Материал: 2293
11. Давление воздуха на входе в компрессор
р р |
0 |
1 |
ВС |
|
|
ТО |
0,103 1 0,01 1,38 0,02 0,139 МПа. |
1 |
|
H |
|
|
12. Давление газа за турбиной
р4 р1 КС 0,139 1,98 0,96 0,264 МПа.
13. Степень понижения давления в детандере определяется из уравне-
ния (3.14)
|
|
|
1 0,01 1,38 0,02 1,98 0,96 0,07 |
2,52. |
Д |
1 0,02 |
|||
|
|
|
|
14. Предполагаемая, без учета десублимации диоксида углерода, температура газа за детандером
T7 T6 1 Д 1 Д 167 1 0,88 1 2,52 0,286 133 К.
15. Расход топлива на 1 кг воздуха, проходящего через камеру сгорания (по формуле Я.Т. Ильичева),
bT |
cP3T3 cP2T2 |
|||
|
|
|
. |
|
QP |
nT3T |
nT0T |
||
|
H КС |
3 |
0 |
|
Величина QHP КС nT3T3 nT0T0 определяется по таблицам или аппрок-
симирующей формуле для КС = 0,98.
QHP КС nT3T3 nT0T0 = 41850·(1,02112 – 0,04775 t – 0,01375 t2) = Ф, где t = T3 /1000.
Ф = 41850·[1,02112 – 0,04775 · 1,1– 0,01375 · (1,1)2] = 39840; bT (1,158 · 1100 – 1,05 · 576) / 39840 = 0,01679 кг/кг.
16. Расход топлива
ВТ = GB bТ = 2 · 0,01679 = 0,03358 кг/c.
17.Коэффициент избытка воздуха
11
Г L0bT 14,8 0,01678 4,025.
18.Количество водяных паров, образовавшихся при сгорании топлива,
GT |
|
9H |
B |
|
9 14 |
0,03358 0,98 0,0415 кг/с. |
|
|
|||||
H2O |
|
100 T КС |
100 |
|
||
19. Количество водяных паров, поступивших в ТХЭА с воздухом,
GВ |
|
|
dH |
G |
B |
|
8 |
2 0,016 кг/с. |
|
103 dH |
|
||||||
H |
2O |
|
|
|
103 8 |
|||
20. Количество водяных паров в газе
GHГ2O GHT2O +GHВ2O = 0,0415 + 0,016 = 0,0575 кг/с.
21. По средней температуре в соответствующем процессе по таблицам теплоемкостей для воздуха и продуктов сгорания уточняем средние тепло-
50
емкости cP3 4 , cP6 7 , cP0 1' , c1P 2 . При значительном расхождении их с ранее принятыми производится коррекция и вычисления повторяются, начиная с п. 2.
22. Мощность турбины
NT GBcP3 4 T3 T4 2 1,09 (1100 833) 0,98 576 кВт.
23. Мощность детандера
NД GBcP6 7 T6 T7 ' 2 1,012 (167 133) 0,98 0,99 66,8 кВт.
24.Температура газов на выходе из теплоутилизационной части
T5 T0 T 288 (10...20) 305 К.
25.Массовая концентрация диоксида углерода в продуктах сгорания топлива
C |
CO |
|
0,367 |
CT |
|
0,0367 |
85 |
0,99 0,98 0,05. |
2 |
|
|
||||||
|
1 1/bT |
KC |
|
1 1/0,01679 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
26. Холодопроизводительность
Q0 GBcP7 8 T8 T7 ' 2 1,012 (163 133) 0,98 0,99 59 кВт, где T8 T6 (3...5) 167 4 163 К.
27. Тепловая нагрузка на регенератор
QP GBcP5 6 T5 T6 ' 2 1,015 (305 167) 0,98 0,99 271,8 кВт.
28. Тепловая нагрузка на теплообменник
QTO GBc1P 1' T1' T1 0,98 2 1,004 (320 305) 0,98 0,99 30 кВт.
29. Количество теплоты, переданное газом воде в котле-утилизаторе без учета конденсации водяных паров,
Q |
КУ |
G |
B |
c4 5 |
T T ' |
0,98 2 1,045 (833 305) 0,98 0,99 1060кВт. |
|||||||||||
|
|
P |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
30. Количество теплоты, переданное воде в экономайзере за счет кон- |
||||||||||||||||
денсации водяных паров, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НАС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dН2О |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Q |
КОНД |
|
СГ |
|
|
G |
B |
' r |
, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Н2О |
10 |
3 |
d |
НАС |
|
Н2О |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н2О |
|
|
|
|
|||
dHHAC2O определяется по h-d-диаграмме для смеси воздуха и водяного пара по температуре в точке 5 (см. рис. 3.1).
QКОНД |
|
|
10 |
|
|
|
|
0,98 |
0,0575 |
|
2 0,98 0,99 |
|
2511 95 кВт. |
||
103 10 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
31. Суммарная теплопроизводительность
Q QКУ QTO QКОНД 1060 30 95 1185 кВт.
32. Производительность по горячей воде
51
G |
ГВ |
|
Q |
|
1185 |
4,35 кг/с. |
|
h |
h |
|
|||||
|
|
|
335 62,5 |
||||
|
|
|
11 |
10 |
|
|
|
33. Массовая концентрация азота в продуктах сгорания топлива
|
GN |
|
1 CCO |
Г |
|
Г |
1 0,769 |
|||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 0,05 4,025 4,025 1 0,769 |
0,776. |
||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
4,025 |
|
|
|
|
|
|
||||
34. Массовая концентрация кислорода |
|
|
|
|
|
|||||||||
GО |
Г |
1 0,231 |
|
4,025 1 0,231 |
0,174. |
|||||||||
|
|
|
||||||||||||
2 |
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
4,025 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35. Молекулярная масса продуктов сгорания топлива
ПС ССО2 СО2 СN2 N2 CO2 O2
0,05 44 0,776 28 0,174 32 29,5.
36.Массовая концентрация диоксида углерода, отнесенная к смеси двухатомных газов,
C CCO2 0,05 0,0526.
|
|
|
|
|
1 CCO |
2 |
|
1 0,05 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
37. Молекулярная масса смеси двухатомных газов |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
CN |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
CCO |
2 |
|
|
|
|
|
CМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
CN |
|
CO |
|
|
СN |
CCO |
|
||||||||||||
|
|
|
2 |
2 |
|
N2 |
|
2 |
|
O2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||
|
0,776 |
|
|
28 |
|
|
|
0,174 |
|
32 28,73 кг/кмоль. |
||||||||||
|
|
|
|
0,776 0,174 |
||||||||||||||||
|
0,776 0,174 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
38. Температура продуктов сгорания топлива на входе в турбодетандер
T6 |
|
|
|
|
|
rCO2 CO2TKP |
|
|
, |
||
|
|
CO2 |
|
|
|
|
|||||
|
|
ln |
|
|
R T |
r |
|
CO2 |
|||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
C |
|
KP |
CO2 |
|
||||
|
|
|
Д |
|
|
СМ |
|
|
|
|
|
где R = 8,314 кДж/(кг·К) – универсальная газовая постоянная.
T6 |
|
|
575 44 194 |
167,8 K. |
||
|
44 |
|
|
|
||
|
ln |
|
|
|
8,314 194 575 44 |
|
|
|
|
|
|||
2,52 0,0526 28,73
Температура Т6 соответствует ранее принятому значению (при значительном расхождении провести коррекцию и повторить вычисления, начиная с п. 6).
52
39. Равновесная температура T7P определяется по уравнению (3.33). Уравнение решается методом последовательных приближений. Примем
T7P = 152,5 К и подставим в правую часть уравнения:
T |
133 |
|
2 |
|
|
|
|
575 |
0,526 |
|
44 |
|
|
|
|
152,6 K. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
7P |
1,015 |
|
1,015 |
|
|
|
|
28,73 exp |
575 44 (194 152,5) |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8,314 194 152,5 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Принятое и расчетное значения сходятся с точностью до 0,1 К (допус- |
||||||||||||||||||||||
кается расхождение 0,5 К). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
40. Производительность по СО2 |
определяется по уравнению (3.33): |
|||||||||||||||||||||
|
G |
CO2 |
0,99 0,98 2 |
1,015 152,5 133 2 |
|
0,06 кг/c. |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
575 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
41. Относительная экономия условного топлива при комплексной вы- |
||||||||||||||||||||||
работке диоксида углерода и теплоты по уравнению (3.39): |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1185 |
|
|
0,06 1 |
42700 0,03358 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
В |
|
|
|
29300 0,9 |
29300 |
|
|
100 53 %. |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1185 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 1 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29300 0,9 |
|
|
|
|
||||||||
3.3. Расчет параметров ТХЭА на переменных режимах работы
Расчет параметров ТХЭА (см. рис. 2.2) на переменных режимах работы осуществляется методом последовательных приближений. На характеристике нагнетателя (рис. 3.2) рабочие точки располагаются на линии постоянных приведенных оборотов nПР = n / nНОМ , соответствуют 81 % от номинального значения (nНОМ = 26200 об/мин; n = 21200 об/мин) и определяются частотой вращения электродвигателя и передаточным числом мультип-
ликатора. Адиабатный КПД и степень повышения давления Н нагнетателя являются функциями приведенных оборотов nПР и приведенного расхода воздуха GН ПР .
Рабочие точки на характеристике турбодетандера (рис. 3.3) находятся практически на одной линии GД ПР = f ( T ), а адиабатный КПД дополнительно является функцией приведенных оборотов:
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
||
|
Дад |
|
|
|
Д |
, |
|
|
|
. |
|
|
T |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
53
Hад* |
0,65 |
0,71 |
0,81 |
n/nНОМ = 1,0 |
|
0,83 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,96 |
|
|
0,79 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,90 |
|
|
0,77 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H* |
|
|
|
|
|
0,60 |
n/n |
НОМ = |
1,0 |
|
|
2,3 |
|
|
|
|
Рис. 3.2. Газодинами- |
|
|
0,90 |
|
||
2,1 |
|
|
|
ческие характерис- |
|
|
|
|
|
||
|
0,65 |
0,96 |
ристики нагнетателя |
||
|
|
||||
1,9
0,60
1,7
0,81
1,5
0,71
1,3
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
GН ПР , кг/c
Дад*
n/√T = 1070 |
1200 1340 |
0,9
0,8
0,7
1600 1740
GД ПР (см2√К/с)
12,6
11,4
10,2
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
Д* |
Рис. 3.3. Газодинамические характеристики турбодетандера
54