Термічний ККД теплофікаційного циклу

h_t = 1 – a_к ×q_к /q_о= 1 – 0,53 ×2127/3054 = 0,63.

У випадку, коли ПТУ працює в конденсаційному режимі, D_тф = 0 і рівняння (8.1) буде мати вигляд:

 

N_e = [ (h_o – h₁) + ×Н_р] 10^-3 h_ем)

або 50 – [0,076 × (3410 - 2640) + ×1159] 10^-43 0,97.

З останнього рівняння визначаємо:

== 45,64 кг/с; = 3,47 кг/с; = + = 49,11 кг/с;

= 1 – = 1 – 0,0706 = 0,929, де. = / .

Питома теплота, що підведена в циклі, кДж/кг

= h_o – = h_o – = 3410 – 292 = 3118.

Термічний ККД циклу

= 1 - ×q_к / = 1 – 0,929×2127 / 3118 = 0,336.

Отже, в разі комбінованого відпуску теплоти і електроенергії “абсолютний” термічний ККД циклу зростає на 26%.

 

8.2 Завдання для самостійної роботи

Задача 8.2.1. Параметри пари за турбіною дорівнюють: r = 1 кг/м³,

х_к = 0,94, а початкова температура t_о = 400^оС. Визначити теплоту, яка витрачена на перегрів пари в парогенераторі, витрату умовного палива в циклі Ренкіна, якщо витрата охолодної води складає 5400 т/год., а її підігрів – 20 К.

Задача 8.2.2. Початкові параметри пари перед турбіною в циклі Ренкіна складають: Р_о = 2 МПа, r = 6,25 кг/м³. Пара розширюється до тринадцятикратного зменшення температури. Визначити витрату умовного палива, теплоту пароутворення в кінцевій точці, витрату охолодної води, якщо потужність електрогенератора 6 МВт, а підігрів охолодної води – 18^оС.

Задача 8.2.3. Парогенератор генерує пару з параметрами: Р = 4 МПа,

t = 420 ^оС. Тиск перед паровою турбіною в циклі Ренкіна має дорівнювати

2 МПа, а кінцева температура 33^оС. Визначити витрату умовного палива і охолодної води, якщо її підігрів складає 20^оС, потужність електрогенератора 4 МВт. Визначити також перевитрату умовного палива завдяки дроселюванню пари після парогенератора в циклі Ренкіна.

Задача 8.2.4. Температура пари в конденсаторі турбіни 30^оС, а питома втрата теплоти 0,6 кВт×год. Визначити теплоту пароутворення в кінцевій точці, витрату умовного палива в циклі Ренкіна, якщо потужність електрогенератора 2,5 МВт, а розширення пари в турбіні здійснюється до тридцятикратного зменшення тиску.

Задача 8.2.5. Паротурбінна установка в циклі Ренкіна працює з початковими параметрами: t_о = 470^оС, r_о = 2,857 кг/м³. Побудувати криву залежності термічного ККД циклу і витрати умовного палива від величини тиску в конденсаторі, який дорівнюватиме: 3, 5, 8, 10 кПа. Потужність електрогенератора 4 МВт.

Задача 8.2.6. Кінцевий тиск пари в циклі Ренкіна – 5 кПа, а питома втрата в конденсаторі – 0,585 кВт·год. Побудувати криву залежності термічного ККД циклу і потужності живильного насоса від значення початкової температури, яка має дорівнювати: 350, 400, 450 і 500^оС. Потужність електрогенератора – 6 МВт.

Задача 8.2.7. Кінцеві параметри пари в циклі Ренкіна складають:

r_к = 0,05 кг/м³, х_к = 0,84, а потужність електрогенератора – 12 МВт. Побудувати залежності термічного ККД циклу і витрати умовного палива від початкового тиску, який має дорівнювати: 1,5; 2,0; 3,0 і 4,0 МПа.

Задача 8.2.8. Потужність електрогенератора в циклі Ренкіна–12 МВт, а витрата умовного палива – 1,09 кг/с. Визначити початкові параметри пари і витрату охолодної води, якщо її підігрів 20 К, а кінцеві параметри складають: Р_к = 5 кПа, S_к = 7 кДж/(кг·К).

Задача 8.2.9. Початкові параметри пари в циклі Ренкіна становлять: Р_о = 3 МПа, t_о = 420^оС, а витрата пари – 10 кг/с. Визначити кінцеві параметри пари, витрату умовного палива і охолодної води, якщо її підігрів 15^оС, а потужність електрогенератора – 9,7 МВт.

Задача 8.2.10. На перегрів сухої насиченої пари з тиском 5 МПа витрачається 0,16666 кВт×год теплоти. Далі пара виконує роботу в турбіні, де її температура зменшується в 16 разів. Визначити витрату умовного палива, якщо витрата охолодної води в конденсаторі – 10800 т/год., її підігрів – 20 К, а значення ККД складають: h_оі = 0,83; h_ем = 0,964; h_пг = 0,91.

Задача 8.2.11. Міра сухості пари на виході з турбіни – 0,9, а теплота пароутворення – 2300 кДж/кг. Визначити витрату умовного палива в циклі Ренкіна, якщо початкова густина пари 5 кг/м³, витрата охолодної води в конденсаторі – 7200 м³/год., а її підігрів – 15^оС, = 2580 кДж/кг.

Задача 8.2.12. Суха насичена пара з тиском 1,5 МПа перегрівається в парогенераторі на 170^оС, після чого виконує роботу в циклі Ренкіна. При цьому її густина зменшується в 100 разів. Визначити витрату умовного палива, показник адіабати, витрату охолодної води, якщо її підігрів – 20^оС, а потужність електрогенератора – 5 МВт.

Задача 8.2.13. Пара з початковими параметрами: t_о=470^оС, r_о=25кг/м³ спочатку дроселюється до трикратного збільшення об’єму, а потім виконує роботу в турбіні до двохсоткратного зменшення тиску. Визначити витрату умовного палива і теплоту пароутворення в кінцевій точці, якщо витрата охолодної води складає 5400 т/год., а її підігрів – 17^оС. Визначити також ці показники за умови, що дроселювання пари не відбувається.

Задача 8.2.14. Температура пари в конденсаторі турбіни – 50^оС, питома втрата теплоти – 0,58 кВт·год. Питома витрата умовного палива в циклі Ренкіна з електрогенератором 12 МВт складає 0,3936 кг/кВт×год. Визначити параметри пари перед турбіною і витрату охолодної води в конденсаторі, якщо її підігрів 20^оС.

Задача 8.2.15. Порівняти показники роботи і витрату умовного палива дійсного і теоретичного циклів Ренкіна, якщо витрата охолодної води та її підігрів складають 12000 т/год і 20^оС, відповідно, кінцеві параметри:

Р_к =0,035 бар і h_к =2150 кДж/кг, початкова густина – 6,25 кг/м³; h_оі = 0,825; h_ем = 0,96; h_пг = 0,9.

Задача 8.2.16. Початкові параметри пари в циклі Ренкіна складають: r_о=10 кг/м³; t_о =490^оС, а витрата пари –72 т/год. Визначити кінцеві параметри пари, витрату умовного палива і охолодної води, якщо її підігрів 15 К, а потужність електрогенератора – 15 МВт.

Задача 8.2.17. Початкові параметри пари в циклі Ренкіна складають: r_о = 8,333 кг/м³; t_о = 510^оС. Пара розширюється в турбіні з показником політропи n = 1,184 до кінцевого тиску 7 кПа. Визначити витрату умовного палива, якщо h_ем = 0,96; h_пг = 0,91, витрата охолодної води 7200 м³/год., а її підігрів – 20^оС.

Задача 8.2.18. Ентальпія сухої насиченої пари дорівнює 2600 кДж/кг, а теплота пароутворення – 2230 кДж/кг. Міра сухості пари на виході з турбіни 0,9. Визначити показники роботи і витрату умовного палива в циклі Ренкіна, якщо розширення пари в турбіні здійснюється до п’ятидесятикратного зменшення густини, а потужність електрогенератора – 6 МВт.

Задача 8.2.19. Питома витрата умовного палива в циклі Ренкіна складає 0,34 кг/кВт·год. Визначити початкові параметри і витрату умовного палива, якщо витрата охолодної води становить 20000 т/год, її підігрів в конденсаторі–20 К, питома втрата теплоти в конденсаторі– 0,576 кВт·год, а температура конденсату – 30^оС.

Задача 8.2.20. Визначити внутрішній відносний ККД турбіни, витрати умовного палива і охолодної води в циклі Ренкіна з початковими параметрами: r_о = 16,666 кг/м³; t_о = 530^оС, якщо необоротні втрати в турбіні складають 150 кДж/кг, кінцевий тиск 0,06 бар, N_е = 12 МВт; h_ем = 0,96;

h_пг = 0,9; підігрів охолодної води – 18^оС.

Задача 8.2.21. Кінцеві параметри пари на виході з турбіни: х_к = 0,9; r_к=0,05, а початкова температура 450^оС. Пара розширюється в турбіні з показником політропи n=1,17. Визначити відносний внутрішній ККД турбіни, витрату умовного палива, якщо витрати охолодної води 10800 т/год., а її підігрів – 20^оС; h_ем = 0,97; h_пг = 0,91.

Задача 8.2.22. Кінцева міра сухості пари в турбіні 0,87, а теплота пароутворення –2384 кДж/кг. Визначити теплоту, яка витрачена на перегрів пари в парогенераторі, витрату умовного палива і охолодної води, якщо її підігрів 20 К, ентальпія сухої насиченої пари для кінцевого тиску – 2600 кДж/кг, питома витрата пари –3,6 кг/кВт·год. і загальна витрата пари – 36 кг/с.

Задача 8.2.23. Початкові параметри пари в циклі Ренкіна складають: t_о = 450^оС; r_о = 10 кг/м³. Визначити теплоту пароутворення в кінцевій точці, витрату умовного палива і охолодної води, якщо її підігрів 15^оС, потужність електрогенератора – 10 МВт, а витрата пари – 36 т/год.

Задача 8.2.24. В парогенераторі генерується суха насичена пара з тиском 1 МПа, яка виконує роботу в турбіні до стократного зменшення тиску. Визначити, як зміняться показники роботи циклу Ренкіна і витрата умовного палива, якщо здійснити перегрів пари на 200^оС, за умови

Р_к = const і D_о = 270 т/год = const.

Задача 8.2.25. Температура конденсації пари в циклі Ренкіна складає 33^оС, а витрата охолодної води та її підігрів 18000 т/год і 20^оС, відповідно. При цьоиу питома втрата теплоти дорівнює q_к = 0,545 кВт·год. Визначити початкові параметри пари перед турбіною, витрату умовного палива і пари, якщо питомі витрати умовного палива і пари складають 0,35 і 0,34 кг/кВт·год, відповідно.

Задача 8.2.26. Параметри пари в парогенераторі складають:

Р_о = 4 МПа; t_о = 480^оС. Визначити, до якого тиску треба дроселювати пару перед турбіною, щоб для кінцевого тиску за турбіною 5 кПа питома витрата умовного палива не перевищувала 0,3647 кг/кВт×год. Визначити також витрату пари, якщо потужність електрогенератора 6 МВт.

 

Задачі 8.2.27 – 8.2.68. Паротурбінна установка працює з проміжним перегрівом пари. В схемі ПТУ є один регенеративний підігрівник живильної води (рис.8.4). Підігрів охолодної води в конденсаторі турбіни прийняти рівним 17^оС. Визначити потужності живильного і циркуляційного насосів за умови, що перепад тиску в останньому дорівнює 0,4 МПа. Визначити також витрату умовного палива на ПТУ. Дані для розрахунків вибрати з табл.8.1 згідно з заданим варіантом.

Таблиця 8.1

Варіант	Показники
Ро, МПа	to оC	Рк, кПа	tк оC	хк	qк, кВт год	х1	Р1, бар	у1	tн1оC	q=tн1-tжв, оС	tжв оC	Рnn, бар	tnn оC	qnn, Квт год	Gов, тис т/год	Ne, МВт
							0,98	1,2							0,13
						0,585			0,28
					0,87
															0,133
								1,4							0,135
						0,59			0,29
						0,6									0,127
					0,88			1,3
						0,585			0,3						0,128
						0,595
								1,2							0,13
					0,87				0,32
							0,99								0,125	7,8
						0,585			0,3
															0,133	13,8
					0,87
							0,98	1,3							0,13	14,4

 

Продовження таблиці 8.1

						0,59			0,29
															0,127	10,8
					0,86			1,4							0,125
									0,28							7,2
						0,6		1,2							0,128
					0,87		0,99	1,5							0,126
									0,3
						0,58									0,127	14,8
								1,3
					0,88											16,2
						0,59			0,285
								1,4							0,13	11,36
					0,87				0,28
								1,3							0,128	13,6
							0,99									17,2
					0,88				0,29						0,127
						0,585									0,125	16,4
							0,98								0,128
								1,2								15,8
					0,87				0,285						0,127	17,6
						0,59	0,97								0,125
								1,4								18,4
						0,575			0,27						0,13