Искомая мощность привода компрессора

.

Пример 8. Парогазовая установка работает по следующей схеме (рис. 37): воздух из атмосферы (состояние 1) сжимается компрессором (состояние 2) и подается в топочное устройство высоконапорного парогенератора ВПГ, где сгорает топливо. Продукты сгорания сначала отдают часть своей теплоты нагретой до температуры кипения воде и водяному пару, циркулирующем в особом контуре, а затем направляются в газовую турбину ГТ (состояние 3), в которой изоэнтропно расширяясь, совершают полезную работу. Отработавшие газы (состояние 4) идут в газовый подогреватель ГП и нагревают в нем конденсат водяного пара до температуры кипения (состояние 9), после чего выбрасываются в атмосферу (состояние 1). Кипящая вода из подогревателя ГП направляется в парогенератор ВПГ, где испаряется и перегревается (состояние 5). Перегретый пар, отработав в турбине высокого давления ТВД (состояние 6), снова перегревается за счет теплоты топочных газов ВПГ (состояние 7),

а б

Рис. 4.5

Затем работает в турбине низкого давления ТНД (состояние 8) и конденсируется в конденсаторе К_р. Водяной цикл, таким образом, замыкается.

Рассчитайте термический КПД идеального бинарного парогазового цикла, если известны следующие параметры.

Газ: р₁ = 0,1 МПа; t₁ = 20 °С; t₃ = 800 °С; t_1’ = 120 °С; .

Вода и водяной пар: р₅ = 1,3 МПа; t₅ = 565 °С; р₆ = р₇ = 3,0 МПа; t₇ = 565 °С; р₈ = 30 гПа;

Найдите отношения этого КПД и КПД цикла Карно для максимальной и минимальной температур бинарного цикла.

Газ считать обладающими свойствами воздуха, теплоемкость газа с_р считать постоянной. Работой водяных насосов пренебречь.

Решение. Прежде всего определяем «недостающие» температуры в точках 2 и 4 газового цикла:

К;

К.

Из баланса теплоты в Гп определяем кратность газа по отношению к воде, т.е. количество газа, приходящегося на 1 кг воды. Тепловой баланс записывается в виде:

,

откуда

.

Здесь энтальпии h₉ и h_8’ кДж/кг, определены по таблицам [9] соответственно при р₅ = 13 МПа и р_8’ = 30 гПа.

Термический КПД бинарного цикла

Энтальпии воды из водяного пара h₅, h₇, h₉ определены по таблицам при заданных параметрах, а h₆, h₈ получены в результате расчета изоэнтропных процессов. Теплоемкость газа

кДж/(кг·К).

Коэффициент полезного действия цикла Карно

.

Отношение

Пример 9. В котельной установке при температуре окружающей среды t_о=25 ^оС вырабатывается пар с температурой t₂=550 ^оС. Температура продуктов сгорания в топке t₁=1727 ^оС (теплотворная способность топлива
кДж/кг).

Найти эксергию теплоты топочных газов, получаемого пара и эксергетический КПД.

Дата добавления: 2014-12-07