2 Определение потоков пара и воды в элементах тепловой схемы

Дата: 2025-05-25; Просмотры: 3
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

2.1 Определение параметров нагреваемой среды

Параметры нагреваемой среды представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Параметры нагреваемой среды

точка Р, МПа t, °С i, кДж/кг
А PA= PK = 0,006 tА= tК = tSPк = 36 151
B PВ= PА + ΔPкн1 – ΔPвс кн1 -ΔPтр*1/n=0,006+0,7 – 0,1-0,15/12 = 0,596 tB= tA+ ΔtКН1= 36 + 2=38 159
C PС= PВ – ΔPКО – ΔPТР*1/n= 0,596 – 0,4 –*0,015/12 = 0,186 tC= 38 159
D PD= PC– ΔPОЭ – ΔPТР*1/n = 0,186– 0,06 – 0,15/12 = 0,116 tD = tC+ ΔtОЭ = 38 + 4 = 42 175
E PЕ = PD – ΔPЭУ – ΔPТР+ΔPвскн2 = 0,116 – 0,06 – 0,15/12+0,1 = 0,046 tЕ = tD+ ΔtЭУ = 42 + 4 = 46 192
F PF= PЕ – ΔPвскн2 – ΔPТР*1/n+ΔPкн2 = 0,046+1,3– 0,15/12 – 0,1 = 1,24 tF = tE + ΔtКН2= 46 + 2 = 48 201
G PG = PF- ΔPПНД1– ΔPТР*1/n = 1,23– 0,08-0,15/12 = 1,14 tG = tF + ΔtПНД1 = 48+ 21,16 = 69,16 288,8  
H PH = PG – ΔPПНД2 – ΔPТР*1/n = 1,14– 0,08 – 0,15/12 = 1,05 tH = tG + ΔtПНД2= 69,16 + 21,16 = 90,32 376,9
H’ PH’ = PH= 1,05
L PL = PH’ – ΔPПНД3 – ΔPТР*1/n’= 1,05-0,08-0,01=0,96 tL = 110,2 461,3
L’ PL’ = 0,96 tL’’’ =110,2 461,3
L’’ PL’’ = 0,96 tL’’’ =110,2 461,3

Продолжение таблицы 2.
L’’’ PL = PL’’ – ΔPОД– ΔPТР*1/n = 0,96– 0,04 – 0,15/12 = 0,91 tL’’’ =112,2
L’’’’ PL’’’’= = 0,94 tL’’’’ iL’’’’
M PM = PL’’’’ – ΔPПНД4 – ΔPТР*1/n=0,845 tK’= t+2=146,9-21,2=125,7 525,5
N PN = PM – ΔPПНД5 – ΔPТР*1/n=0,755 tN = tSPд-15=161,9-15=146,9 619,6  
T PT = PД = 0,65 tR = tSPд = 161,9 684
O PO= PT + ΔPПН– ΔPтр*1/n’= 0,65 + 16,58 – 0,15/4 = 17,13 tN = tM + ΔtПН = 161,9+ 2 = 163,9 692  
P PP = PO – ΔPПВД1 – ΔPТР*1/n’ = 17,13 – 0,07 – 0,15/4 = 17,05 tO = tN+ ΔtПВД1 = 163,9+23,16 = 187 794,4  
Q PQ = PO - ΔPПВД2 - ΔPтр*1/n’ = 17,05- 0,07 - 0,15/4 = 16,97 tP = tO + ΔtПВД2 = 187+ 23,16 = 210,8 902,3  
R PR = PP - ΔPПВД3 - ΔPтр*1/n’ = 16,97 - 0,07 - 0,15/4 = 16,89 tR = tP + ΔtПВД3= 210,8+ 23,16= 234,2 1009,2  

Энтальпия по температуре [3, стр.7 табл. I]

Точки из расчётной тепловой схемы [Приложение А]

2.2 Определение параметров сопряженных точек

Параметры сопряженных точек представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Параметры сопряженных точек

Точка Температура t, °С Температура Δt, °С Материал
R I’’ 234,2 [таблица2] tI” = tV+ Δt = 234,2 + 2 = 236,2 2 Углеродистая сталь
Q II’’ 210,8 [таблица2] tII” = tV+ Δt= 210,8+ 2 = 212,8 2 Углеродистая сталь
P III’’ 187 [таблица 2] tIII” = tT+ Δt = 187+ 2 = 189   2 Углеродистая сталь

Продолжение таблицы 3
N V’’ tL= 146,9 [таблица2] tV” = tL+Δt = 146,9+ 5 = 151,9 5 Нержавеющая сталь
M VI’’ tVII’’= 135,6 [таблица4] tM = tL+Δt = 135,7- 5 = 130,7 5 Нержавеющая сталь
L VII” 115,2[таблица 4] tL” = tH+Δt = 115,2 - 5 = 110,2 5 Нержавеющая сталь
H IX” 90,32 [таблица 2] tIX” = tJ+ Δt = 90,32 + 5 = 95,32 5 Нержавеющая сталь
G X” 69,16 [таблица 2] tIX” = tJ+ Δt = 69,16 + 5 = 74,16 5 Нержавеющая сталь

 

Оптимальная величина минимального температурного напора составляет:для ПНД из нержавеющей стали – (4-7)°С.

2.3 Определение параметров греющей среды

Параметры греющей среды представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Параметры греющей среды

C i-s диаграммы

точка

Р, МПа

 t, °С i, кДж/кг
I

3,1

 370 3070
I`

3,01

 365 3060
I``

3,01

 236,2 1009,2
 

 

    
II

2,03

 270 2986
II`

1,95

 265 2980
II``

1,95

 212 897
 

 

    
III

1,23

 230 2893
III`

1,17

 225 2890
III``

1,17

 189,4 794
 

 

    
IV

0,845

 210 2880
IV`

0,65

 205 2850

Продолжение таблицы 4
IV`’

0,65

 162 684
 

 

    
V

0,55

 176 2760
V`

0,5

 172 2750
V``

0,5

 162,4 640
VI

0,3

 510 3380
VI'

0,27

 500 3370
VI''

0,27

 135,7 551
 

 

    
VII

0,23

 396 3290
VII'

0,21

 390 3280
VII''

0,21

 115,2 516

 

  

 

 

    
VIII

0,15

 335 3150
VIII'

0,13

 330 3140
VIII''

0,13

 107,2 449,4
 

 

    
IX

0,09

 270 3085
IX'

0,084

 265 3080
IX''

0,084

 95 397
 

 

    
X

0,04

 190 2910
X'

0,037

 185 2900
X''

0,037

 74 309
         

Энтальпия по температуре [3, стр.5 табл. I]

Точки c IS диаграммы [Приложение B]

2.4 Сводная таблица параметров

При определении потоков рабочего тела вычленяются все элементы рабочей схемы и сводятся в таблицу 5, учитывая, что подогреватели нумеруются обычно арабскими цифрами по ходу нагреваемой среды, отборы греющих параметров нумеруются римскими цифрами по ходу пара в турбине.

Таблица 5 – Сводная таблица параметров

Эле-мент схемы

Греющая среда

Нагреваемая среда
  от-бор Pот-бо-ра, МПа

% по-тери дав-ле-ния

 Р по-догре-ва-теля, МПа

tпа-ра, °С

i пара, КДж/кг

t кон-ден-сата, °С

iкон-ден-са-та, КДж/кг

 Р, Мпа t, °C i, КДж/кг
Острый пар  

15

   15

535

3430

 

 

      
ППП  

15

 

 15 535

3430

535

1251

0,68

 500 3480
ПВД3 I

3,1

3

 3,01 370

3070

236

1009

16,98

 234 1009
ПВД2 II

2,03

4

 1,95 270

2986

212

897

17,06

 210 902
ПВД1 III

1,23

5

 1,17 230

2893

189

794

17,14

 187 794
Д IV

0,845

6

 0,65 210

2880

162

684

17,22

 164 692
ПНД5 V

0,55

7

 0,5 176

2760

163

640

0,845

 147 619
ПНД4 VI

0,3

8

 0,27 510

3380

135

551

0,94

 130 525
ПНД3 VII

0,22

9

 0,21 396

3290

115

516

0.96

 110 461
Бойлер VIII

0,15

9

 0,13 335

3150

107

449

 

    
ПНД4 IX

0,09

10

 0,084 270

3085

95

397

1,05

 90 376
ПНД5 X

0,04

10

 0,037 190

2910

74

309

1.14

 69 289
ОД  

 

 

 0,17 305

483

109

457

1,85

 90 377
КНII  

 

 

    

 

 

 

1.24

 48 201
КНI  

 

 

    

 

 

 

0.596

 38 159
К  

 

 

    

 

 

 

0,006

 38 2603
                                   

2.5 Уравнения материального баланса

Составим уравнения материального баланса (таблица 6).

Принимаем: αут.=0,01; αэж=0,005; αупл=0,01.

Таблица 6 - Уравнения материального баланса

Точка

Уравнение баланса

Турбоустановка
a,

αa=1

Продолжение таблицы 6
a'

αa'=1
b

αb=αa'=1
с

αс= αb- αI -αII -αIII- αIV= 1- αI -αII -αIII- αIV
d

αd= αc=1- αI -αII -αIII- αIV
e

αe= αd-αV–αVI–αVII–αVIII- αIX =1- αI -αII -αIII- αIV-αV –αVI –αVII –αVIII –αIX –αX

Греющая среда
I`

αI'=αI
I``

αI''=αI+αППП
II`

αII'=αII
II``

αII''=αII+αI+αППП
III`

αIII'= αIII
III``

αIII''= αIII +αII+αI+αППП
IV`

αIV'= αIV
V`

αV`=αV
V``

αV``=αV
VI`

αVI`= αVI
VI``

αVI``=αVI+αV
VI```

αVI```= αVI+αV
VII`

αVII`= αVII
VII``

αVII``=αVII+ αVI+αV
VIII`

αVIII`= αVIII
VIII``

αVIII``= αVIII
IX`

αIX`= αIX
IX``

αIX`’= αIX +αVII +αVI+αV
IX```

αIX`’’= αIX +αVII +αVI+
X’

αX`= αX
X’’

αX`’= αX
X’’’

αX`’’=0,5αэж+0,5αупл +αX
X```

αIX`= αэж+αупл +αX= 0,005+0,01+αIX =0,015+αX

Нагреваемая среда
A αА= αe+ αд.в+ αX```` =1,025-αI-αII-αIII- αIV-αV –αVI - αVII-αIX

Продолжение таблицы 6
В,С,D,E,F,G,H αB=…=αH= αA =1,025-αI-αII-αIII- αIV-αV –αVI - αVII-αIX
H’ αH’ =1,025-αI-αII-αIII- αIV
L aL =1,025-αI-αII-αIII- αIV
L’  
L’’’’ αH’ =1,025-αI-αII-αIII- αIV
N,M αL =αK’= 1,025-αI-αII-αIII- αIV
T,O,P,Q,R αR =αIV'+ αIII'+αL –αэж=1,02+ αППП

 

,(2.1)

где αi – доля расхода i-го потока пара (воды);

D0 и Di – расходы соответственно свежего и i-го потока пара или воды, кг/с

2.6 Уравнения теплового баланса

Составим уравнения теплового баланса (таблица 7).

Таблица 7 - Уравнения теплового баланса

Элемент Уравнение

ПНД 1

 η *αX(i X'-i X'') = αF(i G-i F)
0,99[αX(2900-309)]= (1,025- αI -αII -αIII- αIV-αV –αVI- αVII-αIX)*(289-201)

ПНД2

η[αIX’(i IX'-iIX'')+ αVII’’(i VII”-i IX'')] = αG(i H-i G)  
0,99[αIX(3080-397)+ (αV +αVI +αVII)(376-289)] = (1,025- αI -αII -αIII- αIV-αV –αVI- αVII-αIX)*(376,9-289)

 

Продолжение таблицы 7

ПНД 3

 η[αVII’(i VII’-i VII”)+ αVI’’(i VI”-i VII”)] = αH’(i L’’’’-i H)    
0.99(αVII (3280-516)+( αV+ αVI)*(550-516))= (1,025-αI-αII-αIII- αIV)(482-iH’)  

ПНД4

   η[αVI’(i VI’-i VI”)+ αV’’(i V”-i VI”)] = αL’’’’(i M-i L’’’’)  
  0,99[αVI(3370-550)+ αV(640-550)] = (1,025- αI -αII -αIII- αIV)*(529-iL’’’’)

ПНД 5

   η[αV’ (i V’-i V”)] = αM’(i N-iM)  
0.99αV (2750-640)=(1,025- αI -αII -αIII- αIV)*( 619-529)

ОхладительДренажа

  η[αVI”(iVI”-iVI”’)] = αL’’`(iL’’’–iL’)
  0.99αVII(483,2-iVII”’) = αH`(402,2-376,9)
 

Продолжение таблицы 7

ПВД 1

   η[αIII’ (i III’-i III”)+ αII” (iII’’-i III”)] = αO(iP-iO)  
  0.99[αIII (2890-794)+ (αI+αII+αППП)*(897-794)]= (1,02+αППП)(794- 692)

ПВД2

   η[αII’ (i II’-i II”)+ αI” (iI’’-i II”)] = αP(iQ-iP)  
  0.99[αII (2980-897)+ (αI+αППП) *(1009-897)]= (1,02+ αППП) (902-794)

ПВД 3

 η[αI’ (i I’-i I”)+ αx (ix-i I”)] = αQ(iR-iQ)
0.99[αI (3060-1009)+ αППП (1251-1009)]= (1,02+ αППП) (1009-902)
 

Деаэратор

  αTiT= αIV’ i IV’+ αIII’’ i III’’+ αN i N  
(1,02+αППП)684=2840αIV+794(αI+αII+αIII+αППП)+ 619(1,025- αI -αII -αIII- αIV)  

 

Продолжение таблицы 7

СМ -1

 αIX’’’*iIX’’’+ αH*iH=αH’*iH’
(1,025- αI -αII-αIII-αIV -αV-αVI- αVII-αIX)*402,2+(αIX+ αVII +αV +αVI)397=(1,025-αI-αII-αIII- αIV) iH’

ППП

 η[αППП(iППП-ix)] = αc(id–ic)
0.99[αППП(3430-1251)] = (1- αI -αII -αIII- αIV-αV)*(3540-2700)
   

СМ-2

 αL’’’’ *iL’’’’= αL”*iL”+αL’’’*iL’’’
(1,025-αI-αII-αIII- αIV) iL””=(1,025-αI-αII-αIII- αIV –αL””)482+ αL”” *488

Бойлер

0.05Nэл = ηDVIII (iVIII’-iVIII’’)  
0.05*1000000 = 0.99DVII(3140-449,5)  

 

Решение системы уравнений материально-теплового баланса в MathCad 14 (приложение С) дает следующий результат:

αI=0.033

αII=0.051;

αIII=0.046;

αIV=0.0022;

αV=0.038;

αVI=0.014;

αVII=0.033;

αIX=0.022

αX=0.027

αппп=0.323;

αL’`=0.099;

iVII```=379.394 кДж

iJ’=482,66 кДж

 

Проверка

ΔtПНД4 = tM – tL’’’’ = 130,6 - 113 = 17,60С; ОД 0,99∙0,026(483,2-317,001)= 25,38*0,166 4,25=4,21 ∆=(4,25-4,21)/4,25*100%=0,9%