Құрастырушы: аға оқытушы ____________ Тілеубай Ж.Ж.
Жылуэнергетика кафедрасы
Курстық жұмысқа әдістемелік нұсқау
«Жылуэнергетикалық жүйелер және энергияны пайдалану» пәні бойынша
050717 «Жылуэнергетика» мамандығы үшін
Кафедра жиналысында ұсынылған
Хаттама №____«______»_____________200__ жыл
Кафедра меңгерушісі _________________ Баубеков К.Т.
Энергетиктикалық факультетінің әдістемелік кеңесімен жақталған «____»_________200__ жыл, хаттама №______
ӘК төрағасы ______________ Кабдуалиева М.М.
1 ЖЭО – ның қағидалық жылулық сүлбесін есептеу
Кіріспе
Пәндік жұмыс «Жылуэнергетикалық жүйелер және энергия пайдалану» пәнін оқығанда алған білімді терендетіп және баянды етуге (закрепить) арналған. Жылу электр стансалардың жылу энергетикалық жабдықтарын есептеумен таныстырады.
Пәндік жұмысқа тапсырма
Пәндік жұмыс нұсқасы 1.1-кестеден сынақ кітапша нөмірінің соңғы 2 цифры бойынша алынады. Жұмысты орындағанда:
Жылулық жүктемелерді есептеу керек.
ЖЭО-ның негізгі жабдықтарын тандау керек.
h-s сызбағында шығырда (турбина) будың ұлғаю құбылысын салып, алымдар көрсеткіштерінің жиынтық кестесін құрастыру керек.
Реттелетін алымдар (отбор) ажыратылғанда бушығырды қондырғының жылулық сүлбесін есептеу керек.
Бушығырлы қондырғының жылулық сүлбесін әртүрлі әдістермен компьютерде есептеп, ЖЭО-ның жалпы ПӘЕ-ін өсірудің ең тиімді әдісін көрсету керек.
Шығыр қондырғысының техника-экономикалық көрсеткіштерін анықтау керек.
ЖЭО-ның қағидалық жылулық сүлбесін А1 пішімде (формат) сызу керек. Басқа суреттер мен сызбақтар А4-те сызылып түсіндірмеге тігіледі. Түсіндірме жазу МЕМҮЛ (ГОСТ) 2.105-79 (ст СЭВ 2667-80) бойынша безендіріледі. Жұмыстың сызу бөлігі МЕМҮЛ (ГОСТ) 21.403-80 СПДС бойынша орындалады.
Пәндік жұмысты орындау үшін әдістемелік нұсқаулар
Жылулық жүктемелерді есептеу
Жылулық жүктемелерді есептеу ЖЭО-ның төрт жұмыс тәртібі үшін жүргізіледі.
Ι-тәртіп-максимал қыстық, жылытуды жобалау үшін берілетін tce сыртқы ауаның есептік ыстықтығына сәйкес.
Q1 –тапсырма бойынша берілген максимал жүктемелер қосындысы болады
Q1 = Q1жыл-у+жел-у+ Qы.с.қ , МВт (1.1)
ΙΙ-тәртіп ең суық айдағы сыртқы ауаның орташа ыстықтығына tcxm сәйкес.
QΙΙжыл-у+жел-у =ti – tcxm/ ti – tce · Q1жыл-у+жел-у , МВт (1.2)
QΙΙ = QΙΙжыл-у+жел-у+ Qы.с.қ , МВт (1.3)
мұнда ti- санитарлық норма бойынша баспана ішіндегі ыстықтық.
ΙΙΙ-тәртіп орташа қыстық жылыту кезеңіндегі сыртқы ауаның орташа ыстығына tcop сәйкес.
QΙΙΙжыл-у+жел-у = ti – tcop / ti – tce · Q1жыл-у+жел-у , МВт (1.4)
QΙΙΙ = QΙΙΙжыл-у+жел-у + Qы.с.қ (1.5)
ΙV-тәртіп жаздық жылыту және желдету жүктемелері жоқ кездегі ЖЭО-ның жұмысын сипаттайды.
QΙV = tы.с – tс.сж / tы.с – tс.сқ · βQы.с.қ = 60-15/ 60-5 · βQы.с.қ = 0.833 βQы.с.қ (1.6)
мұнда β-жаз кезеңіндегі су шығысының төмендеуін есепке алады (0.8-1.0).
ЖЭО-ның негізгі жабдығын таңдау
1.2.2.1 Шығыр қондырғысын таңдау.
ЖЭО-ның негізгі жабдығын үшінші тәртіптің орташа қыстық жүктемесі QΙΙΙ бойынша таңдалады. Анықтамалық әдебиетте жылуландыру шығырлары үшін реттелетін алымдар сипаттамасы ретінде алымнан бу шығысы немесе жылу шығысы беріледі. Пәндік жұмыста шығырды таңдау үшін жылу мөлшерін алымдарда алынатын боламалы бу мөлшеріне аудару керек. Жуықша есептеулер үшін жылуландыру алымдағы орташа қысымды Рш = 0.12 МПа және орташа ыстықтықты t = 105˚c деп алуға болады. Сонда су және су буының кестесінен бу iш = 2686 кДж/кг және шық ioш = 439 кДж/кг қажырларын (энтальпия) анықтап, табамыз
Дш = Qш / (iш - iош) · ηқ , кг/с. (1.6)
Мұнда Qш – жылулық жүктеме, квт;
ηқ – 0.98 қыздырғыш ПӘЕ.
Энергожүйеге кіретін ЖЭО-ғы жылуландыру қондырңыларының түрі және бірлік қуаты ауданның жылулық жүктемелерінің болашақ шамасын және сипатын ескеріп мүмкінше үлкендеу етіп алынады.
1.1-кесте Пәндік жұмысқа бастапқы мәліметтер
Сынақ кітапша нөмірінің соңғы 2 цифрының біріншісі
|
Qжүктеме , МВт
|
Сынақ кітапша нөмірінің соңғы 2 цифрының екіншісі
|
Дө,
т/сағ.
|
ηoi
|
Қала
|
tce, ˚С
|
tcop, ˚С
|
tcxm, ˚C
|
Qжыл-у+жел-у
|
Qы.с.қ
|
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
|
100
300
150
180
280
190
270
180
140
300
|
40
100
50
70
90
90
130
100
60
100
|
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
|
150
450
270
400
420
700
200
250
460
360
|
0.62
0.64
0.66
0.74
0.76
0.80
0.85
0.71
0.82
0.65
|
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
|
-31
-25
-32
-32
-35
-38
-30
-35
-15
-29
|
-7.3
-2.1
-6.9
-7.5
-8.7
-8.0
-6.5
-8.7
2.4
-8.1
|
-15.6
-7.4
-16.2
-15.1
-17.7
-16.2
-14.2
-17.4
-0.9
-14.9
|
Мысалы: сынақ кітапша нөмірінің соңғы 2 цифры 57 болса, онда біріншісі 5, екіншісі 7.1.1-кесте бойынша
Qжыл-у+жел-у = 190 МВт, Д0 = 250 м/сағ;
ηoi = 0.71; tce = -350 C; tcop = -8.70 С; tcxm = -17.40 С.
Шығырды таңдау берілген өндірістік мұқтаждыққа бу шығысы Dө т/сағ бойынша жасалады, бірінші «ПТ» немесе «Р» түрлі шығырлар, сосын «Т» түрлі шығырлар таңдалады. Өндірістік бу алымы бар шығырлар бұл алымды жыл бойынша ұзақ пайдалануды ескеріп таңдалады. Қарсы қысымды шығырлар жылыту және өндірістік булық жүктемелердің негізгі (базовая) бөлігін қамтамасыз ету үшін таңдалады.
Екі көрсетілген (номинал) қуат мәні бар шығырларды қондырғанда, мысалы Т- 250/300-240, ЖЭО-ның қондырылған электр қуаты шығырдың максимал қуатының мәні бойынша анықталады. Бұндай қондырғылардың жұмыстық қуаты және электр қайратын (энергия) өндіруі жылулық жүктеме тәртібіне (графигіне) сәйкесті ЖЭО жобасында анықталады. Қыстық тәртіпте қондырғының максимал электрлік қуатын пайдалану жобада есептелмейді, себебі ол тек апаттық жағдайларда рұқсат етіледі.
1.2.2.2 Қайраттық қазан қондырғыларын (ҚҚ) таңдау
Қондырылған қазандар саны және бірлік қуаты қазандықтың қосынды жылулық жүктемесіне және жеке кәсіпорындардың жылу тұтыну тәртібімен анықталады. Таңдалған шығырлар сипаттамалары бойынша шығырларға берілетін жаңа будың қосынды шығысы және көрсеткіштері табылады. Будың қосынды шығысын және оның көрсеткіштерін білсек, қазандық қондырғылардың санын және бу өндірулігін таңдаймыз.
Қондырылатын ҚҚ санын және бірлік жылу өндірулігін ҚҚ-ның есептік өндірулігінің шамасы бойынша таңдау керек. Өндірулігі ең үлкен қазан істен шыққанда қалғандары тәсілдемелік (технологиялық) тұтынушыларға максимал жылу беруді және ΙΙ-тәртіп бойынша қажетті мөлшерде жылытуға, желдетуге және ыстық сумен қамдауға жылу беруді қамтамасыз етулері керек.
Шығырлармен құрамада (блок) қондырылатын ҚҚ өндірулігі жаңа будың өзіндік мұқтаждыққа шығысын және 3% -дық қорды есепке алып шығыр арқылы жаңа будың максимал өтуі бойынша таңдалады. Көлденең байланыстары бар ЖЭО-да қондырылған ҚҚ-дың саны және бу өндірулігі шығырлардың қосынды максимал шығысы бойынша өзіндік мұқтаждықты 3% мөлшерде ескеріп таңдалады.
Пәндік жұмыста қазандар санын шығырлар санына тең етіп алуға болады.
1.2.2.3 Су қыздыратын шындық қазандарды таңдау
ЖЭО-ның негізгі жабдығы ΙΙΙ-тәртіп жүктемесі QΙΙΙ – бойынша таңдалған. Сонымен ЖЭО Ι және ΙΙ-тәртіптер жүктемелерін шындық су қыздыру қазандары (ШСҚ) қамтамасыз етеді.
ШСҚ-дың жылу өндірулігі және саны, әдетте, жылыту, желдету және ыстық сумен қамдаудың максимал жылулық жүктемесінің 40-45%-ын қамтамасыз ету шарты бойынша таңдалады.
ШСҚ жылулық жүктемесі жуктемелер айырмасы ретінде анықталады.
,МВт
Жылулық қуат бойынша ШСҚ түрлері таңдалады.
1.2.3.Бушығырлы қондырғының жылулық сүлбесін есептеу.
Жылулық сүлбесін есептеу «ПТ» және «Т» түрлі шығырлары бар бу шығырлы қондырғылар үшін өндірістік және жылуландырулық алымдар жоқ болғанда жүргізіледі.Бұл есептеуді жүргізгенде (4) әдебиеттен 84-94-беттердегі 5.3,5.4-мысалдарды қараңыз.
1.2.3.1 Будың шығырда ұлғаю құбылысын h-S сызбақта салу және жаңғыртулық алымдар көрсеткіштерінің жиынтық кестесін құрастыру.
Шығырда будың ұлғаю құбылысын h-S сызбақта салу келесі ретпен жүргізіледі. Жаңа бу қысымы Po , ыстықтығы to және соңғы қысым Pc бойынша будың теориялық ұлғаю құбылысы салынады
1.2.1-сурет. h-S сызбақта будың ұлғаю құбылысы.
Нақты ұлғаю құбылысы «О» және «К» нүктелер арасында салынады. Соңғы нүкте есептелген қажыр(энтальпия) шамасы hc бойынша изобарада(қысымтұрақта) болады.
(1.8.)
мұндағы -шығырдың ішкі салыстырмалы ПӘК.
ОК сызығы мен шығыр сипаттамаларынан алынған бу қысымтұрақтарының қиылысынан жаңғыртулық алымдардағы бу қажырларын табамыз. Алымдағы бу көрсеткіштерін 2.1-кестеге жазады.
Аты
|
Алымдар
|
|
0
|
1
|
2
|
3
|
Д
|
4
|
5
|
6
|
7
|
С
|
1.Алымдағы қысым Ρί, МПа
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Алымдағы бу ыстықтығы tί ,0С
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.Алымдағы бу қажыр(энтальпия), hί ,кДж/кг
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.Қанығу ыстықтығы tқ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.Ағызу (дренаж) қажыры hа.ғ.ί , кДж/кг
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.Су ыстықтығы: қыздырғыштан кейін t ״сί ,0С
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.Қыздырғышқа дейін су ыстықтығы t ׳ сί
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8.Қыздырғыштан кейін су қажыры h ״а.ғ.ί , кДж/кг
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. Қыздырғышқа дейін су қажыры h ׳а.ғ.ί , кДж/кг
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.Алым буымен электр қайратын кем өндіру еселеуші Уί
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Алымдағы бу қысымдары бойынша қанығу ыстықтығы tқί ,0С , ағызу (дренаж) қажыры hа.ғ.ί , кДж/кг .Беттік қыздырғыштан кейін су ыстығы кем қызуды ескерсе (∆t=50С).
t ״сί = tқί -5 , 0С (1.9)
Қыздырғышқа дейін су ыстығы алдыңғы қыздырғыштан кейінгі су ыстықтығы ретінде анықталады (қыздырғыштар нөмері бу алымының нөмірімен белгіленеді). Мысалы, 1 қыздырғышқа дейін су ыстықтығы 2 қыздырғыштан кейінгі су ыстықтығына тең :
t ׳ с1 = t ״с2 = tқ2 -5 , 0С (1.10)
Бұл қыздырғыш араластырғыш түріндегі болғандықтан, газсыздырғышта (деаэратор) кем қызу жоқ.
Су қажыры су және су буының қасиеттерінің кестесі бойынша анықталады.
ЖҚҚ-ғы қоректік су қысымы
Ρқ.с=1,4 Ρо (1.11)
1.2.3.2.Бу шығырлы қондырғының жылулық сүлбесін есептеу реті.
Есептеу ретін 2.2-суреттегі жылулық сүлбе мысалында қарастырамыз.
1.2-сурет.Бушығырлы қондырғының жылулық сүлбесі.
Жоғары қысымды қыздырғыштар (ЖҚҚ) тобы, газсыздандырғыш үшін жылулық теңестік (баланс) теңдеуін құрастырып және 2.1-кестеден шамалар мәнін қойып, алымдар үлесін табамыз.
ЖҚҚ-1: ά1(h2- hа.ғ1)ήқ= άқс(h ״с1- h׳с1),
Мұнан
h ״с1 ά1= άқс(h ״с1- h׳с1) (1.12)
hа.ғ1 ά1, h1 (h1- hа.ғ1)ήқ
άқс, h׳с1 оңайлату үшін άқс=1 деп қабылдаймыз.
ЖҚҚ-2: ά2(h2- hа.ғ2)ήқ+ ά1(h а.ғ1- hа.ғ2)ήқ = άқс(h ״с2- h׳с2),
h а.ғ1 h ״с2
ά2, h2 ά2= άқс(h ״с2- h׳с2) - ά1(h а.ғ1- hа.ғ2) ήқ (1.13)
(h2- hа.ғ2)ήқ
hа.ғ2 h׳с2
ЖҚҚ-3: ά3(h3- hа.ғ3)ήқ+ (ά1+ ά2)(h а.ғ2- hа.ғ3)ήқ = άқс(h ״с3- h׳с3),
h а.ғ2 h ״с3
ά3, h3 ά3= άқс(h ״с3- h׳с3) -(ά1+ ά2)(h а.ғ2- hа.ғ3)ήқ (1.14)
(h3- hа.ғ3)ήқ
hа.ғ3 h׳3
газсыздaндырғыш:
άқс(h׳с3-h ״с4) = ά2(h2- h ״с4) + (ά1+ ά2+ ά3)(h а.ғ3- h ״с4)
h а.ғ3 άшг,h ״с4
ά2, h2 ά2 = (h׳с3-h ״с4) -(ά1+ ά2+ ά3)(h а.ғ3- h ״с4)
h2- h ״с4 ά1+ ά2+ ά3
άқс = (ά1+ ά2+ ά3) + άг+ άшг, άшг= άқс -(ά1+ ά2+ ά3) - άг . (1.15)
h׳с3 ,άқс
Осы тәріздес ТҚҚ тобы үшін:
ТҚҚ-4: ά4(h4- hа.ғ4)ήқ= άшг(h ״с4- h׳с4),
h ״с4 ,άшг
ά4,h4 ά4 = άшг(h ״с4- h׳с4), . (1.16)
(h4- hа.ғ4) ή қ
hа.ғ4 h׳с4
ТҚҚ-5: ά5(h5- hа.ғ5)ήқ+ ά4(hа.ғ4- hа.ғ5)ήқ = άшг(h ״с5- h׳с5),
h ״с5 ,άшг
hа.ғ4 ά5,h5 ά5 = άшг(h ״с5- h׳с5)-ά4(hа.ғ4- hа.ғ5)ήқ, . (1.17)
(h5- hа.ғ5) ή қ
hа.ғ5 h׳с5
ТҚҚ-6: ά6(h6- hа.ғ6)ήқ+ (ά4 +ά5 )(hа.ғ5- hа.ғ6)ήқ = άшг(h ״с6- h׳с6),
h ״с6 ,άшг
hа.ғ5 ά6,h6 ά6 = άшг(h ״с6- h׳с6) -(ά4 +ά5 )(hа.ғ5- hа.ғ6)ήқ, . (1.18) (h6- hа.ғ6) ή қ
hа.ғ6 h׳с6
ТҚҚ-7: α7(h7-hав7) ηқ+(α4+α5+α6)(hab6-hac7) ηқ=αшг(hc7"-hc7')
α7= αшг(hc7"-hc7')- (α4+α5+α6)(hab6-hac7) ηқ/(h7-hав7) ηқ (1.19)
haг6 h"c 7
α7,h7
haг7
h'c 7
1.2.3.3Бушығырлы қондыргы сүлбесін ЭЕМ-мен есептеу үшін тапсырма.
1.2.3-суретте бушығырлы қондырғы сүлбесін ӘЕМ-мен есептеудің жиынтық сүлбесі келтірген.Бүл алгоритм бойынша иысал ретінде «Курсовой ИСТ ПП2» деген атпен EXEL-де жылулық сүлбені есептеу бағдарламасы құрастырылған.
ЖЭО-ның көрсеткіштері,яғни шығырда жұмыс істейтін будың бастапқы және сонғы қысымдары және де оны аса қыздыру станса жұмысының тиімділігіне айтарлықтай ықпал етеді.Кейбір қуаты орташа жылу стансалардың жұмыстық көрсеткіштерін тандағанда келесі жағдайларды ескерді.
а) шыгыр алдындағы жана будың бастапқы көрсеткіштерін жоғарлату бушығырлы ЭС-ның барлық түрлерінің тиімділігін арттырады. Бастапқы көрсеткіштерді жоғарлату шегі жана беріктігі жоғары және ыстыққа төзімді болаттарды қолдану тәсілдемесімен анықталады:
б) Буды аса қыздыруды қолдану станса тиімділігін арттырады және шығырда будың соңғы ылғалдылығын 12-14 %-ға төмендетеді:
в)будың соңғы қысымы мен ыстықтығын төмендету шығырдың термиялық ПӘЕ-ін өсіреді.Іс жүзінде соңғы көрсеткіштерді төмендету бушығыр шықтағышына кірудегі салқындататын су ыстығымен және ондағы жылуамасу жағдайларымен анықталады:
г) қөректік суды жаңғыртулық қыздыруды қолдану, бұл қоршаған ортаға жылу әкетуді азайтады.
Беттік қыздырғыштары қоректік суды жаңғыртулық қыздыруды шықты әкетудің төрт сүлбесінің көмегімен жүзеге асырыға болады:
а) көтеру сорғылары бар шықты әкету сүлбесі:
б) түсіру сорғылары бар әкету сүлбесі:
в)каскадтық көтеруі бар әкету сүлбесі:
г) шықты қыздырғыштардан каскадтық ағызу.
Бұлардың ішінде тиімдісі алдынғы үшеуі.Олар қоректік суды будың қанығу ыстықтығына дейін кемқыздырудың кіші мәндерінде араластырғыш қыздырғышы бар сүлбедей тиімділік береді. Ең тиімсізі қыздыратын будың шығын каскадтық ағызуы бар сүлбе. Бұл сүлбеде қыздыратын будың ыстық шығынын төмен қысымды алвмдарды ығыстыруы жаңғыртулық жүйенің тиімділігін төмендетеді.
Осы жағдайлар негізінде әрбір студент бушығырлы қондырғының жылулық сүлбесін есептеудің ЭЕМ қолдонып өз ідңстемесін жасап, жиынтық-сүлбесін құрастыру қажет.
1.3 Бу шығырлы қондырғының техника-экономикалық көрсеткіштері.
Жаңғыртылуы бар шығыр қондырғысына (ШҚ) бу шығысы
n
Д0=Дк/{1-∑γ 1α 1}, кг/с, (1.20)
1
Мұнда Дк=Nэ/(h0-hсоә)* ηм ηэ.қ. –жаңғыртылусыздағы бу шығысы;
γ i= ( hi-hсоә) /(h0-hсоә) -жылулық тұтынуға кеткен i- алым буының электор қайрат кемөндіру еселеуіші;
ηм=0.98 ; ηэ.в.=0.99.
Жаңғыртылуы бар ШҚ-на жылу шығысы
Qшқж=Д0(h0-hқ,с), МВт (1.21)
Жаңғыртылуы жоқ ШҚ-на жылу шығысы
Qшққ=Дк(h0-hшық), МВт (1.22)
Жаңғыртылуы бар ШҚ- ның пайдалы әрекет еселеуіші
ηшқж=Nэ/ Qшқж= Nэ /Д0(h0-hқ,с) (1.23)
Жаңғыртылуы жоқ ШҚ- ның пайдалы әрекет еселеуіші
ηшқ= Nэ/ Qшққ= Nэ / Дк(h0-hшық) (1.24)
Шартты отын шығысы
Bшқе=Qшқ/Qт.ш.ож.,кг/ с, (1.25)
Мұнда Qт.ш.ож=29330 кДж/кг
Шығыр қондырғысына шартты отынның меншікті шығысы
Вш.о.шқ= 1/Qт.ш.ож ηшқ, кг/кДж (1.26)
Вш.о.шқ=3,6/ Qт.ш.ож ηшқ, кг/кВт·сағ (1.27)
Стансаның жалпы ПӘЕ:
ηст=ηшқ·ηққ·ηтас (1.28)
Мұнда ηққ=0.90 - қазандық қондырғының ПӘЕ.
ηтас =0.99- жылуды тасымалдаудың ПӘЕ.
1.4 Қортынды
Шығыр қондырғысының жаңғыртылу бардағы және жоқтағы ( шықтық тәртиптегі) ПӘЕ-ін салыстырып қорытынды жасау. Олардың айырмашылығын түсіндіру керек.
Әдебиеттер тізімі.
1.Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции.-М: Энерго-атомиздат,1987-326с.
2.Ривкин С.Л. Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара:
Справочник.-М: Энергоатомиздат, 1987-79с.
3.Тепловые и атомные электрические станции. Справочник под ред.В.А.Григорьева,В.М.Зорина.-М.. Энергоатомиздат,1989.-608с.
4.Промышленные тепловые электростанции под ред.Е.Я.Соколова. М..Энергия,1979-269с.
5.Нормы технологического проектирования тепловых электростанций.-М..Энергоиздат,1981.
Достарыңызбен бөлісу: |