Точка 2.

Количество теплоты подведенного к 1 кг рабочего тела в ГТУ:

По молекулярно-кинетической теории:

i – число степеней свободы молекул.

Для двухатомного газа (воздух) i = 5

Количество теплоты отведенной от 1 кг рабочего тела ГТУ:

Рассчитаем термический КПД цикла ГТУ:

Абсолютный электрический КПД цикла ГТУ:

Работа цикла ГТУ:

5. Расчет цикла паротурбинной установки.

Построим процесс расширения пара в турбине с двумя регенеративными отборами в H-S диаграмме:

Рис. 2. Расширение пара в турбине.

ПГУ имеет 2 регенеративных отбора, давление пара в отборах:

Термический КПД регенеративного цикла с двумя отборами:

где α1 и α2 – доля пара в соответствующем отборе, определяется из уравнения теплового баланса регенеративного подогревателя (принимаем смесительные подогреватели).

где hотб1 и hотб2 – энтальпия пара в первом и втором отборах соответственно; h’отб1 и h’отб2 – энтальпия конденсата при давлении пара и второго отбора соответственно; h’6 – энтальпия конденсата при конечном давлении пара.

По таблице состояния насыщенного водяного пара при Ротб1=2,3МПа, Ротб2=280кПа и Ротр=3,5кПа(Ротб1=23бар, Ротб2=2,8бар и Ротр=0,035бар) находим h’отб1=941,5кДж/кг, h’отб2=551,4кДж/кг и h’6=111,86кДж/кг.

6. Определение технико-экономических показателей ПТУ.

Абсолютный электрический КПД цикла ПТУ:

Удельный расход пара:

Удельный расход пара реальной ПТУ:

Расход пара паровой турбиной:

Расход натурального топлива (природного газа) парогенератора для выработки найденного расхода пара; (h5-h11) – количество теплоты для подогрева 1 кг воды до состояния h5; h11в – энтальпия питательной воды на цикле точка 11 (h11в=h’отб1=941,5кДж/кг):

Удельный (на 1 кВтч выработанной электроэнергии) расход натурального топлива:

Удельный расход натурального топлива:

7. Расчет цикла ПГУ.

Принимаем параметры работы соответствующих турбин ПГУ такими же, как в ГТУ и ПТУ (по заданию). Регенеративный подогрев питательной воды в ПГУ осуществляется (согласно заданию) в поверхностном теплообменнике за счет теплоты выхлопных газов газовой турбины.

Составим уравнение теплового баланса регенеративного подогревателя:

Gг, Gп.в – расход газов и питательной воды.

Заданную электрическую мощность парового турбогенератора NП=NПТУ=40МВт в установке с регенерацией выхлопными газами можно обеспечить меньшим расходом пара.

В уравнение теплового баланса , где t4 и t10 – температура выхлопных газов до и после регенеративного подогревателя, а h8 и h11 – энтальпия питательной воды до и после регенеративного подогревателя. h8=h’6=111,86 кДж/кгК, а h11=h’отб1=941,5 кДж/кгК, cp=1,005 кДж/кгК. Расход газов через регенеративный подогреватель:

Электрическая мощность газогенератора (одинаковая для ГТУ и ПГУ):

8. Определение электрической мощности ГТУ и ее технико-экономические показатели.

Использование выхлопа газовой турбины на подогрев питательной воды не влияет на характеристики цикла ГТУ. Расход натурального топлива (природного газа) в камере сгорания:

Расход условного топлива:

На 1 кВтч выработанной электроэнергии расход натурального топлива:

Удельный расход условного топлива:

Электрическая мощность газогенератора (одинаковая для ГТУ и ПГУ):

9. Технико-экономические характеристики ПГУ.

Термический КПД парогазового цикла:

Абсолютный электрический КПД ПГУ: