Температура греющего пара как найти

В промышленности, на производстве и в быту используются разные типы водяного пара для эффективной работы различных устройств.

В статье рассказывается, что такое перегретый водяной пар. Описаны его характеристики, свойства, формула для расчета параметров и основные отличия от насыщенного пара.

Что такое перегретый водяной пар?

Перегретый пар – это пар, имеющий температуру, которая выше температуры кипения воды, из которой пар образован без изменения давления. Его основой является насыщенный пар, но нагретый до состояния испарения влаги, которая в нем находится.

Для образования перегретого пара необходимо нагревать насыщенный пар в отдельном объеме. После полного выпаривания воды пар становится перегретым и сухим.

Чем отличается от насыщенного?

У перегретого и насыщенного пара есть ряд отличий:

1. Теплосодержание и температура насыщенного пара меньше. Эти условия важны для сохранения влажности и термодинамического равновесия.
2. По удельному объему, перегретый тип пара больше. Прослеживается зависимость от величины насыщения водой. Чем воды меньше, тем больше объем пара.
3. В перегретом нет влаги. Влага испаряется при температуре от 125 градусов. Используется именно самая маленькая разница в 25 градусов. Более малый коэффициент разницы температуры требует больших затрат на топливо.
4. Отсутствует конденсация в перегретом пару. Конденсация прекращается по причине наличия прогрева стен емкости пароперегревателя.

Главным отличием является температура образования. Перегретый и сухой пар образуется при сверхкритической для воды температуре 374 градуса и давлении 2,25 Мпа.

У образованного при таких экстремальных условиях пара не прослеживается зависимости от давления и температуры.

О насыщенном и перегретом паре расскажет видео:

Температура

Перегретый высокотемпературный пар получают в пароперегревателях. В этих установках образования данного типа пара происходит при температурах от +374 до +600 градусов. Такой пар используется для работы паровых турбин, котельных, систем осушения.

Температуры более +600 градусов увеличивают скорость парообразования, но требуют более устойчивых к нагреву материалов.

Максимально высокой температурой образования перегретого пара является +1000 градусов. Но этот нагрев использовался только в качестве эксперимента.

Самой нижней границей образования перегретого пара является температура +125 градусов. Разница в 25 градусов позволяет осушить пар, нарушив термодинамическое равновесие насыщенного пара.

Свойства

У перегретого пара есть ряд основных свойств, которые делают его востребованным в промышленности:

1. Обладает высокой степенью теплосодержания.
2. Является полностью сухим.
3. Обладает высоким удельным объемом по сравнению с насыщенным паром.
4. Не подвержен конденсации. Конденсация перегретого пара наступает только на момент стабилизации термодинамического равновесия при охлаждении.
5. Теплоемкость такого газа не имеет зависимости от давления при температуре от 500 градусов.
6. При повышении давления перегретый пар, при стабильной температуре, переходит из газообразного в жидкое состояние.

Еще одним свойством является его зависимость от давления. Чем выше давление перегретого пар, тем больше его плотность.

Ниже приведена таблица зависимости температуры перегретого пара от его давления:

Кроме зависимости давления от температуры, перегретому пару свойственно увеличение теплосодержания. Именно за это свойство его часто используют для передачи тепла.

Как образуется?

Для образования перегретого водяного пара используются специальные установки – пароперегреватели. Образование происходит за счет увеличения температуры насыщенного пара.

Во время нагревания насыщенного пара происходит следующее:

1. Увеличивается его температура. При этом температура воды остается неизменной. Нагрев осуществляется в отдельной камере.
2. Происходит нарушение термодинамического равновесия с нагреваемой водой. Перегрев приводит к прекращению конденсации.

   Для этого применяется нагрев поверхности паровой емкости.

3. Полностью испаряется влага из пара.
4. Увеличивается температура.
5. Повышается удельный объем газа.

С повышением температуры увеличивается теплосодержание. Свойство образования перегретого пара из насыщенного применяется для передачи тепла на большие расстояния.

Насыщенный пар доставляется до места назначения и только там начинается его нагрев. Тем самым удается обеспечить стабильность температуры и снизить затраты на горючее.

Формула и правила расчета

Для перегретого пара основными единицами измерения является: насыщенность, давление и теплосодержание (энтальпия). Далее приведены формулы расчета этих параметров.

Энтальпия рассчитывается по формуле: H=u+p*v.

Выражение состоит из:

• «h» — Единица теплосодержания (энтальпия);
• «u» — энергия пара;
• «p» — давление;
• «v» — объем.

Теплосодержание также зависит от скорости образования газа и стабильности температуры пароперегревателя.

Давление рассчитывается по формуле Менделеева-Клапейрона: pV=vRT.

Состоит формула из следующих значений:

• «p» — давление (Па);
• «V» — объем (м3);
• «v» — количество вещества (моль);
• «T» — температура пара;
• «R» — газовая постоянная (табличная величина).

Насыщенность рассчитывается по формуле:

Выражение состоит из:

• «Pн» — плотность насыщенного пара (кг/м3);
• «Pп» — плотность перегретого пара (кг/м3);
• «Vн» — объем насыщенного (кг/м3);
• «Vп» — объем перегретого (кг/м3).

При расчетах также учитывается скорость парообразования и вместительность котла, в котором он образуется. Степень насыщенности перегретого пара используется для расчета потребления топлива, которое будет израсходовано на образование газа.

Применение знаний в быту

За счет своих свойств и температуры, перегретый пар нашел бытовое применение. Основная доля его использования приходится на систему парового отопления. Существуют также системы вентиляции, которые отапливают помещения перегретым паром, без насыщения влагой.

Используют его и для приготовления пищи. В современных скороварках есть функция приготовления пищи на перегретом пару. Это значительно увеличивает скорость приготовления.

Перегретый пар применяется для обеззараживания одежды. Некоторые модели утюгов имеют такую функцию. Перегретый пар помогает убить бактерии, насекомых и их личинки.

Видео по теме статьи

Перегретый пар, видео-эксперимент:

Заключение

Основная сфера применения перегретого пара — это транспорт и энергетика. Этот тип энергии используется для работы парогазовых турбин, которые являются приводами электрических генераторов.

Перегретый пар также применяется для отопительных промышленных котлов. Подобные устройства не используются в быту, по причине опасности разгерметизации.

Параметры пара

— насыщенный пар

— паросодержание или степень сухости

— энтальпия пара

— теплота парообразования

— перегретый пар

Свойства пара определяются его параметрами, то есть величинами, характеризующими состояние пара (давление, температура, степень сухости, энтальпия, теплосодержание и т. д.). Тепловая энергия подводится к паровой турбине при помощи водяного пара, являющегося носителем тепловой энергии (теплоносителем).

Насыщенный пар

Если нагревать воду в открытом сосуде, то температура ее будет постепенно повышаться, пока не достигнет примерно 100⁰ С; после этого дальнейшее повышение температуры прекращается и начинается кипение воды, то есть бурный переход ее в парообразное состояние. Температура воды во время кипения остается одной и той же, так же как температура получающегося над водой пара; она равна точно 100⁰ С при нормальном атмосферном давлении, равном давлению ртутного столба 760 мм высотой. Искусственно изменяя давление, можно изменять температуру кипения в очень широких пределах; при увеличении давления температура кипения повышается, при уменьшении давления – понижается.

Так, при давлении 0,02 ата (0,02 от атмосферного давления) вода кипит при 17,2⁰ С, а при давлении 10 ата при 179⁰ С.

Температура пара над водой, из которой он получается (рис. 1), всегда равна температуре этой воды. Получающийся над водой пар называется насыщенный пар.

Определенной температуре насыщенного пара всегда соответствует определенное давление, и наоборот, определенному давлению всегда соответствует строго определенная температура.

В (таблице 1) приводится зависимость между температурой и давлением насыщенного пара.

Измерив термометром температуру насыщенного пара, можно по этой таблице определить его давление или, измерив давление, определить температуру.

При образовании пара в паровое пространство котла всегда попадают частицы воды, увлекаемые выделяющимся паром; особенно сильное увлажнение пара происходит в современных мощных котлах при работе их с большой нагрузкой. Кроме того, насыщенный пар обладает тем свойством, что при самом незначительном отнятии теплоты часть пара обращается в воду (конденсируется); вода в виде мельчайших капелек удерживается в паре. Таким образом, практически мы всегда имеем смесь сухого пара и воды (конденсата); такой пар называется влажный насыщенный пар. Так же как и у сухого насыщенного пара, температура влажного пара всегда соответствует его давлению.          

Состав влажного пара принято выражать в весовых частях пара и воды. Вес сухого пара в 1 кг влажного пара называется паросодержанием или степенью сухости и обозначается буковой «х». Значение «х» обычно дают в сотых долях. Таким образом, если говорят, что у пара «х»=0,95, то это значит, что во влажном паре содержится по весу 95% сухого пара и 5% воды. При «х»=1 насыщенный пар носит название сухого насыщенного пара.

Один килограмм воды при своем испарении дает один килограмм пара; объем получающегося пара зависит от его давления, а следовательно, и от температуры. В противоположность воде, которая по сравнению с газами почти несжимаема, пар может сжиматься и расширяться в очень широких пределах.

Удельный объем, то есть объем 1 кг пара, при давлении 1 ата для сухого насыщенного пара равен 1,425 м³, то есть в 1725 раз больше объема 1 килограмма воды. При повышении давления удельный объем пара уменьшается, та как пар как упругое тело сжимается; так, при давлении 5 ата объем 1 кг сухого насыщенного пара уже равен только 0,3816 м³.

Энтальпия пара(теплосодержание) – практически определяется как количество тепла, которое нужно для поучения 1 кг пара данного состояния из 1 кг воды при 0⁰ С, если нагрев происходит при постоянном давлении.

Понятно, что при одной и той же температуре энтальпии пара значительно больше, чем энтальпия воды. Для того чтобы нагреть 1 кг воды от 0 до 100⁰ С, нужно затратить приблизительно 100 ккал тепла, так как теплоемкость воды равна приблизительно единице. Для того же, чтобы превратить эту воду в сухой насыщенный пар, нужно сообщить воде добавочно значительное количество теплоты, которое расходуется на преодоление внутренних сил сцепления между молекулами воды при переходе ее из жидкого состояния в парообразное и на совершение внешней работы расширения пара от начального объема v^/ (объем воды) до объема v^// (объема пара).

Это добавочное количество теплоты называется теплота парообразования.

Следовательно, энтальпия сухого насыщенного пара будет определяться так:

i^//=i^/+r, ккал/кг,

где i^// — полная теплота (энтальпия пара); i^/ — энтальпия воды при температуре кипения; r – теплота парообразования.

Например, при давлении 3 кг/см³ теплосодержание 1 кг кипящей воды равно 133,4 ккал, а теплота парообразования равна 516,9 ккал/кг; отсюда энтальпия сухого насыщенного пара при давлении 3 кг/см² будет:

i^//=133,4+516,9=650,3 ккал/кг (табл 2)

Энтальпия влажного насыщенного пара в сильной степени зависит от его степени сухости; с уменьшением степени сухости пара его энтальпия уменьшается.

Энтальпия влажного пара равна:

i_вл=i^/(1-x)+ i^//x, ккал /кг.

Эту формулу легко уяснить себе на следующем примере: допустим, что давление пара 5 кг/см² и степень сухости 0,9 иначе говоря, 1 кг этого пара содержит 0,1 кг воды и 0,9 кг сухого пара. По (табл 2) находим, что энтальпия воды при давлении 5 кг/см² равна округленно 152 ккал/кг, а энтальпия сухого пара 656 ккал/кг; так как влажный пар состоит из смеси сухого пара и воды, то энтальпия влажного пара в данном случае будет равна:

I_вл=(152*0,1)+(656*0,9)=605,6 ккал/кг.

Следовательно, энтальпия влажного пара будет в этом случае примерно на 50 ккал/кг меньше, чем сухого насыщенного пара того же давления.

Перегретый пар

Если насыщенный пар отвести от поверхности испарения воды в котле и продолжать нагревать его отдельно, то температура пара будет подниматься и объем его увеличиваться. Устройство, в котором пар подогревается (пароперегреватель), сообщается с паровым пространством котла (рис 2). Пар, температура которого выше температуры кипения воды при том же давлении, называется перегретый пар. Если давление пара равно 25 ата, а температура его 425⁰ С, то он прегрет на 425 – 222,9 = 202,1⁰ С, так как давлению 25 ата соответствует температура насыщенного пара, равная 222,9⁰ С (табл 2) 

Энтальпия перегретого пара 

I=i^/+a=i^/+r+a, ккал/кг.

Следовательно, она превышает энтальпию сухого насыщенного пара того же давления на величину, выражающую собой количество теплоты, дополнительно сообщенное пару при перегреве; это количество теплоты равно:

а=ср(t2 – t1), ккал/кг,

где ср – средняя теплоемкость 1 кг пара при постоянном давлении. Ее величина зависит от давления и температуры пара; в (табл. 3) даны значения ср для некоторых температур и давлений;

t1 – температура насыщенного пара; t2 – температура перегретого пара.

Энтальпии перегретого пара для некоторых давлений и температур приведены в (табл. 4).

Перегревая свежий пар, мы сообщаем ему дополнительную теплоты, то есть увеличиваем начальную энтальпию. Это приводит к увеличению использованного теплопадения и повышению экономического к.п.д. установки работающей на перегретом паре. Кроме того, перегретый пар при движении в паропроводах не конденсируется в воду, так как конденсация может начаться только с момента, когда температура перегретого пара понизиться на столько, что он перейдет в насыщенное состояние. Отсутствие конденсации свежего пара особенно важно для паровых турбин, вода, скопившаяся в паропроводе и увлеченная паром в турбину, легко может разрушить лопатки турбины.

Преимущество перегретого пара настолько значительны и выгодность его применения настолько велика, что современные турбинные установки работают почти исключительно перегретым паром.

В настоящее время большинство тепловых электростанций строится с параметрами пара свыше 130 – 150 ата и свыше 565⁰ С. В дальнейшем для самых мощных блоков предполагается по мере освоения новых жаростойких сталей повысить параметры до 300 ата и 656⁰С.

При расширении перегретого пара его температура понижается, по достижении температуры насыщения перегретый пар проходит через состояние сухого насыщенного пара и превращается во влажный пар.

         Далее  ► ► ►

                             Наверх

                              Главная страница

W – массовый расход выпариваемой воды, кг/с.

Из формулы 3.2 получаем:

;

кг/с.

Решая совместно уравнения 3.1 и 3.2 получаем:

;

кг/с.

Материальный баланс выпаривания

Таблица 3.1

Поток	Обозначение	Численное значение, кг/с	Содержание соли, массовые доли
Исходный раствор		4,58	0,12
Упаренный раствор		2,2	0,25
Вторичный пар	W	2,38	—

3.2 Определение температур и давлений в узловых

точках технологической схемы

3.2.1 Определение температуры конденсации и давления вторичного пара в барометрическом конденсаторе

Температуру конденсации вторичного пара в барометрическом конденсаторе мы определяем по формуле:

(3.3)

где — температура конденсации греющего пара, ;

— полезная разность температур, К.

Принимаем = 40 К.

— температурная депрессия, К;

— гидростатическая депрессия, К.

Принимаем = 5 К.

— гидравлическая депрессия, К.

Принимаем = 1 К.

Давление греющего пара:

где — атмосферное давление,

— избыточное давление греющего пара.

По, находим по (/1/, табл. LVII,стр. 549) температуру греющего пара :

.

полагаем равной при и . По (/1/, рис. XIX, стр. 568), находим :

.

Подставляя, найденные значения и в уравнение для получаем:

.

По (/1/, табл. LVI, стр. 548) находим, что при . По (/1/, табл. LVII, стр. 549) находим температуру в барометрическом конденсаторе при давлении :

.

3.2.2 Определение температур и давлений в выпарном аппарате

Температура в сепараторе :

;

.

По [1, табл. LVI] находим давление вторичного пара в сепараторе при температуре :

.

Температура кипения раствора в сепараторе выпарного аппарата, при которой конечный раствор выводится из аппарата определяется по формуле: См. приложение.

; (3.4)

где , , — давление, Па.

.

Уточненное значение температурной депрессии определяем по формуле:

;

.

Оптимальная высота уровня по водомерному стеклу определяем по формуле:

(3.5)

где и — соответственно плотности раствора конечной концентрации и воды при средней температуре кипения , . Так как не известно, то принимаем . — рабочая высота труб, принимаем Плотность воды можно рассчитываем по формуле:

(3.6)

.

Плотность раствора определяем по формуле:

(3.7)

где , , .

Откуда

Подставляя найденные значения и в формулу 3.5 получаем:

Гидростатическое давление в середине высоты труб при определяем по формуле:

(3.8)

.

Подставляя в формулу 3.4 давление , находим среднюю температуру кипения раствора:

.

Находим уточненное значение гидростатической депрессии :

.

Находим уточненное значение полезной разности температур :

.

Начальную температуру раствора принимаем равной .

Таблица 3.2 — Температурный режим работы выпарной установки

Узловые точки технологической схемы	Температура,	Давление,
Барометрический конденсатор		90		0.715
Паровое пространство аппарата		91		0.740
Выход кипящего раствора в сепаратор		98.57	в сепараторе	0.740
Трубное пространство (середина высоты труб)		99.48		0.801
Межтрубное пространство греющей камеры		142,9		4,03
Вход исходного раствора в выпарной аппарат		92,0	—	—

3.3 Тепловой баланс выпарного аппарата

3.3.1 Расход теплоты на выпаривание

Тепловая нагрузка выпарного аппарата равна:

, (3.9)

где — расход теплоты на нагревание раствора, кВт; — расход теплоты на испарение влаги кВт; — теплота дегидратации. Обычно, эта величина мала по сравнению с другими статьями теплового баланса и ею можно пренебречь; — расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду.

Расход теплоты на нагревание раствора , определяется по формуле:

, (3.10)

где — теплоемкость разбавленного раствора, определяется по формуле:

(3.11)

где , , , , — удельная теплоемкость воды, определяется по формуле:

(3.12)

где — температура воды,

.

Тогда по формуле 3.11 будет равна:

и по формуле 3.10 получим:

.

Расход теплоты на испарение определяется по формуле:

(3.13)

где — энтальпия вторичного пара, при температуре .

По (/1/, табл. LVI, стр. 548) находим :

.

Теплоемкость воды по формуле 3.12 при температуре будет равна:

,

тогда по формуле 3.13 находим расход теплоты на испарение:

.

Расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду ,при расчете выпарных аппаратов принимают 3-5% от суммы . Таким образом, равняется:

.

Следовательно, количество теплоты, передаваемой от греющего пара к кипящему раствору, по формуле 3.9 равняется:

.

3.3.2 Определение расхода греющего пара

Расход греющего пара (в кг/с) в выпарном аппарате определяем по уравнению:

, (3.14)

где — паросодержание (степень сухости) греющего пара; — удельная теплота конденсации греющего пара, . Из (/1/, табл. LVII, стр. 550) находим для температуры ,

.

И получаем:

.

Удельный расход греющего пара:

3.4 Расчет греющей камеры выпарного аппарата

Выпарная установка работает при кипении раствора в трубах при оптимальном уровне. При расчете выпарного аппарата мы приняли высоту труб . При расчете установки мы приняли: тепловая нагрузка ; средняя температура кипения раствора хлорида аммония ; температура конденсации сухого насыщенного водяного пара . Для кипящего раствора коэффициент теплопроводности раствора NH4Cl мы рассчитываем по формуле:

, (3.15)

где , — коэффициент теплопроводности воды, :

, (3.16)

.

Тогда по формуле 2.15 получаем:

Средняя разность температур:

Находим коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося водяного пара к поверхности вертикальных труб по формуле:

, (3.17)

где (/1/, табл. 4.6, стр. 162).

;

Следовательно,

.

Коэффициент теплоотдачи от стенки труб к кипящему раствору:

, (3.18)

где

, (3.19)

и — соответственно плотности раствора и его пара при средней температуре кипения , К; — динамический коэффициент вязкости, ; — поверхностное натяжение раствора, Н/м, при и .

Плотность раствора, рассчитанная по формулам 3.6 и 3.7, равна:

;

.

Плотность пара находим по (/1/, табл. LVI, стр. 548):

.

Таким образом, по формуле 3.19 получаем:

.

Динамический коэффициент вязкости рассчитывается по формуле:

, (3.20)

где — температура раствора, , , , ; — вязкость воды, :

(3.21)

При средней температуре кипения раствора получаем:

.

.

Поверхностное натяжение берем по (/1/, табл. XXIII, стр. 526) для хлорида аммония 10% концентрации:

.

Подставляя найденные значения в формулу 3.18 получаем:

Принимаем тепловую проводимость загрязнений (/1/, табл. XXXI, стр. 531) стенки со стороны греющего пара и со стороны кипящего раствора . Коэффициент теплопроводности стали по (/1/, табл. XXVIII, стр. 529) принимаем равным:

,

по (/3/, табл. 2.2, стр. 16) толщину труб принимаем равной 2 мм. Тогда

.

Ввиду того, что и , для расчета коэффициента теплопередачи принимаем метод последовательных приближений.

Для определения исходного значения , учитывая: что при установившемся режиме теплопередачи , выражаем через :

.

Затем рассчитываем исходные значения и , принимая :

;

.

Находим значение

.

Составляем расчетную таблицу 3.3, в которую записываем исходные данные , , , и результаты последующих расчетов.

Таблица 3.3 Температурный режим работы выпарной установки

Прибли-жения и провероч-ный расчет	Конденсация греющего пара
I	142,9	139,9	3,0	7529	24770
II	142,9	137,31	5,59	6594	36863
III	142,9	136,06	6,85	6267	42934
IV	142,9	135.17	7.73	6081	47008
Прибли-жения и провероч-ный расчет	Стенка и ее загрязнения	Кипение раствора
I	1785	13,88	125,73	109,9	28,65	2532	72548
II	1785	20,65	116,66	109,9	19,58	3301	64628
III	1785	24,05	112,01	109,9	14,93	3654	54552
IV	1785	26.33	108.84	109,9	11.76	3881	45646

1. Первое приближение:

;

Температура — греющий пар

Cтраница 1

Температура греющего пара равна 135 1 С.
 [1]

Температура греющего пара должна быть достаточно высокой, чтобы создать необходимый для испарения влаги тепловой поток. Например, при температуре в основном потоке 330 К может потребоваться греющий пар с температурой более 500 К, чтобы он имел достаточно высокую температуру при выдуве из выходной кромки ( около 450 К), обеспечивающую интенсивное испарение капель. Для высокой эффективности выдува через выходную кромку греющий пар должен иметь скорость не меньшую, чем в ядре основного потока. Только в этом случае пленки и жгуты дробятся на мелкие капли, которые быстро разгоняются.
 [2]

Температуру греющего пара по аппаратам определим по формуле ( 3 — 10) при 6тр 1 0 С 298 3; i 3 84 2; 470 1; t 5 56ГС.
 [3]

Обычно температура греющего пара в первом корпусе устанавливается заранее. Точно так же устанавливается и давление, а следовательно и температура вторичного пара tn, покидающего первый корпус. Из уравнения ( 9 — 72) вычисляются температуры в остальных корпусах. Эти температуры, а следовательно и давления в выпарных аппаратах с данными поверхностями нагрева устанавливаются самопроизвольно, как результат динамического равновесия. Это справедливо также и при более точном расчете теплового баланса многокорпусной выпарки.
 [4]

Изменение температуры греющего пара приводит к изменению теплового потока, проходящего через стенки, но температура поверхности стенки, соприкасающейся с кипящей жидкостью, остается постоянной. Изменение скорости парового потока влияет только на скорость кипения жидкости. Поэтому реакцию системы на возмущения парового потока нужно определять по соответствующему изменению скорости кипения, а не по температуре жидкости. Для сравнения динамических свойств систем ниже приведены лишь результаты расчетов в виде частотных характеристик.
 [6]

Контроль температуры греющего пара осуществляется на общем коллекторе по его давлению указывающими манометрами или регистрирующими ( самопишущими) приборами, которые записывают величину давления пара на протяжении суток.
 [8]

Разность температур греющего пара и кипящей жидкости зависит прежде всего от давления греющего пара и давления пара над выпариваемой жидкостью. Температура греющего пара соответствует его давлению.
 [9]

Снижение температуры греющего пара в циркуляционных подогревателях вакуум-карбонатных сероочисток, в паровых нагревателях отделения ректификации фенолов и в других паровых нагревателях до минимально необходимой приведет к уменьшению коррозии нагревателей и возможности изготовления их из менее дефицитных легированных сталей.
 [10]

Разность температур греющего пара и нагреваемой воды называется температурным напором.
 [12]

Между температурой греющего пара и температурой вторичного-пара в MHoroKdpnycHbix установках поддерживается разность всего в несколько градусов. Сжимая адиабатически вторичный пар в компрессоре, легко можно повысить его температуру на несколько градусов и довести температуру насыщения его до тех пределов, какие требуются для создания разности температур, необходимой для передачи тепла кипящему раствору в нагревательной камере. Небольшое сжатие вторичного пара может дать такой же пар, как и свежий греющий пар, получаемый из котельной.
 [13]

Между температурой греющего пара и температурой кипения раствора в многокорпусных установках поддерживается разность всего в несколько градусов.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

   5

Турбина имеет
восемь нерегулируемых отборов пара

Для определения
температуры и энтальпии пара в камерах
отборов необходимо построить процесс
расширения пара на h,s
– диаграмме с начальными параметрами
пара:
МПа;
^оС;

кДж/кг.

Потеря давления
свежего пара в стопорном и регулирующих
клапанах, а также тракте паровпуска при
полностью открытых клапанах составляет
4%.

Учитывая потерю,
давление будет равным:

Из точки
соответствующей
состоянию пара перед первой ступенью,

проводится
вертикально вниз (по изоэнтропе) отрезок
длина которого в масштабе диаграммы
соответствует 20 мм. Этот отрезок отражал
бы изменения параметров пара в регулирующей
ступени, если бы процесс в ней протекал
без энергетических потерь. Относительный
внутренний КПД регулирующей ступени
принимаем равным
.

Энтальпия пара на
выходе регулирующей ступени
в реальном процессе расширения пара в
ступени равна:

.

Затем из полученной
точки вертикально вниз (по изоэнтропе)
проводится линия до пересечения с
изобарой давления в первом регенеративном
отборе
.

Далее это расстояние
переводится по масштабу в
и
умножается на

КПД отсека турбины,
из которого осуществляется отбор. Это
расстояние вновь откладывается вниз,
из прежней точки и по изоэнтальпе (при
пересечении изоэнтальпы и изобары 6,56
МПа) получаем точку реального процесса
и энтальпию пара в камере первого
регенеративного отбора в реальном
процессе расширения. Аналогично находятся
точки, соответствующие состоянию пара
в камере второго отбора.

Энтальпия пара в
первом отборе
,
кДж/кг, вычисляют по формуле

(1.6)

где
энтальпия
пара при адиабатном расширении при

внутренний
относительный кпд отсека, принят 0,84

.

Энтальпия пара во
втором отборе
,
кДж/кг, вычисляют по формуле

где
энтальпия
пара при адиабатном расширении при

внутренний
относительный кпд отсека, принят 0,84

.

Определяем давление
на входе в ЦСД, приняв потери давления
в системе промежуточного перегрева 7%:

^оС;

кДж/кг

Потеря давления
промежуточного пара в стопорном и
регулирующих клапанах ЦСД принят 4%.

Учитывая потерю,
давление будет равным:

Энтальпия пара в
третьем отборе
,
кДж/кг, вычисляют по формуле

где
энтальпия
пара при адиабатном расширении при

внутренний
относительный кпд отсека, принят 0,83

.

Энтальпия пара в
четвертом отборе
,
кДж/кг, вычисляют по формуле

где
энтальпия
пара при адиабатном расширении при

внутренний
относительный кпд отсека, принят 0,83

.

Энтальпия пара в
пятом отборе
,
кДж/кг, вычисляют по формуле

где
энтальпия
пара при адиабатном расширении при

внутренний
относительный кпд отсека, принят 0,83

.

Энтальпия пара в
шестом отборе
,
кДж/кг, вычисляют по формуле

где
энтальпия
пара при адиабатном расширении при

внутренний
относительный кпд отсека, принят 0,83

.

Энтальпия пара в
седьмом отборе
,
кДж/кг, вычисляют по формуле

где
энтальпия
пара при адиабатном расширении при

внутренний
относительный кпд отсека, принят 0,82

Энтальпия пара в
восьмом отборе
,
кДж/кг, вычисляют по формуле

где
энтальпия
пара при адиабатном расширении при

внутренний
относительный кпд отсека, принят 0,82

Энтальпия пара в
конденсаторе
,
кДж/кг, вычисляют по формуле

где
энтальпия
пара при адиабатном расширении при

внутренний
относительный кпд отсека, принят 0,82

На
рисунке 2. представлена h,S-диаграмма
расширения пара в турбине при номинальной
нагрузке.

По таблицам воды
и водяного пара определяем температуру
пара в соответствующем отборе турбины
по значениям его давления и энтальпии:

При
;

При
;

При
;

При

При
;

При
;

При
;

_{Пар в камере 8
отбора влажный, поэтому определяется
степень сухости пара:}

При
;

При
.

Рассчитываем
давление греющего водяного пара в
регенеративных подогревателях. Потери
давления по трубопроводу от отбора
турбины до соответствующего подогревателя
принимаются равным
:

Определяем по
таблицам воды и водяного пара [1] по
найденным давлениям насыщения в
подогревателях значения температуры
и энтальпии конденсата греющего пара:

При
кДж/кг;

При
;

При
;

При
;

При
;

При
;

При
;

При
;

При
.

Принимается
недогрев воды в регенеративных
подогревателях высокого давления
равным 2 ⁰С
и регенеративных подогревателях низкого
давления-5 ⁰С
и рассчитываем температуру воды на
выходе из этих подогревателей:

Давление за
питательным насосом с учетом гидравлических
потерь в парогенераторе:МПа.

Потери давления
питательной воды в ПВД составляют:

МПа.

Давление питательной
воды на выходе из ПВД составляет:

МПа

МПа

МПа

Потери давления
основного конденсата в ПС, СХ и ПНД
составляет:
МПа.

Давление
на выходе из конденсатного насоса I-го
подъема равно
МПа.

Давление основного
конденсата на выходе из ПС составляет:

МПа

Давление основного
конденсата на выходе из ПНД-1 составляет:

МПа.

Давление на выходе
из конденсатного насоса II-го
подъема равно
МПа.

Давление основного
конденсата на выходе из CХ
составляет:

МПа

Давление основного
конденсата на выходе из ПНД-2 составляет:

МПа.

Давление на выходе
из конденсатного насоса III-го
подъема равно
МПа.

Давление основного
конденсата на выходе из ПНД-3 составляет:

МПа

Давление основного
конденсата на выходе из ПНД-4 составляет:

МПа

По таблицам для
воды и перегретого пара определяем
энтальпию воды после подогревателей:

При
кДж/кг;

При
;

При
;

При
;

При
;

При
;

При
;

Величины
недоохлаждения дренажа, сливаемого из
ПВД, оцениваем значениями:
;;;

Температура и
энтальпия дренажа, сливаемого из ПВД,
соответственно равны:

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

Рисунок 2.
h,s-диаграмма
расширения пара в турбине К-800-240

Таблица
3. Параметры пара и воды в турбоустановке
К-800-240

№ отбора	РП, МПа	tП, 0С	hП, кДж/кг	Р’П, МПа	tH, 0С	hBH, кДж/кг	θП, 0С	РBП, МПа	tBП, 0С	hBП, кДж/кг	tДРП, 0С	hДРП, кДж/кг
0	23,5	560	3325	—	—	—	—	—	—	—	—	—
0′	22,56	556	3325	—	—	—	—	—	—	—	—	—
РС	17,37	496	3267	—	—	—	—	—	—	—	—	—
ПВД-7	6,56	342	3024	6,038	276	1250	2	35,1	274	1200	246	1066
ПВД-6	3,49	278	2919	3,21	238	1026	2	35,4	236	1026	206	884
ПВД-5	1,62	447	3357	1,5	198	845	2	35,7	196	855	177	750
Д	1,06	391	3245	0,74	167	707	0	0,74	167	707	—	—
ПНД-4	0,38	272	3012	0,35	139	584	5	1,2	134	564	139	584
ПНД-3	0,26	233	2936	0,24	126	530	5	1,3	121	509	126	530
ПНД-2	0,112	152	2780	0,103	100	421	0	0,103	100	421	100	421
ПНД-1	0,018	Х=96,3%	2518	0,0165	56	234	0	0,0165	56	234	56	234
К	0,0034	Х=90,7%	2324	0,0034	26,67	112

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #