Математическая модель низкотемпературного теплового двигателя в составе конденсационной ТЭС Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

международный научный журнал «инновационная наука»

№12/2015

issn 2410-6070

УДК 62-176.2

А.М. Гафуров

инженер кафедры «Котельные установки и парогенераторы» Казанский государственный энергетический университет

Д.Д. Калимуллина студентка 3 курса института «СТиИЭС», кафедры «ВиВ» Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Г. Казань, Российская Федерация

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ В

СОСТАВЕ КОНДЕНСАЦИОННОЙ ТЭС

Аннотация

В статье рассматривается алгоритм расчета математической модели низкотемпературного теплового двигателя на низкокипящих рабочих телах в составе конденсационной тепловой электростанции (ТЭС).

Ключевые слова

Математическая модель, тепловой двигатель, низкокипящее рабочее тело

Целью исследования с помощью математической модели (ММ) низкотемпературного теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции на низкокипящих рабочих телах (НРТ) в составе ТЭС является определение термодинамических параметров и расходов НРТ в различных элементах (аппаратах) схемы, мощности турбодетандера (ТД), характеристик энергозатрат на конденсатные насосы (КН) и аппараты воздушного охлаждения (АВО), и критериев экономической эффективности такого производства (рис. 1).

Область исследования с помощью ММ низкотемпературного теплового двигателя в составе конденсационной установки ТЭС определяется температурами нагрева НРТ в конденсаторе (К) паровой турбины до 40°С и охлаждения в теплообменнике-конденсаторе АВО до -50°С.

С

Рисунок 1 - Блок-схема алгоритма расчета модулей узлов ММ теплового двигателя. Блок 3 и 5. Мощность КН рассчитывается по формуле: Щн = • ц^'4" • Ар • 103)/пн , где Ощ

международный научный журнал «инновационная наука» №12/2015 issn 2410-6070

массовый расход НРТ; ^Ж'нрт - средний удельный объем НРТ; Ар - напор, развиваемый насосом; - КПД насоса.

Блок 4. Тепловой баланс конденсатора рассчитывается по формуле [1]: Q = GK • - h]K) = G • (й3гнрт - й2жнрт), где GK- расход пара через конденсатор; hK - энтальпия пара на

входе в конденсатор; hK - энтальпия конденсата на выходе из конденсатора; fc^4"- энтальпия сжиженного

НРТ на входе в конденсатор; ^'нрт - энтальпия газообразного НРТ на выходе из конденсатора. Потери теплоты корпусом конденсатора в окружающую среду ничтожны.

Блок 6. Вырабатываемая электрическая мощность ТД рассчитывается по формуле: N™ = G • Ahs • • Пм • Пэг, где Ahs - изоэнтропийный теплоперепад НРТ; П - изоэнтропийный КПД

ступени; ^м - КПД механический; Пэг - КПД электрогенератора. Абсолютный электрический КПД турбодетандера рассчитывается по формуле: = N™/QK •

Блок 8. Потребляемая мощность АВО рассчитывается по формуле: n™ = (g^ • Артр/рвоз)/пв , где G^^

- массовый расход воздуха (охлаждающей среды); рвоз - плотность воздуха при его начальной температуре; Артр - сопротивление труб; - КПД вентилятора [2].

Блок 12. Эксергетический КПД установки рассчитывается по формуле:

пэкс = nr/gнpт • [(h^ - h^)- тг • te4" - )] где N™ - полезная электрическая мощность установки; hl'Bpi , Sз'нрт - энтальпия и энтропия состояния

НРТ на входе в ТД; h^'4", ^1жнрт- энтальпия и энтропия состояния НРТ на выходе из АВО;

температура охлаждающей среды [3].

Список использованной литературы:

1. Гуреев В.М., Ермаков А.М., Мисбахов Р.Ш., Москаленко Н.И. Численное моделирование кожухотрубного теплообменного аппарата с кольцевыми и полукольцевыми выемками.// Промышленная энергетика. 2014. № 11. С. 13-16.

2. Москаленко Н.И., Мисбахов Р.Ш., Ермаков А.М., Гуреев В.М. Моделирование процессов теплообмена и гидродинамики в кожухотрубном теплообменном аппарате.// Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2014. - № 11-12. - С. 75-80.

3. Мисбахов Р.Ш., Мизонов В.Е. Моделирование теплопроводности в составной области с фазовыми переходами.// Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2015. № 4. С. 39-43.

© Гафуров А.М., Калимуллина Д.Д., 2015

УДК 621.438

А.М. Гафуров

инженер кафедры «Котельные установки и парогенераторы» Казанский государственный энергетический университет

Р.М. Калимуллина

магистрантка 2 курса института электроэнергетики и электроники, каф. «ЭПП» Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, РФ

ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ ГАЗОВЫХ ТУРБИН ТИПА

SIEMENS SGT5-8000H

Аннотация

В статье представлены результаты расчетов математической модели современных газовых турбин типа