Расчет тепловой схемы конденсационной электростанции простейшего типа

1. Рассчитать тепловую схему и определить энергетические параметры конденсационной электростанции простейшего типа, показанную на рис. 1.

[pic 1]

Рис. 1. Схема простейшей  КЭС;

 ПГ – парогенератор; ПТ – паровая турбина; ЭГ – электрический генератор;

К – конденсатор; ПН – питательный насос

Расчетные данные: полезная электрическая мощность Wэ = 50000 кВт; давление и температура свежего пара р0 = 13 МПа, t0 = 550 °С; давление в конденсаторе pк = 4 кПа; внутренний относительный к.п.д. турбины ηoi = 0,87; электромеханический к.п.д. турбины ηэм = ηм·ηг = 0,98; к.п.д. транспорта
ηтр = 0,99;   к.п.д. парогенератора ηпг = 0,92; к.п.д. питательного насоса ηпн = 0,85. Давление воды после питательного насоса рпн = 1,2⋅р0.

Ответы: расход свежего пара на турбину D0 = 39,62 кг/с; удельный расход пара d0 = 2,85 кг/(кВт·ч); к.п.д. КЭС ηс = 34,3 %; расход условного топлива В = 4,96 кг/с (17,85 т/ч); удельный расход условного топлива
bэ = 0,357 кг.у.т./(кВт·ч).

Методика решения:  На h,s - диаграмме строится процесс расширения пара в турбине, как показано на рис. 2. Сперва наносится начальная точка 0, соответствующая состоянию пара перед турбиной с параметрами р0, t0. По диаграмме определяется начальная энтальпия пара h0, кДж/кг.

Находим, что начальная энтальпия h0=3470, кДж/кг

Идеальный процесс расширения пара протекает изоэнтропийно (при s = const), поэтому из точки 0 проводят вертикальную линию до пересечения с начальной изобарой hк.а=1995, кДж/кг (до давления в конденсаторе). Точку пересечения обозначим Ка, в этом состоянии пар имеет энтальпию hк.а, кДж/кг. Рассчитывается идеальное теплопадение пара в турбине, кДж/кг:

[pic 2]                 (1)

Реальный процесс расширения пара в турбине 0 → К происходит также от параметров р0, t0 до давления рк, только с увеличением энтропии s, в результате чего реальное теплопадение получается меньше идеального, и равно:[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

        [pic 9]                                   (2)

где ηoi − внутренний относительный к.п.д. турбины.

[pic 10]

Рис. 2. Процесс пара в турбине в h, s – диаграмме 

  Энтальпия пара на выходе из турбины равняется, кДж/кг:

[pic 11]                             (3)

На h,s - диаграмме находят точку К с параметрами рк, hк, которая отвечает фактическому состоянию пара на выходе из турбины. [pic 12][pic 13]

рк=0,04 бар, hк= 2182,4 кДж/кг.

Соединяют точки 0 и К: полученный отрезок приближенно характеризует реальный процесс расширения пара в турбине.