Определение термического кпд установки

Приняв λ = 3,0 вычисляем термический КПД установки _т:

здесь = (i₁ – i_a) – адиабатная работа расширения 1 кг пара в ЦВД;

=(3538 – 3012)=526

= (i_б – i₁₇) – то же 1 кг пара в ЦНД до первого отбора;

=(3627 – 3309)=318

= (1 – α₁)∙(i₁₇ – i₁₈) – адиабатная работа расширения (1 – α₁) кг пара в ЦНД между первым и вторым отбором;

=(1 – 0,1158)∙(3309 –2759)=486,31

= (1 – α₁ – α₂)∙(i₁₈ – i₂) – то же (1 – α₁ – α₂) кг пара в ЦНД после второго отбора;

=(1 – 0,1158 – 0,08366)∙(2759 –2288)=377,054

= С_рmг∙(Т₁₅ – Т₁₆) – то же 1 кг газа в ГТ2;

Среднюю массовую теплоёмкость газа при постоянном давлении С_рmг вычисляем по формулам (6.3), (6.4), (5.8), взяв в качестве средней температуры Т_ср:

для l_aг – (Т₁₅ + Т₁₆) / 2, а для i₁₃ – Т₁₃ / 2.

+ R_г

= μ / μ_г

μ кДж/кмоль∙К

кДж/кг∙К

q₁ = (i₁ – i₁₀) – теплота, подведённая к 1 кг рабочего тела в процессе 1 – 10;

q₁=(3538 – 1572,8)=1965,2 кДж/кг

q₂ = (i_б – i_а) – то же к 1 кг пара в процессе вторичного перегрева;

q₂=(3627– 3012)=615кДж/кг

q₃ = (i₁₃ – i₁₂) – то же к 1 кг газа в ВПГ;

i₁₃ = ∙ t₁₃ – энтальпия газа на выходе ВПГ;

i₁₂ = ∙ t₁₂ – энтальпия воздуха на выходе ВПГ.

Среднюю массовую теплоёмкость воздуха при постоянном давлении вычисляем по формулам:

= + R_в (7.2)

= μ + / μ_в(7.3)

учитывая, что кажущаяся молекулярная масса воздуха μ_в = 28,9, а газовая постоянная R_в = 0,288 КДж/кг. Теплоёмкость μ вычисляемс помощью формулы (5.4) по средней температуре Т_ср = Т₁₂ / 2.

Т_ср=412,13/2=206,065 К

= + R_в

= μ / μ_в

μ = кДж/кмоль∙К

кДж/кг∙К

i₁₂ = кДж/кг

Определяем i₁₃:

Т_ср=1063/2=531,5 К

· = + R_г

· = μ / μ_г

μ кДж/кмоль∙К

кДж/кг∙К

i₁₃ = КДж/кг

Вычисляемq₃:

q₃ = i₁₃– i₁₂ =866,215–146,99 =719,225

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ РАБОЧИХ ТЕЛ И МОЩНОСТЕЙ

Расходы рабочих тел Д_г и Д₀, мощность паротурбинной и газотурбинной частей установки N_п и N_г определяются путём решения системы уравнений:

N_э = N_п + N_г, (8.1)

N_п = Д₀∙ _мп∙ _г∙( ), (8.2)

N_г = Д_г∙ _мг∙ _г∙ , (8.3)

Д_г = m∙Д₀, (8.4)

здесь = ∙ _оi1 – действительная работа расширения 1 кг пара в ЦВД;

кДж/кг

= (i_б – i_17д) - действительная работа расширения 1 кг пара в ЦНД до первого отбора;

кДж/кг

= (i_17д – i_18д) ∙ (1 – α₁) – действительная работа расширения (1 – α₁) кг пара в ЦНД между отборами;

= (i_18д – i_2д) ∙ (1 – α₁ – α₂) – действительная работа расширения (1 – α₁ – α₂) кг пара в ЦНД после второго отбора;

кДж/кг

= ∙(Т₁₅ – Т_16д) – действительная работа расширения 1 кг газа в ГТ2.

Теплоёмкость газа вычисляем по формулам (6.3), (6.4) и (5.8), взяв в качестве средней температуры Т_ср = (Т₁₅ + Т_16д) / 2.

= + R_г

= μ / μ_г

μ кДж/кмоль∙К

=23,609/29,51=0,8кДж/кг∙К

С_pmг =0,8+0,2817=1,0817кДж/кг∙К

кДж/кг

Переходим к решению системы уравнений:

N_э=N_п + N_г =

Д₀ =137,857 кг/с

Д_г =1,5851 137,857=218,52кг/с

N_п =

N_г =

N_г=0,137857 93,63=12,908 МВт

N_п=0,137857 1429,6838=197,09 МВт

Результат решения системы:

Д₀ =137,857кг/с N_г=197,09МВт

Д_г =218,52 кг/с N_п =12,908 МВт

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ТОПЛИВА

Массовый расход топлива В, кг/с, потребляемого установкой, определяем из уравнения теплового баланса ВПГ:

_впг ∙В∙Q_н = Д₀∙(q₁ + q_2д) + Д_г∙ q_3д , (9.1)

здесь q_2д = i_б –i_ад– действительная теплота, подведённая к 1 кг пара в процессе вторичного перегрева;

q_2д =3627–3080,38=546,62кДж/кг

q_3д= i₁₃ – i_12д – действительная теплота, подведённая к 1 кг газа в ВПГ;

i_12д = ∙ – действительная энтальпия воздуха на входе в ВПГ.

Теплоёмкость воздуха определяем по формулам (7.2), (7.3) и (5.4), взяв в качестве средней температуры Т_ср = Т_12д / 2.

= + R_в

= μ + / μ_в

μ кДж/кмоль∙К

кДж/кг∙К

i_12д =1,0583 156,895=166,042 кДж/кг

q_3д =866,215 –166,042= 700,173кДж/кг