Zadanie 33

Elektrociep ownia zawodowa zasila zak ad przemys owy w ciep o i par technologiczn .

Schemat cieplno przep ywowy przestawiono na poni szym rysunku. Kocio produkuj par o ci nieniu 100 bar i temperaturze 430 °C. Para zasila turbozespó upustowo przeciwpr ny.

Turbozespó posiada jeden upust technologiczny. Pobierana para z upustu posiada ci nienie

2 bar. Z upustu tego zasilany jest odgazowywacz oraz pobierana jest para na cele technologiczne. Na technologi pobierane jest 20 t/h pary. Z wylotu turbozespo u zasilany jest wymiennik ciep owniczy. Wymiennik ciep owniczy ch odzony jest wod sieciow o temperaturze 60 °C. Woda ta podgrzewa si do temperatury 85 °C. Wiadomo, e przez wymiennik p ynie 700 t/h wody. Wiadomo, równie , e dTmin w wymienniku wynosi 5 stopni.

Nale y za

, e para zasilaj ca wymiennik to para wilgotna. Skropliny opuszczaj ce wymiennik s nieprzech odzone. Nale y przyj nast puj c sprawno ci rozpr ania pary w turbinie i1-2=0,78, i2-3=0,8. Sprawno zainstalowanego kot a wynosi k=0,85. Ciep o ciwe wody 4,19 kJ/(kg K). Ci nienie w odgazowywaczu jest równe ci nieniu w upu cie.

Temperatura w punkcie 8 wynosi 15 °C.

1

PeTP

TP

KP

GP

2

3

12

4

5

9

7

WW1

10

6

ODG

8

Lp

m kg/s

t oC

p bar

i kJ/kg

x

s kJ/(kg K)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Ci nienie pary z kot a jest równe p

100 bar

1

Temperatura pary z kot a jest równa T

o

430 C

1

Entalpia pary z kot a wynosi

kJ

i

f p , T

3187,132

1

1

1

kg

Entropia pary z kot a wynosi

kJ

s

f p , T

6,34

1

1

1

kg K

Temperatura pary na wylocie z turbiny T

T

o

5

85

5

90 C

3

9

Ci nienie pary na wylocie z turbiny p

f ( T )

0,70109 bar

3

3

Temperatura skroplin za wymiennikiem ciep owniczym T

T

6

3

Ci nienie skroplin za wymiennikiem ciep owniczym p

p

6

3

Entalpia skroplin

kJ

i

c

T

377,1

6

w

6

kg

Izentropowy spadek entalpii od wlotu pary do upustu kJ

h

f ( p , T , p ) 788,9574

1

i

2

1

1

2

kg

Entalpia pary w upu cie

kJ

i

i

h

2571,745

2

1

1

i

2

1 2

kg

Stopie sucho ci pary w upu cie x

f ( p , i ) 0,938

2

2

2

Temperatura pary w upu cie

T

f ( p

o

)

120,2359 C

2

2

Entropia pary w upu cie

kJ

s

f ( p , x ) 6,78

2

2

2

kg K

Parametry pary w punktach 4 i 5 s takie same jak w punkcie 2.

Izentropowy spadek entalpii od upustu pary do wylotu kJ

h

f ( p , T , p ) 174,6699

i 2 3

2

2

3

kg

Entalpia pary na wylocie z turbiny kJ

i

i

h

2432,009

3

2

i 2 3

2 3

kg

Stopie sucho ci pary na wylocie z turbiny x

f ( p , i ) 0,9

3

3

3

Entropia pary w upu cie na wylocie z turbiny kJ

s

f ( p , x ) 6,85

3

3

3

kg K

Ci nienie przed pomp

p

2 bar

7

Temperatura przed pomp

T

f ( p

o

)

120 C

7

7

Entalpia skroplin przed pomp

kJ

i

c

T

503,7884

7

w

7

kg

Entalpia wody w punkcie 8 wynosi kJ

i

c

T

62,85

8

w

8

kg

Strumie ciep a przekazywany w wymienniku ciep owniczym Q

m 10 c T

T

20368,06 kW

C

w

9

10

Strumie masy pary do wymiennika ciep owniczego Q

kg

m

C

3

9,9119

i

i

s

3

6

Strumie ciep a przekazany przez par technologiczn Q

m 4 i

i

13938,31 kW

T

4

8

Bilans masy i energii dla odgazowywacza m 5

m 6

m 8

m 7

m 5 h

m 6 h

m 8 h

m 7 h

5

6

8

7

Z bilansu masy i energii dla odgazowywacza mo na wyznaczy m 6 h

m 8 h

m 6

m 8 h

6

8

7

m 5

1,791808 kg/

s

h

h

7

5

Strumie masy w punkcie 2

m 2

m 5

m 4

7,347363 kg/s

Strumie masy pary w punkcie 6 jest równy m 6

m 3

Strumie masy pary z kot a wynosi 1

m

m 2

m 3

17,25926 kg/s

Strumie wody zasilaj cej kocio m 7

1

m

Strumie wody w punkcie 8 jest równy m 8

m 4

Moc elektryczna

P

m 1 i

i

m 3 i

i

12006,17 kW

el

1

2

2

3

Strumie ciep a dostarczony do pary w kotle Q

m 1 i

i

46312,53 kW

par

1

7

Strumie ciep a dostarczony w paliwie Q par

Q

54485,33 kW

k ot

k

Sprawno uk adu

Q

Q

P

C

T

el

85

,

0

Q kot

Lp

m kg/s

t oC

p bar

i kJ/kg

x

s kJ/(kg K)

1

17,25926

340

100

3187,132

6,34

2

7,347363 120,2359

2

2571,745

0,938

6,78

3

9,9119

90

0,70109

2432,009

0,9

6,85

4

5,555

120,2359

2

2571,745

0,938

6,78

5

1,791808 120,2359

2

2571,745

0,938

6,78

6

9,9119

90

0,70109

377,1

0

7

17,25926

2

120

503,7884

0

8

5,555

15

62,85

9

194,444

85

10

194,444

60