МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект

          

По дисциплине: Общая энергетика 

Тема: Расчёт тепловой парогазовой установки 
 
 
 
 
 
 
 
 

Энергетический  факультет

Специальность – 140211 (1004)                

Студентка 5 курса

Шифр:

Выполнил:

Проверил:  
 

Москва 2007 г

Задание.

     Рассчитать  упрощённую тепловую схему парогазовой  установки (рис.1) с высоконапорным  парогенератором. В установке  сжигается ставропольский газ. 

Исходные  данные

                                                                                                            Таблица 1

 

                                                                                                             Таблица 2

 

D_ne – расход пара после парозапорной задвижки ВПГ

G_в – расход воздуха через компрессор

π –  степень повышения давления в компрессоре

η^а_к – адиабатический КПД компрессора

η^в_т – Внутренний КПД газовой турбины

t_нв – температура наружного воздуха

t_гт –температура газов перед турбиной

Q_т – расход топлива из отбора на сетевой подогреватель

Р_ne – давление пара после парозапорной установки

Р1 –  давление отбора пара

Р2 –  давление отбора пара

Р3–  давление отбора пара

Р_к –давление в конденсаторе паровой турбины

t_ne – температура пара после парозапорной задвижки

η _oi – внутренней относительного КПД (части высокого давления паров турбины)

η _oi – внутренней относительного КПД (части низкого давления паров турбины)

     1. Изобразите совмещённый процесс  газовой и паровой ступеней  схемы в T*S-диаграмме и кратко опишите его. Рассчитайте и постройте процесс расширения пара в паровой турбине в h-S-диаграмме, пользуясь значениями внутренних относительных КПД частей турбины. Опишите достоинства и недостатки парогазовых установок.

     2. Произведите расчёт тепловой  схемы паровой части ТЭС и  определите мощности на клеммах генератора паровой турбины.

     3. Определите мощность, потребляемую  компрессором, и температуру воздуха  на выходе из компрессора.

     4. Определите мощность на клеммах  генератора газовой турбины и  температуру газов после турбины.

     5. Определите температуру подогрева воды в газовом подогревателе ГП-1.

     6. Определите температуру уходящих  газов (после ГП-2) и потери тепла  с уходящими газами q₂.

     7. Определите расход топлива в  топке парогенератора

     8. Вычислите КПД установки брутто. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Строим процесс расширения пара  в паровой турбине по h-S-диаграмме. На пересечении   изобары   и изотермы при начальных значениях давлений Р_ne  и

температуре t_ne находим точку 0 начала расширения пара в турбине и энтальпию в этой точке h_ne. Проводим вертикаль от найденной точки до пересечения с изобарой Р₁. Точка пересечения линий имеет энтальпию h_а1. 

Расчёт  процесса расширения пара в паровой  турбине в H–S–диаграмме

Пересечение  Р_ne =13,5 МПа и t_ne =510 ^ºС имеет энтальпию: h _ne = 3460 кДж/кг

Пересечение Р₁ = 0,15 МПа перпендикуляра от точки 0 имеет энтальпию:

h _а1 = 2790 кДж/кг

Находим теплоперепады от Р_ne до Р_1а:

H_{1 а}= h_ne– h_1а=3460 – 2770 =690 кДж/кг

Действительный  теплоперепад равен:

H_{1 д} = η _{oi ЧВД}× H_{1 а} =690×0,7=483 кДж/кг

Действительная  энтальпия пара в отборе при давлении Р₁=0,15 МПа равна:

h_{1 д}= h _ne–H_{1 д}=3460 – 483 = 2977 кДж/кг  

Находим теплоперепады от Р_ne до Р _2а:

H_{2 а}= h_ne– h_2а=3460 – 3030 =430 кДж/кг

Действительный  теплоперепад равен:

H_{2 д} = η _{oi ЧНД}× H_{2 а} =430×0,65=279,5 кДж/кг

Действительная  энтальпия при  расширении пара в  ЧНД    при  давлении Р₂=0,6 МПа равна:

h _{2 д}= h _ne–H_{2 д}=3460 – 279,5 = 3180,5 кДж/кг  

Находим теплоперепады от Р_ne до Р _3а:

H_{3 а}= h_ne– h_3а=3460 – 3260 =200 кДж/кг

Действительный  теплоперепад равен:

H_{3 д} = η _{oi ЧНД}× H_{3 а} =200×0,65=130 кДж/кг

Действительная  энтальпия при  расширении пара в  ЧНД  равна:

h _{3 д}= h _ne–H_{3 д}=3460 – 130 = 3330 кДж/кг 

Потери  давления в регулировочных клапанах теплофикационного отбора составляют 20%:

ΔР= Р₁×0,2

ΔР=0,15×0,2=0,03 МПа

Р_1ЧНД= Р₁– ΔР

Р_1ЧНД=0,015 – 0,03=0,12 МПа

Потеря  давления происходит в процессе дросселирования  пара при постоянной энтальпии, поэтому  из точки Р₁ с энтальпией h₁ проводим горизоталь до пересечения с изобарой Р_1ЧНД. Из точки пересечений проводим вертикаль до изобары Р_к и находим h_к:

Находим теплоперепады от Р_ne до Р _ка:

H_{к а}= h_ne– h_ка=3460 – 2210 =1250 кДж/кг

Действительный  теплоперепад равен:

H_{к д} = η _{oi ЧВД}× H_{к а} =1250×0,7=875 кДж/кг

Действительная  энтальпия при  давлении Р_к=0,0035 МПа равна:

h _{к д}= h _ne–H_{к д}=3460 – 875 = 2585 кДж/кг 

 

Составим  сводную таблицу  параметров пара в  основных точках процесса

 

    
 
 
 
 
 
 
 

     Переходим к расчёту тепловой схемы паровой части ТЭС.

     Составляем уравнения теплового  баланса для каждого подогревателя.  Предлагается рассмотреть элементы  тепловой схемы в следующей  последовательности: П1, П2, ГП-2, СП, ГП-1. При составлении уравнения теплового баланса для П1 и П3 принять недогрев питательной воды регенераторного подогревателя равным 3 – 5^ºС. Уравнения тепловых балансов составляются с подстановкой пара и воды в долях относительно D_ne:

Доля  воды после конденсатора: α_к=D_к/ D_ne

Доля  пара отборов: α₁=b₁/ D_ne ; α₂= D₂/ D_ne ; α₃= D₃/ D_ne      

Доля  питательной воды после деаэратора: α _q= D_q/ D_ne=1

Доля  пара на сетевой подогреватель: α _cn=D_q/ D_ne 

П–1 – регенеративный подогреватель питательной воды. Принимаем недогрев питательной воды 3^ºС. 

Р₁=0,15 МПа

t₁=255^ºС

h_1д=2977 кДж/кг 

Р_к=0,0035 МПа

t_нк=111,84 кДж/кг

t_к=75^ºС 

t_H1=467,08 кДж/кг

t_H1΄=111,35 ^ºС 

Р₂=0,6 МПа

h₁˝= t_H1 – 3^ºС×4,19 =467,08 – 3×4,19 =454,51 кДж/кг 
 

Составим  уравнение теплового  баланса:

α₁h_1д+ α_к t_нк =α_к h₁˝+ α₁t_H1

α₁(h_1д – t_H1) = α_к (h₁˝– t_нк)

α₁( 2977 – 467,08) = α_к (454,51  – 111,84)

α₁× 2509,92 = α_к×342,67  

α₁= α_к×0,136  

 

П – 2 деаэратор 

 

Р₂= 0,6 МПа

h_2д=3030 кДж/кг

t₂=300^ºС

t_H2= 670,5 кДж/кг

t_H1= 467,08 кДж/кг

t_H3=908,6 Дж/кг

t_сп=t_H1΄+30^ºС =111,35+30=141,35^ºС 

Составим  уравнение теплового  баланса:

1× t_H2= α_к h₁˝+ α_спh_гп2+ α₁ t_H1+ α₂h_2д+ α₃ t_H3

670,5= α_к×454,51 +α_сп×596,8+ α₁×467,08+ α₂×3030 + α₃×908,6 

Для    деаэратора   П2  кроме   уравнения    теплового     баланса   составляем

уравнение материального баланса:

α _к+ α ₁ +α ₂ +α₃ +α _сп=1

П-3–  регенеративный подогреватель питательной воды. Принимаем недогрев питательной воды 3^ºС.