Расчёт тепловых процессов паросиловой установки

 

 

 

 

Находим температуру  стенки:

 

 

Находим средний коэффициент  теплоотдачи:

 

 

Коэффициент теплопередачи k (Вт/(м²·К)) рассчитываем по формуле:

 

 

 

где – коэффициенты теплоотдачи, Вт/(м²·К); – диаметры трубы, м; – теплопроводность материала стенки, Вт/(м·К).

 

 

 

Находим плотность теплового  потока по формуле:

 

 

 

Находим температуру  стенки:

 

 

22,36 – 22,36=0 => разность  температур удовлетворяет условию

 Рассчитываем поверхность  теплообмена:

 

 

 

Выполним компановку:

 

Длина одной трубы:

 

где n_x– количество ходов по нагреваемому теплоносителю.

Диаметр корпуса:

 

 

 

 

  =>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Термический КПД цикла Ренкина и удельный расход пара

 

Расчёт термического КПД цикла, отвечающего работе паросиловой  установки с регенерацией тепла (рис. 1.1) , может быть выполнен при известных значениях давления пара в отборах.

 

3.1 Описание процессов цикла Ренкина

 

По описанной схеме  ПСУ (рис. 3.1) осуществляется теоретический цикл Ренкина, который изображён на рис.2.1. При изображении цикла принято считать, что вода абсолютно несжимаемая жидкость.

 

 

_{Рисунок 3.1 – Цикл Ренкина в координатах T-S}

 

 

 

 

 

 

 

На диаграммах рис. 3.1. отдельные процессы цикла Ренкина характеризуют:

 

1-2 – адиабатное расширение  пара в турбине с производством  полезной работы. Заканчиваться процесс расширением пара в турбине может как в области влажного пара ( точка 2).

2-3 – изобарно –  изотермическая конденсация пара  в конденсаторе при р₂=const и t_s2=const

3-4 – изохорное повышение  давления в питательном насосе  от давления в конденсаторе p₂ до давления в котле р₁. На диаграмме Т-S точки 3 и 4 совпадают.

4-5 – изобарный (р₁=const) нагрев воды до температуры кипения (t_s1). Этот _{процесс может заканчиваться полностью в экономайзере либо продолжаться в котле.}

5-6 – изобарно – изотермическое при p₁=const и t_s1=const кипение воды в _{котле с получением сухого насыщенного пара (точка 6).}

6-1 – изобарный   перегрев пара в перегревателе.

В цикле Ренкина теплота q₁ подводится в процессах : 4 -5, 5-6, и 6-1.

 

3.2 Построение цикла Ренкина

 

          Выполняем построение цикла Ренкина  в масштабе с использованием  координат T-S для водяного пара и конкретных значений параметров, взятых из таблиц водяного пара по [5].

Затем, используя заданные величины Р_пп=4,5 МПа, t_пп=400⁰С, Р₂=3,5 с помощью таблиц насыщенного пара строим изотермы 5 - 6 и 2 - 3, а также по известному значению энтропии перегретого пара и t_пп, фиксируем точку 1 и проводим адиабату 1-2.

Вид изобары 6-1 уточняем с помощью промежуточных точек в интервале температур Т₁ исоответствующих значений энтропии, взятых из таблиц перегретого пара.

В цикле Ренкина мы указываем процессы с подводом и отводом теплоты

 

Точка 3,4: ; ;

Точка : ; ;

Точка 5: ; ;

Точка 6: ; ;

 S,КДж/(кг К)

 

Рисунок 3.2 – Цикл Ренкина в координатах Т-S

 

3.3 Вычисление термического КПД и удельный расход пара

Значение энтальпии  перегретого пара и конденсата выбирают из таблиц водяного пара, энтальпию в конце адиабатного расширения находят при давлении с помощью диаграммы водяного пара:

;

Рассчитаем  энтальпию в конце адиабатного расширения:

;

;

;

 

;

 или 38,5%

 

        Удельный расход пара при осуществлении цикла Ренкина определяют по формуле:

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В процессе выполнения курсовой работы, связанной с тепловым  расчётом паросиловой установки, рассчитали процесс горения ( ) и тепловой баланс парогенератора, его КПД , часовой расход натурального и условного топлива.

Построили цикл Ренкина в T-S координатах. Определили площадь поверхности нагрева конденсатора .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

      1 Володин, В. И. Промышленная  теплоэнергетика: методические рекомендации  по курсовому проектированию  для студентов специальности 1-43 01 06 «Энергоэффективные технологии и энергетический менеджмент»/ В. И. Володин. - Минск, 2011.

      2 Панкратов, Г. П. Сборник задач по теплотехнике/ Г. П. Панкратов – М.: «Высшая школа», 1986.

3 Жлобич, А. В. Расчёт тепловых процессов паросиловой установки: методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплотехника»/ А. В. Жлобич. – Минск, 1991.

4 Эстеркин, Р. И. Котельные установки: Курсовое и дипломное проектирование/ Р. И. Эстеркин. – Л. : Энергоатомиздат, 1989.

5 Ривкин, С. Л. Теплофизические свойства воды и водяного пара/ С. Л. Ривкин – М. : Энергия, 1980.

6 Краснощёков, Е. А. Задачник по теплопередаче/ Е. А. Краснощеков – М. : Энергия, 1980.

7 Брдлик,  П. М. Теплотехника и теплоснабжение предприятий лесной и деревообрабатывающей промышленности/ П. М. Брдлик – М. : Лесная промышленность, 1988.