Как найти расход пара в конденсатор

выходе регулирующей ступени

,  кДж/кг.      (6)

10.Для получения теплоперепада выбираем
в зависимости от конфигурации и геометрии проточной части одно или
двух-венечную регулирующую ступень.

11.Выбираем (или строим самостоятельно) геометрию проточной
части турбины (цилиндра).

1.2.    Определение ориентировочного расхода пара.

Расход пара через турбину по отсекам определяется следующим
образом :

         (7)

Тепловой расчёт проточной части турбины производим на её
экономическую (расчётную) мощность.

Принимаем ,

Ориентировочный расход пара (без утечек через концевые
уплотнения)

 , кг/с          (8)

– расчётная мощность
турбогенератора.

Для агрегатов средней мощности  ( – максимально длительная мощность);

 – внутренняя работа пара в
турбине, согласно тепловой схеме;

– относительный расход пара из
отбора на регенеративный подогреватель (=0 – 1);

– расход пара из отбора турбины;

h₀ – распологаемый
тепловой перепад турбины, определяемый по начальным параметрам Р₀, t₀ и конечному давлению Р_к;

 – внутренний относительный КПД
турбины.

 – механический КПД турбины.

 – КПД электрического генератора.

На вычесленный по уравнению (8) расход пара и производится
расчёт турбины. Расход пара подлежит уточнению по результатам подробного
расчёта. Погрешность расчёта расхода пара не должна превышать 2%.

 Ориентировочный расход пара через турбину при чисто
конденсационном режиме

 ,кг/с              (9)

3.Расчёт
конденсатора к блоку К 50-90.

Степень сухости : х=0,92

Коэффициент отбора: К_отб=0,22

Коэффициент недовыработки: К_Н=0,5

Расход пара через клапана: G_П=55,6
кг/с=200 т/ч

3.1.1. Расход пара в конденсатор.

(1-0,22) 55,5= 43,37 кг/с

3.1.2 На один выхлоп

=21,685

Проектируется одно-ходовой конденсатор с кратностью
охлаждения m=65, тогда при заданной t
на входе в конденсатор t_ОХЛ.В=10 ⁰С

 ^оС

где:

^оС – недогрев

 ^оС – температура
недогрева

По таблицам воды и водяного пара находим:

Р_К =0,0336 бар

H_К  = 2546,8 кДж/кг

= 104,77 кДж/кг

3.1.3 Расход охлаждающей воды.

 кг/с

3.1.4. Выбираем размеры латунных трубок конденсатора

 – в

Примем скорость движения воды в трубках  = 2 м/с

3.1.5 Определяем Re.

режим течения развитый турбулентный

Формула конвективного теплообмена

3.1.6.Определяем коэффициент теплоотдачи на внутренней
трубке конденсатора.

  Вт/(м²К)

3.1.7.Определяем коэффициент теплоотдачи при конденсации
пара на поверхности.

Д=d_Н=0,025 м – диаметр
трубки

=t₅
– t_C , где  ⁰С

25 – 21 = 4

  Вт/(м²К)

3.1.8. Коэффициент теплопередачи в конденсаторе может быть
определён без учёта цилиндричности стенки  трубки, т.к.  толщина стенки трубки
мала по отошению к диаметру трубки.

  Вт/(м²К)

3.1.9. Примем коэффициент загрязнения  = 0,82, тогда

 Вт/(м²К)

3.1.10. Полученный результат можно проверить по формуле
Л.Д.Бермана.

а = 0,82 – коэффициент загрязнения.

Ф₁ = 1 – коэффициент, учитывающий влияние паровой
нагрузки конденсатора.

Ф₂ – коэффициент учитывающий число ходов.

где:  z = 1 – число ходов.

  Вт/(м²К)

Окончательно примем среднее значение.

  Вт/(м²К)

3.1.11. Поверхность охлаждения конденсатора

 м²

 ⁰С

3.1.12.Число охлаждающих трубок конденсатора.

z – число ходов

3.1.13. Активная длинна трубок.

м

3.1.14. Диаметр трубной доски.

 м

где:

      t = 0,034 м – шаг трубок

      = 0,68 – коэффициент
загрязнения трубной доски

3.2.Гидравлический расчёт конденсатора.

3.2.1. Величина парового сопротивления.

 мм.вод.ст.

где:

       – коэффициент
учитывающий условия на входе пара в конденсатор.

        – объём пара на входе в
конденсатор.

        м³/кг

 мм.рт.ст.

 бар

3.2.2. Гидравлическое сопротивление конденсатора.

 м.вод.ст = 13,41 м

где:

      h₁ – гидравлическое
сопротивление трубок.

       м. вод.ст.

      h₂ – гидравлическое
сопротивление на входе в трубную решётку.

       м.вод.ст.

      h₃ – сопротивление
во входном и выходном патрубке

 м. вод .ст.

Расход
(кг/с) охлаждающей воды для конденсатора
определяется из теплового баланса
конденсатора

, (3.47)

где
D_к
— расход конденсируемого пара, кг/с; i_к
—
энтальпия пара в конденсаторе, кДж/кг;
i
—
энтальпия конденсата, кДж/ с_в
— теплоемкость охлаждающей воды,
кДж/(кг·К); t
и t

— температуры охлаждающей воды на
выходе из конденсатора и на входе в
него, °С.

Кратность охлаждения
(кг/кг) для конденсатора

. (3.48)

Количество
теплоты (кДж/с), отдаваемое конденсирующим
паром в конденсаторе в течение секунды:

Q=D_к(i_к–i). (3.49)

Количество
теплоты (кДж/с), воспринимаемое охлаждающей
водой в конденсаторе в течение секунды:

Q=W(t–t)c_в. (3.50)

Поверхность
(м²)
охлаждения конденсатора определяется
уравнения теплопередачи

F_к=Q/(кΔt_ср), (3.51)

где к
—
коэффициент теплопередачи, кВт/(м²·К);
Δt_ср
—
средний температурный напор в
конденсаторе, °С, определяемый по формуле

Δt_ср=t_нп-(t+t)/2, (3.52)

где
t_нп
— температура насыщенного пара, °С.

Задача
3.71.
Определить расход охлаждающей воды для
конденсатора паровой турбины, если
расход конденсирующего пара D_к=16,8
кг/с, энтальпия пара в конденсаторе
i_к=2300
кДж/кг, давление
пара в конденсаторе р_к=3,510³
Па,
температура охлаждающей воды на входе
в конденсатор t=10°С,
а температура выходящей воды на 5°С ниже
температуры насыщенного пара в
конденсаторе.

Ответ:
W=1010
кг/с.

Задача
3.72. Определить
расход охлаждающей воды и кратность
охлаждения для конденсатора паровой
турбины, если расход конденсирующего
пара D_к=10
кг/с, энтальпия пара в конденсаторе
i_к=2360
кДж/кг, давление пара в конденсате
р_к=3,510³
Па,
температура охлаждающей воды на входе
в конденсатор t=13°C,
а
температура выходящей воды на 4°С ни
температуры насыщенного пара в
конденсаторе.

Решение:
Температуру насыщенного пара при давлен
р_к=3,510³
Па определяем по табл. 2 (см. Приложение):
t_нп=26,7°С.

Температура
охлаждающей воды на выходе из конденсатора

t=t_нп-4=26,7-4=22,7°С.

Энтальпию
конденсата при давлении р_к=3,510³
Па
находим также по табл. 2 (см. Приложение):
i=111,8
кДж/кг.

Расход
охлаждающей воды для конденсатора
определяем по формуле (3.47):

=553
кг/с.

Кратность
охлаждения для конденсатора, по формуле
(3.48),

т=W/D_к=553/10=55,3
кг/кг.

Задача
3.73.
Определить кратность охлаждения для
конденсатора паровой турбины, если пар
поступает в конденсатор при
давлении
р_к=3,510³
Па
со степенью сухости х=0,91.
Температура охлаждающей воды на входе
в конденсатор t=11°C,
а температура выходящей воды на 5°С ниже
температуры насыщенного пара в
конденсаторе.

Ответ:
т=49,6
кг/кг.

Задача
3.74.
Конденсационная турбина с одним
промежуточным отбором пара при давлении
р_п=0,4
МПа работает при начальных параметрах
пара р₀=4
МПа,
t₀=425°С
и давлении пара в конденсаторе р_к=3,510³
Па.
Определить расход охлаждающей воды и
кратность охлаждения для конденсатора
паровой турбины, если расход конденсирующего
пара D_к=6,5
кг/c,
температура охлаждающей воды на входе
в конденсатор t=10°C,
температура
выходящей воды на 5°С ниже температуры
насыщенного пара в конденсаторе и
относительные внутренние кпд части
высокого давления и части низкого
давления η=η=0,8.

Решение:
Энтальпию пара i₀
находим по is-диаграмме
(рис. 3.16): i₀=3280
кДж/кг.

Энтальпии
пара i_па
и i_ка
определяем,
построив на
is-диаграмме
процесс адиабатного расшире­ния пара
от начального его состояния до конечного:
i_па=2725
кДж/кг; i_ка=2130
кДж/кг.

Энтальпию
пара, поступающего из отбора, определяем
по формуле (3.42):

i_п=i₀-(i₀–i_па)η=3280-(3280-2725)0,8=2836
кДж/кг.

Энтальпия пара в
конденсаторе, по формуле (3.43),

i_к=i_п-(i_п–i_ка)η=2836-(2836-2130)0,8=2271
кДж/кг.

Энтальпию
конденсата и температуру насыщенного
пара при давлении р_к=3,510³
Па
находим по табл. 2 (см. Приложение):

i=111,8
кДж/кг; t_нп=26,7°С.
Температура охлаждающей воды на выходе
из конденсатора

t=t_нп-5=
26,7- 5=21,7°С.

Расход охлаждающей
воды для конденсатора определяем по
формуле (3.47):

=286,4
кг/с.

Кратность охлаждения
для конденсатора, по формуле (3.48),

т=W/D_к=286,4/6,5=44
кг/кг.

Задача
3.75.
Конденсационная турбина с одним
промежуточ­ным отбором пара при
давлении р_п=0,4
МПа
работает при начальных параметрах пара
р₀=3
МПа, t₀=380°C
и давлении пара в конденсаторе р_к=4·10³
Па. Определить расход охлажда­ющей
воды и кратность охлаждения для
конденсатора паровой турбины, если
расход конденсирующего пара D_к=8,5
кг/с, тем­пература охлаждающей воды
на входе в конденсатор t=11°C,
температура
воды на выходе из конденсатора t=21°C;
отно­сительный внутренний кпд части
высокого давления η_oi=0,74
и относительный внутренний кпд части
низкого давления η=0,76.

Ответ:
W=444,5
кг/с;
т
=
52,3 кг/кг.

Задача
3.76.
Конденсационная турбина работает при
началь­ных параметрах пара р₀=3,5
МПа,
t₀=435°C
и давлении пара в конденсаторе р_к=4·10³
Па. Определить количество теплоты
отдаваемое конденсирующимся паром в
конденсаторе турбины, если расход
конденсирующего пара D_к=12
кг/с и относительный внутренний кпд
турбины η_oi=0,76.

Ответ:
Q
=
27 348
кДж/с.

Задача
3.77.
Определить количество теплоты,
воспринимаемое охлаждающей водой в
конденсаторе паровой турбины, если
расход конденсирующего пара D_к=8,5
кг/с, кратность охлаждения m=54
кг/кг, давление пара в конденсаторе
р_к=3·10³
Па, температура охлаждающей воды на
входе в конденсатор t=12°С
и температура выходящей воды на 4°С ниже
температуры насыщенного пара в
конденсаторе.

Ответ:
Q
=
15 386 кДж/с.

Задача
3.78.
Для
паровой турбины с эффективной мощностью
N_e=2600
кВт и удельным расходом пара d_e=6,5
кг/(кВ·ч) определить количество теплоты,
воспринимаемое охлаждающей водой в
конденсаторе турбины, если кратность
охлаждения т=55
кг/кг, температура охлаждающей воды на
входе в конденсатор t=10,5°C
и температура воды на выходе из
конденсатора t=21°С.

Ответ:
Q=11374
кДж/с.

Задача
3.79.
Для
паровой турбины с эффективной мощностью
N_e=2000
кВт и удельным расходом пара d_e=5,5
кг/(кВ·ч) определить поверхность
охлаждения конденсатора турбины, если
энтальпия пара в конденсаторе i_к=2350
кДж/кг, давление пара в конденсаторе
р_к=5·10³
Па,
коэффициент теплопередачи к=3,9
кВт/(м²·К)
и средний температурный напор в
конденсаторе Δt_ср=10°С.

Ответ:
F_к=173,3
м².

Задача
3.80. Конденсационная
турбина с эффективной мощностью N_е=5000
кВт и удельным расходом пара d_e=5,8
кг/(кВт·ч) работает при начальных
параметрах р₀=3,5МПа,
t₀=435°С
и давлении пара в конденсаторе р_к=4·10³
Па.
Определить поверхность охлаждения
конденсатора турбины, если температура
охлаждающей воды на входе в конденсатор
t=14°C,
температура воды на выходе из конденсатора
t=24°С,
коэффициент теплопередачи к=4
кВт/(м²·К)
и относительный внутренний кпд турбины
η_oi=0,75.

Решение:
Расход конденсирующего пара
определяем формулы (3.40):

D=D_к=d_eN_e/3600=5,85000/3600=8,06
кг/с.

Энтальпию
пара i₀
определяем
по is-диаграмме
(рис. 3.17):

i₀=3320
кДж/кг.

Энтальпию
пара i_ка
находим, построив процесс адиабатного
расширения пара на is–диаграмме:
i_ка=2120
кДж/кг.

Энтальпия
пара в конденсаторе

i_к=i₀-(i₀–i_к)η_oi=3320-(3320-2120)0,75=2420
кДж/кг.

Энтальпию
конденсата при давлении р_к=410³
Па находим из табл. 2 (см. Приложение):
i=121
кДж/кг.

Количество
теплоты, отдаваемое конденсирующим
паром и конденсаторе в течение секунды,
по формуле (3.49),

Q=D_к(i_к–i)=8,06(2420-121)=18530
кДж/с.

Температуру
насыщенного пара при давлении р_к=410³
Па находим по табл. 2 (см. Приложение):
t_нn=29°C.

Средний
температурный напор в конденсаторе, по
формуле (3.52),

Δt_ср=t_нп-(t+t)/2=29-(14+24)/2=10°С.

Поверхность
охлаждения конденсатора, по формуле
(3.51),

F_к=Q/(kΔt_ср)=18530/(410)=463,2
м².

Задача
3.81.
Определить
поверхность охлаждения конденсатора
турбины, если расход охлаждающей воды
для конденсатора W=450
кг/с, кратность охлаждения т=55кг/кг,
энтальпия пара в конденсаторе i_к=2400
кДж/кг, давление пара в конденсаторе
р_к=410³
Па, температура охлаждающей воды на
входе в конденсатор t=12°C,
температура воды на выходе из конденсатора
t=22°С
и коэффициент теплопередачи к=3,7
кВт/(м²К).

Ответ:
F_к=420,9
м².

Задача
3.82.
Определить
средний температурный напор в конденсаторе
турбины, если расход конденсирующего
пара D_к=7,6
кг/с, энтальпия пара в конденсаторе

i_к=2330
кДж/кг, давление пара в конденсаторе
р_к=3,510³
Па,
поверхность охлаждения конденсатора
F_к=410
м²
и
коэффициент теплопередачи к=3,65
кВт/(м²К).

Ответ:
Δt_ср=11,5°С.

Задача
3.83.
Определить
средний и температурный напор в
конденсаторе турбины, если расход
конденсирующего пара D_к=7,8
кг/с, кратность охла­ждения т=55
кг/кг, давление пара в к конденсаторе
р_к=410³
Па, температура охлаждающей воды на
входе в конденсатор t=12°C,
температура выхо­дящей воды на 6°С
ниже температуры насыщенного пара в
конденсаторе, поверхность охлаждения
конденсатора F_к=430
м²
и коэффициент теплопере­дачи к=4
кВт/(м²К).

Ответ:
Δt_ср=11,5°С.

---

Подборка по базе: 4_Информатика_8 класс_Трассировка алгоритма_Методические указани, 6-7 Типы алгоритмов.docx, Лабораторная работа №4. Алгоритмы встраивания скрытой информации, 2.4 1 Алгоритм действий по выполнению самостоятельной работы.doc, +Урок 26. Программирование линейных алгоритмов.docx, Математическая логика и теория алгоритмов КР 2 в 8.docx, программирование линейных алгоритмов на пайтоне.ppt, 1. Алгоритмы на графах.docx, Тема 2.3 Схемы и алгоритмы анализа ошибок, использование баз зна, Презентация по информатике на тему _Задачи на линейные алгоритмы

---

Алгоритм расчета конденсатора паровой турбины

Исходные данные:

Расход пара в конденсатор кг/с.

Расход пара в конденсатор из других источников кг/c.

Давление в конденсаторе кПа.

Число ходов охлаждающей воды в конденсаторе

Температура охлаждающей воды перед конденсатором

Количество конденсируемого пара , кг/c

Средняя энтальпия конденсируемого пара, кДж/кг

Температура конденсата при выходе из конденсатора (для конденсатора регенеративного типа), °С

где – температура насыщения при давлении в конденсаторе (выбираем из таблицы «Вода и водяной пар на линии насыщения» по давлению в конденсаторе); – температура переохлаждения конденсата, принимают из диапазона = 0 – 1,5 ⁰С.

Энтальпия конденсата, кДж/кг

где с

_в = 4,19 кДж/(кг‧К) – удельная теплоёмкость воды.

Количество теплоты, отданное конденсирующимся паром охлаждающей воде, кВт

Нагрев охлаждающей воды в конденсаторе рекомендуется принимать в первом приближении в зависимости от числа ходов охлаждающей воды, °С

⁰С

Расход охлаждающей воды, м³/c

где – теплоемкость охлаждающей воды ; – плотность охлаждающей воды, (выбираем по средней температуре охлаждающей воды).

Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор, °С

(из исходных данных).

Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора, °С

Площадь сечения одной трубки для прохода воды, м²

где – внутренний диаметр трубки конденсатора, м; в конденсаторах мощных стационарных турбин применяются трубки диаметром 28/26 и 30/28 мм.

Средняя скорость охлаждающей воды в трубках принимается в первом приближении из диапазона

Количество трубок конденсатора

Эквивалентный диаметр трубной доски, м

где – минимальный шаг, м; – коэффициент заполнения трубной доски, для двухходовых конденсаторов, как правило, составляет 0,5 – 0,7.

где – внешний диаметр трубки конденсатора, м.

Рабочая длина трубок, м

где – относительная длина трубок (для стационарных конденсаторов =1,5…2,5).

Средняя логарифмическая разность температур, °С

Поверхность охлаждения конденсатора, м²

Проектный коэффициент теплопередачи от пара к воде,

Удельная паровая нагрузка конденсатора,

Коэффициент теплопередачи от пара к воде для условий рассчитываемого конденсатора,

где – коэффициент, учитывающий влияние загрязнения поверхности (принимаем 0,85); – поправочный множитель на диаметр трубок конденсатора (принимаем 0,96); – поправочный множитель на температуру охлаждающей воды при входе в конденсатор.

Отношение коэффициентов теплопередачи

Условие сходимости теплового расчета

Внутренний диаметр парового корпуса, м

Количество отсасываемого сухого воздуха, кг/ч

где N – мощность турбины, МВт.

Абсолютное давление паровоздушной смеси близ места ее отсоса, кПа

где – паровое сопротивление конденсатора, кПа; принимаем из диапазона Δp_к = 0,27 – 0,45 кПа.

Температура отсасываемой паровоздушной смеси, °С

Парциальное давление пара в паровоздушной смеси, кПа

Парциальное давление газов в паровоздушной смеси, кПа

Количество отсасываемой паровоздушной смеси, кг/ч

Объемный расход отсасываемой паровоздушной смеси, м³/ч

Диаметр патрубков для отсоса паровоздушной смеси, м

где – количество патрубков для отсоса смеси (принимаем 2); – скорость смеси в патрубке, принимаем ≤ 15 м/с.

Диаметр патрубка для отвода конденсата, м

где = 0,5 – скорость конденсата в патрубке, м/c.

Диаметр патрубка циркуляционной воды на водяной крышке, м

где – скорость циркуляционной воды, принимаем 2,5 м/с.

Средняя температура охлаждающей воды в конденсаторе, °С

Коэффициент, учитывающий влияние средней температура и скорости воды, рассчитывается по аппроксимационной формуле

Гидравлическое сопротивление конденсатора, Па

Мощность, необходимая для привода циркуляционного насоса охлаждающей воды, кПа

где – КПД циркуляционного насоса (принимаем из диапазона 0,78 – 0,83).