Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературных данных 12
1.1. Введение 12
1.2. Цикл Ченга (Cheng cycle) 15
1.3. Впрыск пара с предвключенной паровой турбиной 16
1.4. Схема ПТУ с паровой турбиной привода компрессора 17
1.5. DRIASI цикл 18
1.6. Цикл ПГУ контактного типа с испарителем (Evaporation cycle) 18
1.7. HAT цикл 19
1.8. Цикл LOTHECO 20
1.9. Цикл с влажным сжатием 21
1.10. Расчет свойств рабочих тел ПГУ 21
2. Расчет свойств воды и водяного пара 24
2.1. Введение 24
2.2. Описание Формуляции IF-95 для научных расчетов термодинамических свойств воды и водяного пара 26
2.3. Программа расчета термодинамических свойств воды по научной Формуляции IF-95 28
2.3.1. Основные характеристики программы 28
2.3.2. Расчет при переменных: давлении;? и температуре Т 30
2.3.3. Расчет линии насыщения 32
2.3.4. Расчет метастабильной области 35
2.4. Описание технической Формуляции IF-97 для расчетов термодинамических свойств воды и водяного пара 36
2.5. Программа расчета термодинамических свойств воды по технической Формуляции IF-97 38
2.5.1. Основные характеристики программы 38
2.5.2. Особенности использования программы 41
2.5.3. Расчет в зависимости от переменныхр, Т. 44
2.5.4. Расчет в зависимости от переменных/?, h 46
2.5.5. Расчет в зависимости от переменных/?, s 49
2.5.6. Расчет в зависимости от переменных h, s 51
2.5.7. Расчет дополнительных свойств, не входящих в IF-97 56
2.5.8. Расчет линии насыщения 57
2.5.9. Расчет двухфазной области 60
2.6. Заключение 61
3. Расчет свойств газов и их смесей 62
3.1. Введение 62
3.2. Методика расчета термодинамических свойств отдельных газов 63
3.2.1. Перечень используемых газов 63
3.2.2. Расчетные зависимости 64
3.3. Программа расчета термодинамических свойств отдельных газов 71
3.3.1. Введение 71
3.3.2. Расчет обратных зависимостей 74
3.4. Методика расчета термодинамических свойств смесей газов 77
3.5. Программа расчета термодинамических свойств смесей газов 78
3.6. Методика учета диссоциации в смесях газов при высоких температурах82
3.7. Программа расчета свойств метана 85
3.8. Заключение 87
4. Исследование схем ПГУ контактного типа 88
4.1. Введение 88
4.2. Описание схемы ПГУ 88
4.3. Исходные данные для расчета 93
4.4. Алгоритмы расчета элементов тепловой схемы и свойств рабочих тел .94 4.4.1. Алгоритм расчета свойств наружного воздуха 94
4.4.2. Алгоритм расчета свойств газообразного топлива и теоретических объемов продуктов сгорания 96
4.4.3. Алгоритм расчета топливного компрессора 97
4.4.4. Алгоритм расчета компрессора и КВОУ 99
4.4.5. Алгоритм расчета камеры сгорания 99
4.4.6. Алгоритм расчета смешения парогазовой смеси с охлаждающим паром 101
4.4.7. Алгоритм расчета турбины привода компрессора 102
4.4.8. Алгоритм расчета паровой турбины 102
4.4.9. Алгоритм расчета силовой турбины 102
4.4.10. Алгоритм расчета вторичного пароперегревателя 103
4.4.11. Алгоритм расчета котла-утилизатора 103
4.4.12. Алгоритм расчета энергетических показателей 104
4.4.13. Алгоритм расчета тепловой схемы 111 У 106
4.4.14. Сравнение расчетов по используемым алгоритмам с некоторыми данными, имеющимися в литературе 106
4.5. Анализ влияния расхода «энергетического» впрыска водяного пара на энергетические показатели ПГУ 110
4.6. Анализ влияния наличия паровой турбины на энергетические показатели ПГУ 114
4.7. Анализ влияния наличия вторичного пароперегревателя на энергетические показатели ПГУ 120
4.8. Анализ влияния давления в пароводяном контуре на энергетические показатели ПГУ 127
4.9. Анализ влияния расхода охлаждающего пара на энергетические характеристики ПГУ 133
4.10. Определение влияния характеристик оборудования на энергетические показатели ПГУ 135
4.11. Выводы по главе 144
5. Использование пакета Mathcad при проведении научно-технических расчетов 146
5.1. Введение 146
5.2. Характеристики работы с пакетом Mathcad при проведении научно-технических расчетов 147
5.3. Открытые расчеты на базе Mathcad Application Server 152
5.4. Заключение 154
6. Выводы по диссертации 156
Литература
- Схема ПТУ с паровой турбиной привода компрессора
- Описание технической Формуляции IF-97 для расчетов термодинамических свойств воды и водяного пара
- Программа расчета термодинамических свойств отдельных газов
- Алгоритм расчета свойств газообразного топлива и теоретических объемов продуктов сгорания
Введение к работе
-3-
Актуальность проблемы
Одним из важных направлений развития энергетики в мире является применение комбинированных парогазовых установок, обеспечивающих высокие энергетические и экономические показатели тепловых электрических станций. Среди различных возможных типов этих установок в последние годы привлекают внимание парогазовые установки с впрыском водяного пара в газовый поток (контактного типа), имеющие ряд достоинств, а также позволяют увеличить эффективность охлаждения лопаток газовой турбины, и, следовательно, повысить температуру газов перед ней. Тепловая схема цикла с впрыском водяного пара в газовый тракт может иметь рад вариантных решений по параметрам циклов, по используемому оборудованию, в том числе включающих возможный отказ от паровой турбины. Поэтому вопросы рациональной организации схем парогазовой установки контактного типа подчеркивают актуальность проведения исследования схем и влияния различных параметров на эффективность ПТУ, выполненного в данной работе.
Для реализации исследования необходимо было разработать соответствующие методы, алгоритмы и подпрограммы для расчетов термодинамических свойств рабочих тел: воды, водяного пара, воздуха, топлива и продуктов сгорания, в том числе для параметров, по которым известны ограниченное число данных. Полученные функции позволяют легко встраивать их в научно-технические расчеты, как при проведении данного исследования, так и других аналогичных работ.
Цель работы
исследование схем и циклов парогазовых установок контактного типа для выбора состава оборудования, режимных параметров и их оптимизации;
разработка комплекса прикладных программ для вычисления термодинамических свойств веществ, используемых в теплоэнергетике в качестве рабочих тел и теплоносителей, на основе новых нормативных уравнений и уравнений, полученных в ходе данной шбиі иї~* *
разработка программы расчета характеристик тепловой схемы парогазовой
установки контактного типа, учитывающей возможность применения
различных вариантов пароводяного контура.
Научная новизна работы представлена:
результатами расчетных исследований влияния расхода «энергетического»
впрыска водяного пара на энергетические показатели ПТУ и анализом этого
влияния;
результатами расчетных исследований влияния наличия паровой турбины в схеме ПГУ на энергетические показатели ПГУ и анализом этого влияния;
результатами расчетных исследований влияния наличия вторичного пароперегревателя в схеме ПГУ на энергетические показатели ПГУ, и анализом этого влияния;
результатами расчетных исследований влияния давления в пароводяном контуре на энергетические показатели ПГУ, и анализом этого влияния;
результатами расчетных исследований влияния доли расхода водяного пара, подаваемого на охлаждение, на энергетические показатели ПГУ, и анализом этого влияния;
разработкой программного обеспечения для расчета термодинамических свойств воды и водяного пара при давлениях до 1000 МПа и температурах до 5000К, включая область влажного пара, с целью его использования при проведении данного исследования и возможности встраивания в другие научно-технические расчеты;
разработкой программного обеспечения для расчета термодинамических свойств 11-и газов и их смесей в диапазоне температур 200-2500К, обеспечивающее определение изобарной теплоемкости, энтальпии и энтропии продуктов сгорания топлив с учетом диссоциации при задании различных параметров с целью его использования при проведении данного исследования и возможности встраивания в другие научно-технические расчеты.
Степень достоверности и обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций
Достоверность данных о свойствах и термодинамических производных воды и водяного пара, получаемых при использовании разработанных программ, обеспечена использованием аттестованных уравнений и применением надежных математических методов решения неявных уравнений.
Достоверность данных о термодинамических свойствах газов и их смесей обеспечена точностью созданных уравнений, полученных по аттестованным данным и положенных в основу разработанной программы, а также проведенным сравнением с некоторыми данными, имеющимися в литературе.
Обоснованность положений и выводов о влиянии параметров рабочих тел и особенностей реализации пароводяного тракта на энергетические характеристики парогазовых установок с впрыском водяного пара в газовый тракт обеспечивается надежностью алгоритмов расчета рабочих процессов агрегатов, входящих в тепловую схему, и тепловой, схемы в целом и подтверждается согласованием, с некоторыми результатами, имеющимися в литературе.
Практическая ценность работы состоит в следующем:.
Проведенное исследование позволяет более детально определить влияние проанализированных параметров схем и оборудования парогазовой установки контактного типа на ее энергетические показатели, что может быть использовано научно-исследовательскими и проектными институтами, занимающимися разработкой и внедрением ИГУ контактного типа.
Пакет расчетных программ по расчету схем «ПТУ контактного типа, выполненных в среде Mathcad, выложен на Интернет-сайте и может, быть востребован широким кругом пользователей для проведения научно-технических расчетов.
Пакет программ для расчетов термодинамических свойств воды, водяного пара, воздуха и продуктов сгорания выложен на Интернет-сайте и может быть востребован широким кругом пользователей
для проведения научно-техничесьсих расчетов в различных программных пакетах и средствах разработки.
Реализация и внедрение результатов работы
С результатами работы ознакомлены научно-технический персонал ряда организаций, занимающихся разработкой ПГУ, они также используются: 1) на ряде энергопредприятий России: ОАО «Нижновэнерго», Конаковской ГРЭС, ЭНИЦ ВНИИАЭС; 2) при подготовке студентов на некоторых кафедрах МЭИ.
Апробация работы
Результаты диссертационной работы докладывались на: X Российской Конференции по Теплофизическим Свойствам Веществ. Казань, 2002.; VIII Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. Москва, 2002.
Личное участие автора в получении результатов исследований, представленных в данной работе, состоит в разработке алгоритмов и программ расчета элементов тепловых схем ПГУ с впрыском водяного пара в газовый тракт, проведении на их основе расчетов различных вариантов схем ПГУ и исследования влияния состава оборудования и параметров ПГУ на энергетические показатели ПГУ с объяснением этого влияния. Автором также разработаны алгоритмы и подпрограммы для расчета термодинамических свойств рабочих тел, использованные при проведении расчетов в данном исследовании.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6 работах.
Структура и объем работы
Схема ПТУ с паровой турбиной привода компрессора
Для исследования схем ПГУ необходимо знание свойств рабочих тел. Широкое использование персональных компьютеров при проведении расчетов требует представления данных о свойствах рабочих тел не в табличном виде, а в виде соответствующих функций и подпрограмм, которые могут быть подключены к расчетам наиболее быстро и просто. Для расчета свойств воды и водяного пара в настоящее время существует принятый повсеместно набор уравнений [23-29], предложенных Международной Ассоциацией по Свойствам Воды и Водяного пара. Для расчета термодинамических свойств воздуха и продуктов сгорания применительно к условиям энергетики в настоящее время используются различные методики [9, 31-35]. Однако удобные программы на их основе в настоящее время практически неизвестны, а те, которые существуют, затруднительны для встраивания в расчеты, проводимые на компьютере, и могут выступать только как справочник для единичного расчета свойств. В некоторых из предлагаемых методик [5, 33] по расчету свойств рабочих тел, сделаны упрощения, которые перестали быть актуальными при проведении расчетов на ПК, и являются только пережитком времени, когда существовали только бумажные справочники, К таким упрощениям можно отнести расчет процессов расширения и сжатия по показателю адиабаты, когда намного проще и нагляднее использование удельных энтальпии и энтропии. Также является искусственным введение понятия «раздельного» расширения воздуха и продуктов сгорания в газовой турбине, при котором они расширяются до одного давления, но температура на выходе у них разная. Такой расчет гораздо проще выполнить по уравнениям для смесей газов, рассматривая смесь как единое целое и проводя расчет по значениям удельных энтальпии и энтропии.
Поэтому является актуальным разработка соответствующих методов, алгоритмов и подпрограмм, которые позволят легко встраивать удобные функции для расчета свойств рабочих тел в научно-технические расчеты.
Недостатком существующих расчетных методик следует признать их относительную закрытость и сложность их анализа и/или воспроизведения. Одним из перспективных путей решения этой проблемы является использование специализированных программ [36-38], например, Mathcad. Последняя также позволяет реализовать концепцию «открытых расчетов», которая предполагает возможность доступа широкого круга лиц к анализу алгоритма расчета, его легкой и быстрой модификации, удобный ввод данных и, самое главное, независимость от установленного программного обеспечения. Таким образом, при анализе литературных данных выявлено:
Для расчета схем и циклов парогазовых установок контактного типа необходимо создание программы по расчетам термодинамических свойств воды и водяного пара на основе существующих международных уравнениях с возможностью использования подпрограмм в пакете Mathcad и других программах, используемых при проведении научно-технических расчетов в энергетике. Необходимость создания связана с отсутствием разработок с требуемыми свойствами. Данный вопрос рассмотрен во 2-й главе диссертации.
Помимо свойств воды и водяного пара для расчетов схем и циклов парогазовых установок контактного типа необходимо создание уравнений, методик и подпрограмм для расчета термодинамических свойств воздуха и продуктов сгорания с возможностью использования подпрограмм в пакете Mathcad и других программах, используемых при проведении научно-технических расчетов в энергетике при температурах до 2000С. Необходимость создания связана с отсутствием разработок с требуемыми свойствами. Данный вопрос рассмотрен в 3-й главе диссертации.
Использование пакета Mathcad и технологии «открытых расчетов» позволяет значительно упростить процесс проведения расчетов схем и циклов парогазовых установок контактного типа, а также использовать существующие наработки широким кругом заинтересованных лиц. Данный вопрос рассмотрен в 5-й главе диссертации.
Широкое использование ЭВМ для выполнения технических и научных расчетов обусловило необходимость представления данных о теплофизических свойствах воды и водяного пара в достаточно удобном для этих целей виде. Наиболее приемлемым решением этой задачи является создание специальных уравнений состояния.
В настоящее время существует две основные системы уравнений состояния, предложенные Международной ассоциацией по свойствам воды и водяного пара (International Association for the Properties of Water and Steam). Первая из них — это Международная система уравнений 1995 г. для термодинамических свойств воды и водяного пара, предназначенная для научных исследований (ISF-95) [23-25]. Вторая - Международная система уравнений 1997 г. для термодинамических свойств воды и водяного пара, предназначенная для технических (промышленных) расчетов (IF-97) [26-28].
С целью предоставить возможность пользователю удобный и быстрый способ расчета на ЭВМ наиболее широкого набора теплофизических свойств воды и водяного пара, при проведении как технических, так и научных расчетов был разработан программный комплекс [1-3, 39] для расчета теплофизических свойств воды и водяного пара. В программном комплексе используется как система уравнений ISF-95, так и система уравнений IF-97.
В приложении П.1. приведен перечень функций, доступных в разработанном программном комплексе. В основу программы заложены вышеупомянутые системы уравнений состояния, предложенных Международной ассоциацией по свойствам воды и водяного пара (IAPWS).
Описание технической Формуляции IF-97 для расчетов термодинамических свойств воды и водяного пара
На основе Формуляции IF-97 была разработана программа для вычисления свойств воды и водяного пара, которая получила название «WaterSteamPro» (свидетельство официальной регистрации программы для ЭВМ № 2000610803 от 25 августа 2000 г. в РОСПАТЕНТ) [1-3]. Полный перечень разработанных функций приведен в приложении П1.1 -П. 1.7. Программная реализация описана в разделе 2.5.2.
С помощью разработанных функций возможно вычисление в зависимости от переменных давления р и температуры Г, давления р и удельной энтальпии h, давления р и удельной энтропии 5, удельной энтальпии h, и удельной энтропии s, температуры насыщения Tsm, давления насыщения psat, температуры насыщения Tsat и степени сухости х следующих величин: удельного объема і/, удельной внутренней энергии и; удельной энтальпии h\ удельной энтропии s\ удельной изохорной теплоемкости cv; скорости звука w; коэффициента Джоуля-Томсона; показателя изоэнтропы; производной удельного объема по давлению при постоянной температуре др)т аЛ дР)т производной удельной внутренней энергии по давлению при постоянной температуре производной удельной энтальпии по давлению при постоянной температуре \QPJT а производной удельной энтропии по давлению при постоянной температуре \дР)т производной удельного объема по температуре при постоянном давлении аг J/ производной удельной внутренней энергии по температуре при ди постоянном давлении производной удельной энтальпии по температуре при постоянном давлении (удельная изобарная теплоемкость) -— ; производной удельной энтропии по температуре при постоянном (8s давлении —
Для расчета вышеприведенных производных использовались либо прямые зависимости, приведенные в IF-97, либо использовались следующие соотношения, полученные с помощью вывода термодинамических соотношений на основе [49]:
Помимо термодинамических свойств воды и водяного пара, вычисляемых по IF-97, добавлены функции для расчета следующих параметров: коэффициент поверхностного натяжения по [50]; давление на линии сублимации по [40]; давление на линии плавления по [40]; теплопроводность по [51 ]; кинематическая и динамическая вязкость по [52, 53]; ионное произведение воды по [54]; число Прандтля. Одна из особенностей Формуляции TF-97 в том, что она состоит из нескольких областей и для каждой из областей используется свое уравнение. Однако в конечных функциях необходимость использования разных функций для разных значений переменных являлось бы значительным ухудшением качества работы программы. Для этого в программе «WaterSteamPro» разработаны «общие» функции, которые определяют соответствующую область IF-97 и вызывают необходимую функцию для данной области. Перечень общих функций приведен в приложении Ш .2,
При создании программы одним из самых важных требований была возможность использования программы из любых программ/языков программирования. Это позволяет пользователю самостоятельно выбирать, где он хочет производить расчеты - в Excel или в Mathcad, на языках программирования Fortran или Visual Basic. В любых из этих сред пользователю должна предоставляться возможность быстро и легко вычислять свойства воды и водяного пара.
Исходя из этих требований, было установлено, что: исходные функции для расчетов свойств должны быть написаны на языке программирования C++, т.к. в операционной среде Microsoft Windows этот язык больше всего подходит для межпрограммного взаимодействия. Дополнительный плюс от использования C++ в том, что программы, написанные на нем, являются одними из наиболее быстрых. Функции должны быть написаны с помощью технологий Win32 DLL и ActiveX - как наиболее широко используемые в настоящее время при межпрограммном взаимодействии. Для использования функций в различных программах следует написать специальные программы-обертки, которые сделают использование легким и удобным.
В результате реализации данного подхода использование программы возможно на следующих трех уровнях:
1. При помощи программы WaterSteamPro Calculator, в которой пользователь вводит значение и получает сразу же результат. При этом программа выступает как быстрая и удобная замена справочника [28].
Данный режим работы программы предназначен для тех, кому необходимо изредка определять требуемые свойства в небольшом количестве точек.
У пользователя программы WaterSteamPro Calculator есть возможность настроить размерность данных, что зачастую отсутствует в подобных программах или реализовано не в полной мере [55-59].
2. В различных популярных программных пакетах пользователь может обращаться к функциям программы. В настоящее время функции доступны в Microsoft Excel, MathSon. Mathcad, Autodesk AutoCAD. Также возможен доступ к функциям на страницах HTML. Этот способ взаимодействия позволяет перейти на более высокий уровень использования значений свойств воды и водяного пара - производить инженерные расчеты с более точными данными, без аппроксимирующих зависимостей и упрощений
Программа расчета термодинамических свойств отдельных газов
После добавления всех компонентов в смесь необходимо произвести расчет коэффициентов для (3.24 - 3.27). Это производится с помощью вызова функции: wspgNEWGASFROMMIX(ma:Jd). (3.34) Данная функция произведет расчет всех необходимых параметров и вернет идентификатор газа gas id для заданной параметром mix id смеси. Полученный идентификатор gas id можно использовать при вызове функций для расчета свойств газов (3.5-3.12).
В любой момент использования смеси можно узнать долю любого из ее компонентов. Для этого используются следующие функции: массовая доля газа с идентификатором gas id в смеси с идентификатором mixid wspgGASWFINMIX(w;x_ , gasid); (3.35) молярная (объемная) доля газа с идентификатором gasid в смеси с идентификатором mixid wspgGASMFINMIX(ma_ W, gasjd). (3.36)
Разработанная программа позволяет производить расчет смесей газов, являющихся в свою очередь, смесями других газов. Т.е. возможен расчет смеси смесей первичных газов. Для этого уравнение (3.27) для расчета свойств смесей несколько модифицировано: =-z R XJ R ln( .)- ии J (3.37) где Лу о.тіх - энтропия смешения смеси, из которой состоит газу.
В функции для расчета долей газа, входящего в смесь, добавлен специальный механизм, позволяющий определять полную долю газа, даже если он входит в смеси, из которых в свою очередь составлена смесь, для которой определяется доля. Это может быть использовано при расчете, например, доли кислорода в уходящих газах ГТУ, при последовательном расчете смесей, сначала сухого воздуха, затем влажного воздуха (смесь сухого воздуха и водяного пара), затем смеси влажного воздуха и продуктов сгорания топлива в камере сгорания, затем смешения полученной смеси с охлаждающим воздухом и т.д. Программа сама просмотрит все составляющие смеси и определит долю газа в ней.
При вызове функций (3.31, 3.34) производится выделение памяти под хранение смесей и газов на их основе. Для освобождения памяти используются функции: освобождение памяти, занятой газом, рассчитанным на основе смеси wspgDELETEGAS(gas_id); (3.38) освобождение памяти, занятой под смесь wspgDELETEMIX(/77Jx_/cO. (3.39)
Методика учета диссоциации в смесях газов при высоких температурах
В описанных выше уравнениях, используемых при расчете газов и их смесей, не учитывается эффект диссоциации газов при высоких температурах. Для его определения необходим расчет химического равновесия компонентов в рассматриваемой смеси. В настоящее время существует множество, как методик расчета химического равновесия, так и программ на их основе, например [57, 61, 62], и большинство из них требуют проведения значительных итеративных расчетов для определения точного химического равновесия смеси, т.к. при этом решаются системы нелинейных уравнений.
Однако для достаточно хорошей аппроксимации калорического эффекта диссоциации в требуемом температурном диапазоне не обязательно требуется знание точного равновесного состава смеси. Поэтому для расчета его использован предложенный в [30] упрощенный метод.
Метод основывается на допущении, что для обычных условий энергетики при температурах до 2000 К основной эффект в изменение рассматриваемых свойств вносит образование продуктов следующих реакций:
После добавления всех компонентов в смесь необходимо произвести расчет коэффициентов для (3.24 - 3.27). Это производится с помощью вызова функции: wspgNEWGASFROMMIX(ma:Jd). (3.34) Данная функция произведет расчет всех необходимых параметров и вернет идентификатор газа gas id для заданной параметром mix id смеси. Полученный идентификатор gas id можно использовать при вызове функций для расчета свойств газов (3.5-3.12).
В любой момент использования смеси можно узнать долю любого из ее компонентов. Для этого используются следующие функции: массовая доля газа с идентификатором gas id в смеси с идентификатором mixid wspgGASWFINMIX(w;x_ , gasid); (3.35) молярная (объемная) доля газа с идентификатором gasid в смеси с идентификатором mixid wspgGASMFINMIX(ma_ W, gasjd). (3.36) Разработанная программа позволяет производить расчет смесей газов, являющихся в свою очередь, смесями других газов.
Алгоритм расчета свойств газообразного топлива и теоретических объемов продуктов сгорания
Целью расчета является определение параметров парогазовой смеси за турбиной привода компрессора (давление и температура). При этом полагается, что мощность, развиваемая турбиной привода компрессора, равна мощности, потребляемой компрессором.
Исходными данными расчета являются значения относительных расходов воздуха в компрессоре и парогазовой смеси в турбине, параметры парогазовой смеси на входе в турбину, а также внутренний относительный КПД турбины привода компрессора. Пример расчета и используемые формулы приведены в приложении П.2.6. Цель расчета - определение параметров водяного пара после турбины.
Исходными данными для расчета являются заданные параметры пара перед турбиной, давление пара перед камерой сгорания, относительно которого рассчитывается давление пара после паровой турбины с учетом потерь в элементах схемы. Также задается внутренний относительный КПД паровой турбины.
При расширении в ПТ до области влажного пара на КПД ступеней с влажным паром делается поправка, которая определяется как снижение КПД на 1% с ростом влажности на 1%. Пример расчета и используемые формулы приведены в приложении П.2.5. Цель расчета — определение параметров парогазовой смеси на выходе из силовой турбины.
Исходные данные для расчета — параметры парогазовой смеси перед СТ, определяемые из расчета смешения парогазовой смеси после турбины привода компрессора и охлаждающего пара. Давление после СТ определяется по давлению наружного воздуха с учетом потерь в КУ.
После расчета уточняется температура водяного пара на выходе из пароперегревателя. Принимается, что она не превышает 540С (сегодняшний уровень температур для нормальной эксплуатации металла труб пароперегревателя) и не может быть выше, чем температура парогазовой смеси на выходе из СТ с учетом требуемой разницы температур.
Пример расчета и используемые формулы приведены в приложении П.2.5.
Цель расчета - определение температуры парогазовой смеси на выходе из вторичного пароперегревателя и уточнение температуры водяного пара после вторичного пароперегревателя.
Температура пара после вторичного пароперегревателя ограничивается значением 540С.
Исходные данные - требуемое количество теплоты для нагрева водяного пара и параметры парогазовой смеси на входе во вторичный пароперегреватель (определяемые из расчета паровой турбины).
Пример расчета и используемые формулы приведены в приложении П.2.5.
Цель расчета - уточнение принятого расхода «энергетического» пара для обеспечения заданного температурного напора (10 К) на входе воды в испаритель. В случае расчета с заданным расходом «энергетического» пара, цель расчета - определение температуры парогазовой смеси на выходе из КУ.
Исходные данные в первом случае - параметры парогазовой смеси на входе в КУ, требуемая температура парогазовой смеси на выходе с учетом требуемого температурного напора. Во втором случае (при определении температуры парогазовой смеси за КУ) исходные данные - параметры парогазовой смеси на входе в 1111, требуемое количество теплоты для нагрева воды до требуемых параметров. Пример расчета и используемые формулы приведены в приложении П.2.5.
При расчете элементов тепловой схемы определялись относительные расходы рабочих тел на 1 кг топлива. Для расчета мощности ПГУ при заданном расходе воздуха через компрессор использовались следующие формулы: Относительный расход воздуха через компрессор на 1 кг топлива: « = 8«,изб + пс -1, (4.11) где в,изб - избыточное количество воздуха в камере сгорания, кг/кг топлива; gnc — количество продуктов сгорания кг/кг топлива. Тогда расход топлива определялся как где GK - заданный расход воздуха через компрессор, кг/с. Для полученного расхода топлива через относительные расходы рассчитывались расходы всех остальных рабочих тел ПГУ.
