 =
= (264(428,4 – 264(357 – 74,838(525 + 80,17(441)/ 2820 = 5,289 кг/с.
GП54 = (GВВ5 (iВВ5 – GВВ4 (iВВ4 – G6ДР (i6ДР + G5ДР (i5ДР)/ iП5 =
= (264(575,4 – 264(512,4 – 63,144(693 + 67,362(588)/ 3040 = 4,106 кг/с.
GП64 = (GВВ6 (iВВ6 – GВВ5 (iВВ5 – G7ДР (i7ДР + G6ДР (i6ДР)/ iП4 =
= (264(680,4 – 264(575,4 – 55,995(882 + 63,144(693)/ 3190 = 6,925 кг/с.
GП84 = (GВВ8 (iВВ8 – GВВ7 (iВВ7 – G9ДР (i9ДР + G8ДР (i8ДР)/ iП2 =
= (264(1066,8 – 264(877,8 – 14,167(1176+38,277(1071)/ 3030 = 24,498
кг/с.
GП94 = (GВВ9 (iВВ9 – GВВ8 (iВВ8 – G10ДР (i10ДР + G9ДР (i9ДР)/ iП1 =
= (264(1171,8 – 264(1066,8 – 0 + 14,167(1176)/ 3100 = 14,316 кг/с.
Маємо на четвертій ітерації такі витрати пари на підігрівники:
GП34 = 5,289 кг/с; GП54 = 4,106 кг/с; GП64 = 6,925 кг/с;
GП84 = 24,498 кг/с; GП94 = 14,316 кг/с.
= 94,517 кг/с.
|GП34 – GП33|= |5,289 – 5,332| = 0,043 ( 0,2;
|GП54 – GП53|= |4,106 – 4,218| = 0,112 ( 0,2;
|GП94 – GП93|= |14,316 – 14,167| = 0,149 ( 0,2.
(3, 5, та 9-ий підігрівники далі не розраховуються).
П’ята ітерація
– GП14 – GП24 = 94,517 – 10,974 – 3,215 = 80,328.
G4ДР = G3ДР – GП34 = 80,328 – 5,289 = 75,039.
G5ДР = G4ДР – GП44 = 75,039 – 7,476 = 67,563.
G6ДР = G5ДР – GП54 = 67,563 – 4,106 = 63,457.
G7ДР = G6ДР – GП64 = 63,457 – 6,925 = 56,532.
G8ДР = G7ДР – GП74 = 56,532 – 17,718 = 38,814.
G9ДР = G8ДР – GП84 = 38,814 – 24,498 = 14,316.
+GДРОД) = 264 – (94,517+5,744) = 163,739 кг/с.
GВВ1 = GК + GП14 = 163,739 + 10,974 = 174,713 кг/с.
GП65 = (GВВ6 (iВВ6 – GВВ5 (iВВ5 – G7ДР (i7ДР + G6ДР (i6ДР)/ iП4 =
= (264(680,4 – 264(575,4 – 56,532(882 + 63,457(693)/ 3190 = 6,845 кг/с.
GП85 = (GВВ8 (iВВ8 – GВВ7 (iВВ7 – G9ДР (i9ДР + G8ДР (i8ДР)/ iП2 =
= (264(1066,8 – 264(877,8 – 14,316(1176+38,814(1071)/ 3030 = 24,630
кг/с.
Маємо на п’ятій ітерації такі витрати пари на підігрівники:
GП65 = 6,845 кг/с; GП85 = 24,630 кг/с.
= 94,57 кг/с.
|GП65 – GП64|= |6,845 – 6,925| = 0,08 ( 0,2;
|GП85 – GП84|= |24,630 – 24,498| = 0,132 ( 0,2.
(Досягнуто необхідної точності для всіх підігрівників).
Таблиця GПі , кг/с = f(N) ітерації:
Таблиця 6.1.
N GП1 GП2 GП3 GП4 GП5 GП6 GП7 GП8 GП9
1 11,606 4,491 6,461 8,257 6,024 9,085 16,663 19,655 12,735
2 10,975 3,394 5,537 7,642 4,628 7,757 17,693 22,973 13,773
3 10,974 3,215 5,332 7,476 4,218 7,149 17,718 24,11 14,167
4 — — 5,289 — 4,106 6,925 — 24,498 14,316
5 — — — — — 6,845 — 24,630 —
Тепловий розрахунок турбоприводу живильного насосу
Потужність живильного насосу:
Vж.в. = 0,001 м3/кг;
(Рж.н. = Pввжн – Pвжн= Рпг(1,25 + 3·0.2 – 1,8 = 35,05 МПа;
(ж.н. = 0,75;
Gж.в. = Gпг = 264 кг/с;
12337,6 кВт.
Пар на ТПН беремо з третього відбору і повертаємо в сьомий.
Потужність турбоприводу живильного насосу:
= 12589,4 кВт.
Будуємо процес розширення пари в ТПН:
Н0ТПН = і3 – іТПНвихл = 3430 – 2760 = 670 кДж/кг;
НдійснТПН = Н0ТПН((ТПН = 670 (0,8 = 536 кДж/кг.
Витрата пари на ТПН:
23,488 кг/с.
Визначення потужності турбіни та електричного генератора
Розрахунок витрати пари на відсіки турбіни:
G0 = GПГ = 264 кг/с;
G1 = G0 – GП9 = 264 – 14,316 = 249,684 кг/с;
G2 = G1 – GП8 = 249,684 – 24,630 = 225,054 кг/с;
G3 = G2 – GП7 – GТПН = 225,054 – 17,718 – 23,488 = 183,848 кг/с;
G4 = G3 – GП6 – GПБ = 183,848 – 6,845 – 2,253 = 174,75 кг/с;
G5 = G4 – GП5 = 174,75 – 4,106 = 170,644 кг/с;
G6 = G5 – GП4 – GОБ = 170,644 – 7,476 – 3,491 = 159,677 кг/с;
G7 = G6 – GП3 + GТПН = 159,677 – 5,289 + 23,488 = 177,876 кг/с;
G8 = G7 – GП2 = 177,876 – 3,215 = 174,661 кг/с;
G9 = G8 – GП1 = 174,661 – 10,974 = 163,687 кг/с.
Знайдемо роботу по ділянкам турбіни:
(i0 = i0 – i1 = 3450 – 3100 = 350 кДж/кг;
(i1 = i1 – i2 = 3100 – 3030 = 70 кДж/кг;
(i3 = iПП – i3 = 3670 – 3430 = 240 кДж/кг;
(i4 = i3 – i4 = 3430 – 3190 = 240 кДж/кг;
(i5 = i4 – i5 = 3190 – 3040 = 150 кДж/кг;
(i6 = i5 – i6 =3040 – 2940 = 100 кДж/кг;
(i7 = i6 – i7 = 2940 – 2820 = 120 кДж/кг;
(i8 = i7 – i8 = 2820 – 2730 = 90 кДж/кг;
(i9 = i8 – i9 = 2730 – 2610 = 120 кДж/кг;
(i10 = i9 – iцнтвихл =2610 – 2340 = 270 кДж/кг.
Потужність ділянок турбіни:
N0 = G0((i0 = 264(350 = 92400 кВт;
N1 = G1((i1 = 249,684(70 = 17477,88 кВт;
N3 = G2((i3 = 225,054(240 = 54012,96 кВт;
N4 = G3((i4 = 183,848(240 = 44123,52 кВт;
N5 = G4((i5 = 174,75(150 = 26212,5 кВт;
N6 = G5((i6 = 170,644(100 = 17064,4 кВт;
N7 = G6((i7 = 159,677(120 = 19161,24 кВт;
N8 = G7((i8 = 177,876(90 = 16008,84 кВт;
N9 = G8((i9 = 174,661(120 = 20959,32 кВт;
N10 = G9((i10 = 163,687(270 = 44195,49 кВт.
Nтурб= N1 + N3 + N4 + N5 + N6 + N7 + N8 + N9 + N10 =
= 351616,15 кВт = 351,6 МВт;
Nег = Nтурб·(мех·(г·(сн = 351616,15(0.98(0.99(0.96 =
= 327492,47 кВт = 327,5 МВт.
Визначення техніко-економічних показників блоку
iжв = iвв9 = 1171,8 кДж/кг;
Qпг = Gпг·(i0 – iжв) = 264·(3450 – 1171,8) = 601444,8 кВт;
Gпп = G2 = 225,054 кг/с;
) = 225,054·(3670 – 3028,8) = 144304,6248 кВт;
Q = Qпг+ Qпп – Qтфу= 601444,8 + 144304,6 – 15000 = 730749,4 кВт;
N = Nег·(пг·(тр = 327492,47·0.91·0.98 = 292057,8 кВт.
ККД блока:
Визначимо питому витрату тепла:
.
Питома витрата умовного палива:
Конструкторські та гідравлічні розрахунки бойлерів ТФУ
Загальні початкові дані:
Розрахунок основного бойлера.
Дані, знайдені в п.3:
Gсв = 44.643 кг/с
iв =306.6 кДж/кг
iвв=504 кДж/кг
tв=73 (C
tвв=120 (C
ts=125 (C
шт.
шт.
м.
м.
кВт.
.
.
.
м.
Третє наближення по температурі стінки:
Четверте наближення по температурі стінки:
Розрахунок пікового бойлера
Дані, знайдені в п.3:
Gв = 44,643 кг/с;
iв=504 кДж/кг;
iвв=630 кДж/кг;
tв=120 (C;
tвв=150 (C;
ts=165 (C.
шт.
шт.
м.
м.
кВт.
.
.
.
м.
Третє наближення по температурі стінки:
Четверте наближення по температурі стінки:
П’яте наближення по температурі стінки:
Розрахунок конденсаційної установки
Загальні початкові дані:
Таблиця 11.1
Величина Позначення Значення
Тиск пари, ата Рп 0,06
Температура пари, (С tк 35,85
Питомий об’єм пари, м3/кг Vп 30
Температура води на вході, (С t1 12
Число ходів води Z 2
Швидкість води, м/с ( 2
Кількість конденсаторів N 1
Зовнішній діаметр трубок, мм dн 28
Внутрішній діаметр трубок, мм dвн 26
Коефіцієнт заповнення трубної дошки (тр 0,3
Активна довжина труби, м Lакт 8,9
Коефіцієнт чистоти трубок (з 0,8
Коефіцієнт похибки методу розрахунку коефіцієнта теплопередачі ( 0,9
Питома вартість системи техводопостачання, грн./(м3/год) Cтвс 16
Питома вартість поверхні теплообміну, грн./м2 CК 28
Питома вартість енергії приводу циркуляційних насосів, коп./(кВт(год)
Сц.н. 1,3
Питома вартість землі, грн./(м2(год) Cсх 0
Висота підйому води циркуляційним насосом, м H 10
Коефіцієнт поправки на парове навантаження (d 1
Коефіцієнт похибки методу розрахунку коефіцієнта теплопередачі ( 0,9
= 2343,76 кДж/кг.
Витрата пари на конденсатор, знайдена в п.8:
GK = G9 = 163,687(3600 = 589273,2 кг/год.
Коефіцієнт поправки на температуру:
Коефіцієнт поправки на число ходів:
Коефіцієнт поправки на швидкість води:
Коефіцієнт теплопередачі:
Комплекс:
Кратність охолодження:
Масова витрата охолоджуючої води:
Нагрів води:
Температура води на виході:
Температурний напір:
Середній температурний напір:
Теплота, що передається:
Поверхня теплообміну:
м2.
Питоме парове навантаження:
dк = Gк /Fк = 589273,2 /8206 = 71,814 кг/(м2(год).
Кількість труб:
шт.
Діаметр трубної дошки:
м.
Гідравлічний опір:
Паровий опір:
Відношення
Потужність циркуляційних насосів:
кВт.
Активна площа водосховища:
км2.
Витрати на техводопостачання:
грн./рік.
Витрати на конденсатори:
грн./рік.
Витрати на електроенергію насосів:
грн./рік.
Додаток
Задача № 1. (№ 1, стор. 45).
Газ – повітря з початковою температурою t1 = 27(С стискається в
одноступеневому поршневому компресорі від тиску р1 = 0,1 МПа до тиску
р2. Стиск може відбуватися по ізотермі, адіабаті та політропі з
покажчиком політропи n. Визначити для кожного з трьох процесів стиску
кінцеву температуру газу t2, відведену від газу теплоту Q, кВт, та
теоретичну потужність компресора, якщо його паропродуктивність G. Подати
зведену таблицю. Дані, необхідні для розв’язку задачі, вибрати з таблиці
13. Розрахунок вести без врахування залежності теплоємності від
температури.
№ варіанту t1, (С n G, кг/год р1, МПа р2, МПа
00 27 1,25 300 0,1 0,9
T2, Q, N – ?
Розв’язок:
1). Ізотермічний процес. t1 = t2 = 27(C; (U = 0;
Дж/кг;
Дж/кг;
Вт;
Дж/(кг(гр);
Потужність приводу:
Вт.
; kповітря = 1,4; q = 0.
K;
Дж/кг;
Дж/кг;
кВт.
;
K;
Дж/кг;
Дж/кг;
Дж/кг;
Вт;
Вт.
Зведена таблиця:
Процес Т2, К q (U l (S Nпр, кВт
кДж/кг
Ізотерм. 300 189,2 0 -189,2 -0,63 -15,7
Адіабат. 562 0 187,9 -187,9 0 -21,9
Політроп. 465,5 -71,2 118,7 -189,9 -0,189 -19,8
Задача № 4, (№4, стор. 47).
Визначити поверхню нагріву рекуперативного газоповітряного
теплообмінника при прямоточній та протиточній схемах руху теплоносіїв,
якщо об’ємна витрата повітря, що нагрівається при нормальних умовах Vн,
середній коефіцієнт теплопередачі від продуктів згоряння до повітря К,
початкові і кінцеві температури продуктів згоряння та повітря відповідно
t’1, t”1, t’2, t”2. дані необхідні для вирішення задачі, вибрати з
табл. 16.
№ варіанту VH, м3/год K, Вт/(м2(К) t’1(C t”1(C t’2(C t”2(C
00 1000 18 600 400 20 300
Розв’язок:
Поверхня нагріву, м2:
Масова витрата повітря:
Теплоємність повітря: Срп = 1,03 кДж/кг;
Потік тепла від газу до повітря:
Q = Cpп(mп((tп = 1,03(0,215((300 – 20) = 62 кВт;
Середня логарифмічна різниця температур:
Задача № 3. (№1, стор. 48).
Задано паливо та паропродуктивність котельного агрегату D. Визначити
склад робочої маси палива та його найменшу теплоту згоряння, спосіб
спалення палива, тип топки, значення коефіцієнта надлишку повітря в
топці (т та на виході з котлоагрегату (ух по величині присоса повітря по
газовому тракту (((); знайти необхідну кількість повітря для згоряння 1
кг (1 м3) палива і об’єми продуктів згоряння при (ух, а також ентальпію
газів при заданній температурі tух. Вихідні дані, необхідні для
розв’язку задачі, прийняти з табл. 17.
Вказівка. Елементарний склад і нижча теплота згоряння палива, а також
рекомендації щодо вибору топки і коефіцієнта надлишку повітря в топці
приведені в додатках 5-8 методичних вказівок.
№ варіанту Вид палива D, т/год (( tух, (C
00 Челябінське вугілля Б3 (буре) 160 0,15 130
Розв’язок:
WP = 18; AP = 29,5; SP = 1; CP = 37,3; HP = 2,8;
=13,9 МДж/кг.
Тип топки – шахтно-млинова.
Коефіцієнт надлишку повітря в топці: (Т = 1,25.
Коефіцієнт надлишку повітря за котлом: ( = (Т + (( = 1,25 + 0,15 = 1,4.
Теоретична кількість повітря:
V0 = 0,089(CP + 0,265(HP + 0,033((SP – OP) =
= 0,089(37,3 + 0,265(2,8 + 0,033((1 – 10,5) = 3,75 м3/кг;
Об’єм надлишкового повітря:
(V = (( – 1)(V0 = (1,4 – 1)(3,75 = 1,5 м3/кг;
Теоретичний об’єм трьохатомних газів:
VRO2 = 0,0186((CP + 0,375(SP) = 0,0186((37,3 + 0,375(1) = 0,701 м3/кг;
Теоретичний об’єм двохатомних газів:
VR2 = 0,79(V0 + 0,008(NP = 0,79(3,75 + 0,008(0,9 = 2,97 м3/кг;
Дійсний об’єм сухих газів:
Vсг = VRO2 + VR2 + (V = 0,701 + 2,97 + 1,5 = 5,171 м3/кг;
Теоретичний об’єм водяної пари:
VH2O = 0,0124((9(HP + WP) + 0,0161( V0 =
= 0,0124((9(2,8 + 18) + 0,0161(3,75 = 0,596 м3/кг;
Загальний об’єм газів:
(V = Vсг + VH2O = 5,171 + 0,596 = 5,767 м3/кг;
Ентальпія газів:
Iух = [((ViCi)](tух = (VRO2(CRO2 + VR2(CR2 + VH2O(CH2O + (V(CB)(tух.
Об’ємна теплоємність сухих газів, водяної пари та повітря при tух =
130(C, кДж/(м3(гр): CRO2 = 1,8; CR2 = 1,3; CH2O = 1,52; CB = 1,3.
Iух = (0,701(1,8 + 2,97(1,3 + 0,596(1,52 + 1,5(1,3)(130 = 1037,2 кДж/кг.
Задача № 2. (№2, стор. 46).
Водяний пар з початковим тиском р1 = 3 МПа та ступенем сухості х1 = 0,95
надходить в пароперегрівач, де його температура підвищується на (t;
після перегрівача пар ізотропно розширюється в турбіні до тиску р2.
Визначити (по hs – діаграмі) кількість теплоти (на 1 кг пара),
підведеної до нього в пароперегрівачі, роботу циклу Ренкіна та ступінь
сухості пара х2 в кінці розширення. Визначити також термічний ККД циклу.
Визначити роботу циклу і кінцеву ступінь сухості, якщо після
пароперегрівача пар дроселюється до тиску р1’. Дані, необхідні для
вирішення задачі, вибрати з таблиці 14.
(t, (C p2, кПа p1’, МПа
235 3,0 0,50
Розв’язок:
і0 = 2635 кДж/кг; t1’ = 140(C;
tпп = t1’ + (t = 140 + 235 = 375(C;
iпп = 3240 кДж/кг;
(qпп = iпп – i0 = 3240 – 2635 = 605 кДж/кг;
x2 = 0,912; iK = 2340 кДж/кг;
l = iпп – iK = 3240 – 2340 = 900 кДж/кг;
tK’ = 24(C;
iK’ = CPB(tK’ = 4,2(24 = 100,8 кДж/кг;
q = iпп – iK’ = 3240 – 100,8 = 3139,2 кДж/кг;
(у = l /q = 900 /3139,2 = 0,29.
Pдр = 0,5 МПа; iKдр = 2300 кДж/кг; х2др = 0,9.
lдр = iпп – iКдр = 3240 – 2300 = 940 кДж/кг.
Задача № 5. (№4, стор. 50).
Визначити діаметр циліндру і ход поршня чотирьохтактного .ДВЗ по відомим
значенням ефективної потужності , середнього індикаторного тиску,
механічного ККД , кількості обертів двигуна і відношення . Розрахувати
годинну і ефективну питому витрату палива, якщо індикаторний ККД двигуна
, а нижча теплота згоряння МДж/кг. Вихідні дані, необхідні для розв’язку
задачі, наведені в таблиці.
№ варіанту Ne, кВт n, об/хв pi, кПа z (i (м S/D
00 100 2100 600 4 0,38 0,81 0,95
Розв’язок:
Робочий об’єм циліндра:
Витрата палива:
Ефективна питома витрата палива:
Задача № 7. (№3, стор. 47).
По горизонтально розташованій металевій трубі [( = 20 Вт/(м(К)] зі
швидкістю ( тече вода, яка має температуру tв. зовні труба охолоджується
оточуючим повітрям, температура якого tпов, тиск 0,1 МПа. Визначити
коефіцієнти тепловіддачі (1 і (2 відповідно від води до стінки труби та
від стінки труби до повітря; коефіцієнт теплопередачі та тепловий потік
q1, віднесений до 1 м труби довжини труби, якщо внутрішній діаметр труби
дорівнює d1, а зовнішній – d2. Дані, необхідні для розв’язку задачі,
вибрати з таблиці 15.
№ варіанту tв, (С (, м/с tвоз, (С d1, мм d2, мм
00 200 0,42 18 190 210
Розв’язок:
– коефіцієнт теплопередачі, для циліндричної стінки:
Критерій Рейнольдса для води:
.
= 1,05.
Для знаходження (1 знайдемо добуток Gr(Pr.
Для повітря з t = 18(С: Pr = 0,7; V = 13,6(10-6 м2/с;
( = 2,46(10-2 Вт/(м(град).
;
( = 1/T; (t ( tВ – tПОВ = 120 – 18 = 102(C;
Gr(Pr = 0,7(127,5(106 = 89,25(106; (Gr(Pr) ( 109;
Nu = 0,5((Gr(Pr)0,25((Pr /Prст)0,25 = 0,5((89,25(106)0,25((0,7
/1,05)0,25 = 52,5.
102 = 416,364 Вт/м.Задача № 6.
Із ємності при температурі Т = 470 К і тиску р1 = 30 бар витікає 1 кг
кисню через сопло, яке звужується, в середовище із тиском р2 = 20 бар.
Визначити швидкість витікання і масову витрату кисню (кг/с), якщо площа
вихідного сопла f = 30 мм.
Розв’язок:
Співвідношення тисків:
Початковий об’єм:
Швидкість витікання:
Масова витрата кисню:
Висновки
В даній курсовій роботі на тему “Розрахунок теплової схеми і
устаткування блоку 300 МВт” було виконано розрахунки в таких обсягах:
Розраховано процес розширення пари в турбіні:
i0 = 3450 кДж/кг; iпп = 3670 кДж/кг;
= 3028,8 кДж/кг;
= 2941 кДж/кг;
= 2343,76 кДж/кг;
i4 = 3190 кДж/кг;
i5 = 3040 кДж/кг;
i6 = 2941 кДж/кг.
i7 = 2820 кДж/кг;
i8 = 2730 кДж/кг;
i9 = 2610 кДж/кг.
Розраховані термодинамічні параметри підігрівників живильної та сітьової
води.
Виконано тепловий розрахунок теплофікаційної установки:
tосв=70(C
=150(C
=73(C
=120(C
t’пб= t’4 = 165(C
t’об= t’6 = 125(C
= i4 = 3190 кДж/кг
= i6 = 2940 кДж/кг
GСВ = 44,643 кг/с.
= 504 кДж/кг;
= 630 кДж/кг;
= 693 кДж/кг.
GПБП = 2,253 кг/с.
= 306.6 кДж/кг;
= 525 кДж/кг.
GОБДР = 5,744 кг/с.
GОБП = 3,491 кг/с.
iосв= 294 кДж/кг.
iОДДР = 427,071 кДж/кг.
tОДДР = 101,7(C.
Визначено витрати пари на підігрівники живильної води:
GПГ = 264 кг/с.
GП1 = 10,974 кг/с; GП2 = 3,215 кг/с; GП3 = 5,289 кг/с;
GП4 = 7,476 кг/с; GП5 = 4,106 кг/с; GП6 = 6,845 кг/с;
GП7 = 17,718 кг/с; GП8 = 24,63 кг/с; GП9 = 14,316 кг/с.
Зроблено тепловий розрахунок турбоприводу живильного насосу:
12,337 МВт.
23,488 кг/с.
Визначено потужність турбіни та електричного генератора:
Nтурб= 351,6 МВт; Nег = 327,5 МВт.
Визначено техніко-економічні показники блоку:
Проведено конструкторські та гідравлічні розрахунки бойлерів ТФУ:
Виконано розрахунок конденсаційної установки:
;
кВт.
Як додаток до курсової роботи розв’язано типові задачі.
Список використаної літератури
1. Балахонцев Е.В., Верес А.А. Теплотехника: Методические указания (с
программой) и контрольные задания для студентов – заочников
инженерно-технических специальностей. – М.: Высш. шк., 1986. – 62 с.
2. Головченко О.М., Налбандян Д.Б. Ігрове проектування енергетичного
обладнання: Навчальний посібник для студентів енергетичних
спеціальностей. – К.: УМК ВО, 1988. – 233 с.
Рис. 1. Технологічна схема ТЕС.
П – повітря; ЕЕ – електроенергія;
ПГ – паливне господарство; ПП – підготовка палива;
ДВ – дуттьовий вентилятор; ПГ – парогенератор;
ДГ – димові гази; ПУ – пилоуловлювачі;
ДС – димосос; ДТр – димова труба;
БГ – багерні насоси; ПВ – пилошлаковідвал;
ГП – гострий пар; Т – турбіна;
ГТ – головний трансформатор; ЕГ – електрогенератор;
КР – конденсатор; ВО – водоохолоджувач;
ЦН – циркуляційний насос; КН – конденсатний насос;
ТФУ – теплофікаційна установка; ХВО – хімводоочистка;
ПНТ – підігрівач низького тиску; Д – деаератор;
ПВТ – підігрівач високого тиску; ЖН – живильний насос;
ВРП – відкритий розподільчий пристрій; ЖВ – живильна вода.
PAGE
НЦВТ = 421 кДж/кг
Н0ЦВТ = 520 кДж/кг
iПГ = 3450 кДж/кг
PЦВТВИХЛ = 4,59 МПа
P1 = 6,47 МПа
tПГ = 600(C
Р0 = 27,55 МПа
PПГ = 29 МПа
iSЦВТВИХЛ = 2930 КДж/кг
iЦВТВИХЛ = 3030 КДж/кг
i1 = 3100 кДж/кг
i9 = 2610 кДж/кг
i8 = 2730 кДж/кг
НЦНТ = 597,24 кДж/кг
Н0ЦНТ = 711 кДж/кг
iSЦНТВИХЛ = 2230 КДж
iЦНТВИХЛ = 2344 КДж
i7 = 2820 кДж/кг
i5 = 3040 кДж/кг
i4 = 3190 кДж/кг
PК = 0,003 МПа
P9 = 0,03 МПа
P8 = 0,07 МПа
P7 = 0,13 МПа
P5 = 0,41 МПа
P4 = 0,75 МПа
НЦСТ = 729 кДж/кг
Н0ЦСТ = 810 кДж/кг
iПП = 3670 кДж/кг
PЦСТВИХЛ = 0,26 МПа
P3 = 1,85 МПа
tПСВ = tПБВВ= 150(С
iПБВВ= 630
GПБП= 2,253
i4 = 3190
t4’ = 165(С
GОБП= 3,491
i6 = 2940
t6’ = 125(С GСВ = 44,643
tОБВВ= 120(С
iОБВВ= 504
GПБДР= 2,253
iПБДР= 4,2t’ = 693
tОДВВ= 73(С tОСВ= 70(С
iОДВВ= 306,6 iОСВ= 294
GОБДР= 5,744 GОДДР= 5,744
iОБДР= 4,2t’ = 525 iОДДР= 427,071
tПП = 600(C
PПП = 4,13 МПа
4
1
2
3
iSЦСТВИХЛ = 2860 кДж/кг
iЦСТВИХЛ = 2941 кДж/кг
i3 = 3430 кДж/кг
5
6
7
8
9
i1 = 3100
t8ВВ = 254
i2 = 3028,8
t7ВВ = 209
i3 = 3430
t6ВВ = 162
i4 = 3190
t5ВВ = 137
i5 = 3040
t4ВВ = 122
i6 = 2941
t3ВВ = 102
i7 = 2820
t2ВВ = 85
i8 = 2730
t1ВВ = 65
t9ВВ = 279
i9 = 2610
ПНТ
ПВТ
БН
ПВ
ХВО
Д
ЖН
2
1
ПВ
ПП
ПВ
3
4
5
6
7
8
9
КР
G0
G1
G2
На П9
G2
G3
G4
G5
G6
G7
G8
G9
На П8
На П7
На П6
На П5
На П4
На П3
На П2
На П1
GПГ = 264
G8 = 24,630
G7 = 17,718
G6 = 6,845
G5 = 4,106
G4 = 7,476
G3 = 5,289
G2 = 3,215
G1 = 10,974
На ПБ
На ОБ
GПБ = 2,253
GОБ = 3,491
iПГ = i0
i3 = 3430 кДж/кг
P7 = 0,13 Мпа
GТПН = 23,488
Р’3 = 1,7575 Мпа
з ТПН
іТПНВИХЛ = 2760 кДж/кг
GТПН = 23,488
На ТПН
ДВ
ПУ
ДС
ДТр
П ДГ
ПП
ПГ
Паливо
ГП
ПГ
ЕЕ
Т
ЕГ
ГТ
ВРП
ВО
ЖВ
ТФУ
ЦН
КР
КН
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
