Розрахунок термічного коефіцієнта корисної дії регенеративного циклу паротурбінної установки (стр. 1 из 5)

Міністерство освіти і науки України

Тернопільський національний технічний університет ім. І.Пулюя

Електромеханічний факультет

Кафедра енергозбереження таенергетичного менеджменту

Курсова робота

з курсу

"Технічна термодинаміка"

На тему: Розрахунок термічного коефіцієнта корисної дії регенеративного циклу паротурбінної установки

Тернопіль 2010

Зміст

електроенергія паротурбінний регенеративний термічний

Реферат

Вступ

1. Теоретична частина

1.1 Цикли паротурбінних установок

1.2 Цикли Карно для водяної пари

1.3 Цикл Ренкіна

1.4 Вплив основних параметрів пари на термічний ККД

1.5 Регенеративний цикл паротурбінної установки

2. Розрахункова частина

2.1 Завдання

2.2 Розрахунок конкретної установки згідно варіанту

Висновок

Література

Календарний план

№ п/п	Назва етапів курсового проекту ( роботи )	Строк виконання етапів проекту (роботи)	Примітки
1	Теоретична частина:
а)	принципова схема та цикл Карно паросилової (паротурбінної) установки; графічне пояснення, розрахунок роботи насиченої водяної пари при розширенні в турбіні та роботи компресора; обґрунтування економічної невигідності (недоцільності) циклу
б)	принципова схема та зразковий (ідеальний, теоретичний) цикл Ренкіна паросилової установки, перевага насоса (помпи) порівняно з компресором; графічне пояснення, розрахунок термічного ККД, питомих роботи пари, витрат пари та теплоти; розрахунок дійсної (реальної) питомої роботи розширення пари;
в)	принципова схема регенеративного циклу Ренкіна паросилової установки; графічне пояснення, розрахунок часток пари у відборах, термічного ККД та питомої витрати пари; техніко-економічні преваги відносно звичайного (простого) циклу Ренкіна.
2.	Розрахункова частинаУ паротурбінній установці здійснюється регенеративний підігрів живильної води в двох змішувальних підігрівниках (рисунок). При вході в турбіну тиск пари , температура . Тиск пари в першому відборі , у другому , в конденсаторі . Визначити збільшення термічного ККД циклу порівняно з циклом Ренкіна.

Реферат

Дана курсова робота містить 2 розділи, 9 малюнків, 28 формул і 9 використаних першоджерел.

Метою курсової роботи є підвищення ефективності паротурбінних установок шляхом удосконалення внутрішньої регенерації теплоти відпрацьованих у паровій турбіні, розробка рекомендацій по створенню схем ПТУ, що мають максимальний ККД і забезпечують мінімальне забруднення навколишнього середовища.

КЛЮЧОВІ СЛОВА:

Парогенератор, пара, паротурбінна установка, регенеративний цикл, коефіцієнт корисної дії.

Вступ

В даний час переважна частина електроенергії виробляється на теплових електростанціях за допомогою паротурбінних установок з використанням водяної пари. Теплова паротурбінна електростанція (ТПЕС), теплова електростанція, на якій для приводу електричного генератора використовується парова турбіна (ПТ).Основне призначення ТПЕС, як і будь-якої електростанції, – виробництво електричної енергії.Необхідний для ПТ пар виробляється в парогенераторі. Використання пари з високими параметрами (тиском і температурою) збільшує питому роботу пари, зменшує витрату пари, тепло і палива, тобто збільшує ККД (коефіцієнт корисної дії) ТПЕС. Як живильна вода для парогенераторів використовують конденсат відпрацьованої в турбіні пари, пором регенеративних відборів турбіни, що підігрівається.Сучасні ТПЕС працюють по термодинамічному циклу, основою якого служить цикл Ренкіна водяної пари. Необхідний тиск пари забезпечується подачею в парогенератор відповідної кількості що підлягає перетворенню на пару води (за допомогою живильного насоса). Потрібна температура пари досягається його перегрівом в пароперегрівачі парогенератора; в той же час виробляється проміжний перегрів пари: пару з проміжного рівня турбіни відводять в котельну для повторного перегріву, а потім направляють в наступний рівень турбіни. Турбоагрегат і пором, що забезпечує його, парогенератор з їх допоміжним устаткуванням і трубопроводами пари і води утворюють енергоблок ТПЕС. Економічність енергозбереження електростанції характеризується величиною розрахункових питомих витрат на виробництво

електроенергії. Розрахункові питомі витрати визначаються одноразовими (за роки будівництва станції) капіталовкладеннями, а також щорічними витратами виробництва з моменту введення устаткування в експлуатацію і на ТПЕС.

1. Теоретична частина

1.1 Цикли паротурбінних установок

В даний час переважна частина електроенергії виробляється на теплових електростанціях за допомогою паротурбінних установок з використанням водяної пари. Принципова схема паротурбінної установки показана на рис. 1, її робота здійснюється наступним чином. При згорянні палива в точці парогенератора 1 утворюються газоподібні продукти згоряння, теплота яких передається потім воді і пару через металеву стінку труб.

Рис. 1. Принципіальна схема паротурбінної установки.

Вода підігрівається до кипіння і переходить в насичену пару, яка при русі через пароперегрівач 2 підсушується і перегрівається. Перегріта паранаправляться в парову турбіну 3, де її теплота переходить в механічну роботу обертання ротора турбіни. В електричному генераторі, що сидить на одному валу з турбіною, механічна робота переходить в електричну енергію. Після турбіни відпрацював пар з низьким тиском поступає в конденсатор 4, через який прокачується охолоджуюча вода. Тут пара віддає теплоту воді і конденсується. Конденсат відкачується насосом 5, знову подається в парогенератор і цикл повторюється.

1.2 Цикли Карно для водяної пари

На рис. 2 в координатах

– зображений теоретичний цикл Карно насиченої водяної пари.

Установка, що працює за циклом Карно, повинна складатися з парогенератора, парової турбіни, компресора й конденсатора. Ізобарно-ізотермічний процес

здійснюється в парогенераторі, в якому за рахунок підводиться тепла кипляча рідина стану переходить в суху насичену пару стану видання . Отримана пара по адіабати розширюється в турбіні і здійснює роботу, яка на діаграмі зображується пл. і визначається за формулою

(1)

Рис. 2. Цикл Карно для сухої насиченої пари

Відпрацьована пара надходить у конденсатор, де здійснюється часткова конденсація внаслідок віддачі теплоти охолоджуючої воді при постійних температурі і тиску по лінії

. Волога насичена пара стану надходить у компресор, стискується по адіабати і знову переходить в рідину стану , яка подається в парогенератор і цикл повторюється. Робота компресора на рис. 2 зображується заштрихованої пл. і визначається за рівнянням:

(2)

У сучасних паротурбінних установках тиск у конденсаторі підтримується в інтервалі

тому питома обсяг вологої пари поступає в компресор, у багато разів перевищує обсяг рідини. У зв'язку з цим компресор виходить громіздким і на нього витрачається велика кількість металу. Крім того, на стиск вологої пари витрачається надмірно велика робота, складова значну частину роботи, яку здійснюють порою в турбіні.

Розрахунки показують, що якщо паротурбінна установка буде працювати в межах від

в парогенераторі до в конденсаторі, то теоретична робота компресора складає близько роботи пари в турбіні. Практично внаслідок ряду втрат на привід компресора витрачається ще більша робота.

На підставі вищевикладеного здійснення циклу Карно в паротурбінних установках важко і економічно невигідно, тому на практиці він не застосовується.