Реферат по предмету "Технология"


Энергогенерирующая установка и ее технико-экономические показатели

Введение. Изменение в структуры баланса СССР открывает широкие возможности энергетического использования газообразного и жидкого топлива. Исключительная народнохозяйственная ценность этих видов топлива требует изыскания наиболее рациональных схем энергетических установок, причем многообразие потребителей и особенности экономических районов заведомо не позволяет ограничиться разработкой какой либо одной оптимальной схемы.
Наряду с обычными газотурбинными установками (ГТУ) и паросиловыми установками (ПСУ), найдет применение и установки комбинированные, рассчитанные на одновременное использование в качестве рабочих тел как пара, так и продуктов сгорания. Здесь прежде всего следует иметь в виду парогазовую схему с высоконапорным парогенератором, предложенную профессором А.Н. Ложкиным и разработанная под его руководством в Центральном котлотурбинном институте (ЦКТИ) имени И.И. Ползунова. Эта схема позволяет получить высокий КПД при ориентации на уже имеющиеся элементы оборудования. Однако схема парогазовой установки с высоконапорным парогенератором и ее модификации далеко не исчерпывает возможностей использования комбинированных паровых и газовых циклов энергетики. Наряду с установками, имеющими раздельные контуры потоков рабочих тел и предусматривающими наличие отдельных паровых и газовых турбин, известны установки контактного типа с непосредственным смещением пароводяного рабочего тела с продуктами сгорания. Такие установки рассматриваются за рубежом в качестве оптимального средства для снятия пиков электрической нагрузки. Работы, проведенные в Ленинградском политехническом институте имени М.И. Калинина, показали, что в ряде других случаев установки с подачей пара в проточную часть газовой турбины оказываются экономичнее не только обычных ГТУ, но и комбинированных установок с высоконапорными парогенераторами. Новые перспективы открывают комбинированные установки в области разработки рациональных систем теплоснабжения и утилизации связи с этим энергоресурсов.
1. Общая характеристика парогазовых установок (информационный обзор). Многообразие, а в ряде случаев и большая сложность схем комбинированных установок затрудняет их изучение и сопоставление. Однако можно убедиться в том, что многие схемы при их кажущихся различиях одинаковы по характеру осуществляемых рабочих процессов. Все комбинированные установки можно грубо разделить на три группы: 1. К первой группе присуще отсутствие контакта между продуктами сгорания и парожидкостным рабочим телом; каждый из рабочих агентов движется по самостоятельному контуру, и взаимодействие между ними осуществляется лишь в форме теплообмена в аппаратах поверхностного типа. Схемы этой группы могут быть отнесены к комбинированным парогазовым установкам с разделенными контурами рабочих тел. В установках такого рода в качестве парожидкостного рабочего тела в принципе может быть выбрано любое вещество. 2. Вторая группа отличается тем, что в ней в паровом цикле используется только отходящее тепло газового цикла. Поэтому данную схему правильно было бы называть бинарной газопаровой. 3. Третья группа характеризуется непосредственным контактом (смешением) продуктов сгорания и пароводяного рабочего тела. Соответствующие установки могут быть отнесены к группе газопаровых установок. Почти во всех установках этой группы преобладающая часть объединенного потока рабочего тела приходиться на газообразные продукты сгорания. Установки с впрыском воды в газовый тракт будем называть газопаровыми контактами.
2. Выбор схемы ПГУ и ее описание. Парогазовые установки (в англоязычном мире используется название combined-cycle power plant) — сравнительно новый тип генерирующих станций, работающих на газе или на жидком топливе. Принцип работы самой экономичной и распространенной классической схемы таков. Устройство состоит из двух блоков: газотурбинной (ГТУ) и паросиловой (ПС) установок. В ГТУ вращение вала турбины обеспечивается образовавшимися в результате сжигания природного газа, мазута или солярки продуктами горения — газами. Образовавшиеся в камере сгорания газотурбинной установки продукты горения вращают ротор турбины, а та, в свою очередь, крутит вал первого генератора. В первом, газотурбинном, цикле КПД редко превышает 38%. Отработавшие в ГТУ, но все еще сохраняющие высокую температуру продукты горения поступают в так называемый котел-утилизатор. Там они нагревают пар до температуры и давления (500 градусов по Цельсию и 80 атмосфер), достаточных для работы паровой турбины, к которой подсоединен еще один генератор. Во втором, паросиловом, цикле используется еще около 20% энергии сгоревшего топлива. В сумме КПД всей установки оказывается около 58%. Существуют и некоторые другие типы комбинированных ПГУ, но погоды в современной энергетике они не делают.
3. Цикл ПГУ в T-Sдиаграмме. Сравнивая цикл Ренкена для перегретого пара с циклом Карно взятым для такого же температурного интервала (Т5 – Т6) можно заметить, что заполнение верхней части этого интервала у цикла ПТУ не велико из-за относительно низкой температуры насыщения при которой идет парообразование в котле (парогенератор). Соответственно и термический КПД этого цикла значительно меньше чем у цикла Карно. Увеличить заполнение верхней части расположенного температурного интервала одновременно несколько расширив его за счет повышения верхнего температурного предела можно путем создания установки с двумя турбинами: газовой и паровой.
Т5 Рис. 1. Цикл ПГУ в T-S диаграмме. На рис. 1. наложены циклы ПСУ и ГТУ, где рабочими телами являются соответственно водяной пар и продукты сгорания топлива 1-2-3-4-1 – газовый цикл, а 5-6-7-8-9-10-5 – паровой.
4. Термодинамический расчет цикла газотурбинной установки. Для удобства расчетов примем индексацию точек для всех установок одинаковой. Точка 1. Точка 4. Точка 3.
Точка 2. Количество теплоты подведенного к 1 кг рабочего тела в ГТУ:
По молекулярно-кинетической теории: i – число степеней свободы молекул. Для двухатомного газа (воздух) i = 5 Количество теплоты отведенной от 1 кг рабочего тела ГТУ: Рассчитаем термический КПД цикла ГТУ: Абсолютный электрический КПД цикла ГТУ: Работа цикла ГТУ:
5. Расчет цикла паротурбинной установки. Построим процесс расширения пара в турбине с двумя регенеративными отборами в H-S диаграмме:
h6
hотб2
hотб1 Рис. 2. Расширение пара в турбине. ПГУ имеет 2 регенеративных отбора, давление пара в отборах: Термический КПД регенеративного цикла с двумя отборами: где α1 и α2 – доля пара в соответствующем отборе, определяется из уравнения теплового баланса регенеративного подогревателя (принимаем смесительные подогреватели). где hотб1 и hотб2 – энтальпия пара в первом и втором отборах соответственно; h’отб1 и h’отб2 – энтальпия конденсата при давлении пара и второго отбора соответственно; h’6 – энтальпия конденсата при конечном давлении пара. По таблице состояния насыщенного водяного пара при Ротб1=2,3МПа, Ротб2=280кПа и Ротр=3,5кПа(Ротб1=23бар, Ротб2=2,8бар и Ротр=0,035бар) находим h’отб1=941,5кДж/кг, h’отб2=551,4кДж/кг и h’6=111,86кДж/кг.
6. Определение технико-экономических показателей ПТУ. Абсолютный электрический КПД цикла ПТУ: Удельный расход пара: Удельный расход пара реальной ПТУ: Расход пара паровой турбиной: Расход натурального топлива (природного газа) парогенератора для выработки найденного расхода пара; (h5-h11) – количество теплоты для подогрева 1 кг воды до состояния h5; h11в – энтальпия питательной воды на цикле точка 11 (h11в=h’отб1=941,5кДж/кг): Удельный (на 1 кВтч выработанной электроэнергии) расход натурального топлива: Удельный расход натурального топлива:
7. Расчет цикла ПГУ. Принимаем параметры работы соответствующих турбин ПГУ такими же, как в ГТУ и ПТУ (по заданию). Регенеративный подогрев питательной воды в ПГУ осуществляется (согласно заданию) в поверхностном теплообменнике за счет теплоты выхлопных газов газовой турбины. Составим уравнение теплового баланса регенеративного подогревателя: Gг, Gп.в – расход газов и питательной воды. Заданную электрическую мощность парового турбогенератора NП=NПТУ=40МВт в установке с регенерацией выхлопными газами можно обеспечить меньшим расходом пара. В уравнение теплового баланса , где t4 и t10 – температура выхлопных газов до и после регенеративного подогревателя, а h8 и h11 – энтальпия питательной воды до и после регенеративного подогревателя. h8=h’6=111,86 кДж/кгК, а h11=h’отб1=941,5 кДж/кгК, cp=1,005 кДж/кгК. Расход газов через регенеративный подогреватель: Электрическая мощность газогенератора (одинаковая для ГТУ и ПГУ):
8. Определение электрической мощности ГТУ и ее технико-экономические показатели. Использование выхлопа газовой турбины на подогрев питательной воды не влияет на характеристики цикла ГТУ. Расход натурального топлива (природного газа) в камере сгорания: Расход условного топлива: На 1 кВтч выработанной электроэнергии расход натурального топлива: Удельный расход условного топлива: Электрическая мощность газогенератора (одинаковая для ГТУ и ПГУ):
9. Технико-экономические характеристики ПГУ. Термический КПД парогазового цикла: Абсолютный электрический КПД ПГУ:
Расход натурального топлива в парогенераторе для выработки DПГУ=247,2*103 кг/с пара в котельном агрегате будет: Общий расход натурального топлива на ПГУ:
Общий расход условного топлива на ПГУ: Общая электрическая мощность ПГУ: Удельный (на 1 кВтч выработанной электроэнергии) расход натурального топлива на ПГУ: Удельный расход условного топлива:
10. Сводная таблица и анализ результатов расчета по трем видам энергогенерирующих установок. Таблица 1.
Параметры энергогенерирующих установок.
Параметры
ГТУ
ПТУ
ПГУ Мощность, N МВт
47,718
80
127,718 Расход натурального топлива, В м3/ч
14040
18700
33000 Расход условного топлива, В т/ч
17,28
23,1
40,7 Удельный расход натурального топлива, в м3/кВтч
0,3
0,23
0,26 Удельный расход условного топлива, в кг/кВтч
0,36
0,29
0,32 Электрический КПД, ηэ
0,35
0,38
0,47 Термический КПД, ηt
0,44
0,47
0,58 Из проведенного анализа энергогенерирующих установок видно, что наивысшую мощность имеет объединенная парогазовая установка 127,718МВт, а также расходы топлива. Уменьшение расходов происходит из-за более рационального использования топлива. КПД объединенной установки самый большой, а наименьший у газотурбинной установки. Из этого следует, что применение парогазовых установок более выгодно.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Подготовка к самостоятельной деятельности педагога
Реферат Ресурсосберегающие технологии и ресурсы
Реферат Race And Ethnicity In America Essay Research
Реферат Место и роль государственного управления строительством и жилищно-коммунальным хозяйством в системе органов государственной исполнительной власти Российской Федерации
Реферат Характеристика элементов водного налога
Реферат Боевая служба роты полка оперативного назначения ВВ МВД России по охране общественного порядка и обеспечение общественной безопасности при стихийных бедствиях
Реферат Задачи анализа финансового состояния предприятия на примере ОАО "Клинский Машзавод"
Реферат Ответы по финансам
Реферат Военные науки
Реферат IMAGERY Essay Research Paper The term imagery
Реферат Slavery In Us Essay Research Paper
Реферат Julius CaesarCitizen Of Rome Essay Research Paper
Реферат Отчет по практике 10
Реферат Imperialism Essay Research Paper Published in McClure
Реферат Экстремальная медицина (Правила поведения и действия населения в очагах поражения)