Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии 


ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ




РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

УСТАНОВКИ С КОНДЕНСАЦИОННОЙ ТУРБИНОЙ

Задание

Составить и рассчитать тепловую схему турбоустановки, выбрать паровой котел и вспомогательное оборудование при следующих исходных данных:

1. Номинальная мощность турбогенератора N = 75 МВт.

2. Начальные параметры и конечное давление в цикле:

р0 = 90 бар,

t0 = 460°С,

рк = 0,06 бар.

3. Основные характеристики условного процесса турбины в h-s – диаграмме:

а) потеря давления в органах регулирования турбины:

р1 = 5%, следовательно

р'0 = (1-Dрр1)·р0 = (1-0,05)·р0 = 0,95·р0,

б) внутренний относительный КПД турбины hоi = 0,89.

4. В системе регенерации пять регенеративных подогревателей (m = 5); из них четыре поверхностного типа и один смешивающего – деаэратор. Давление в деаэраторе выбрать стандартным равным 6 бар.

5. Утечки цикла Dут = 1% от расхода пара на турбину; подогрев воды в эжекторном и сальниковым подогревателях Dtэп = 6°С и Dtсп = 4°С.

6. Потери давления в паропроводах от камер отборов до поверхностных подогревателей принять:

5 = 4%, Dр4 =5%, Dр2 = 7%, Dр1 =8%.

7. Поверхностные подогреватели без охладителей пара и охладителей конденсата; слив конденсата каскадный; недогрев воды в подогревателях dtнед = 6°C.

8. При расчете энергетических показателей блока принять:

- КПД котла hК = 93%,

- удельный расход электроэнергии на собственные нужды – рсн = 7%.

Составление тепловой схемы

Рис. 1. Расчетная тепловая схема теплоэнергетической установки с турбиной К-75-90


На рис. 1 представлена принципиальная тепловая схема энергетического блока с конденсационной турбиной К-80-75. Тепловая схема состоит из: парового котла (ПК), паровой турбины (ТГ) с генератором (Г), конденсатора (К), конденсатного и питательного насосов (КН, ПН), и подогревателей поверхностного и смешивающего типов.

По ходу воды в схеме предусмотрены:

- эжекторный подогреватель – ЭП;

- регенеративный поверхностный подогреватель низкого давления – П-1;

- сальниковый подогреватель – СП;

- регенеративный поверхностный подогреватель низкого давления – П-2;

- смешивающий регенеративный подогреватель (деаэратор) – П-3;

- регенеративный поверхностный подогреватель высокого давления – П-4;

- регенеративный поверхностный подогреватель высокого давления – П-5.

Восполнение утечек цикла осуществляется химически очищенной водой в конденсатор турбины. Вода на очистку забирается из обратного циркуляционного водовода. Для создания оптимальных условий коагуляции она подогревается до 40°С отборным паром турбины.

Распределение подогревов питательной воды по

Регенеративным подогревателям

Давление пара в регенеративных отборах

При начальных параметрах р0= 90 бар, t0 = 460°С по таблице III [2] (или в прилож. 3) определяем энтальпию пара:
h0 = 3272 кДж/кг, а по табл. II (или прилож. 3) температуру насыщения пара при начальном давлении р0 = 90 бар:
t0н = 303,31°С (t0н » 303,3°С) и при конечном давлении
рк = 0,06 бар, tк = 36,18°С (tк » 36,2°С). Один из способов распределения величины подогрева воды между регенеративными подогревателями основан на равенстве подогрева ее в подогревателях от температуры в конденсаторе (в данном примере 36,2°С) до температуры насыщения в цикле (при р0 = 90 бар температура насыщения tн = 303,3°С). При этом одним из подогревателей считается водяной экономайзер парового котла. Кроме регенеративных подогревателей в тепловых схемах ТЭС предусматриваются эжекторные и сальниковые подогреватели. При равномерном распределении подогрева воды по регенеративным подогревателям и при Dtэп = 6°С и Dtсп = 4°С величина подогрева питательной воды в каждом подогревателе определяется из следующей зависимости:

.

В этом случае температура питательной воды за каждым подогревателем:

за ЭП tэп = tк + Dtэп = 36,2 + 6 = 42,2°С;

за П-I t1 = tэп + Dtпод = 42,2 + 42,85 = 85,05°С;

за СП tсп = t1 + Dtсп = 85,05 + 4 = 89,05°С;

за П-2 t2 = tсп + Dtпод = 89,05 + 42,85 = 131,9°С;

за П-3 t3 = t2 + Dtпод = 131,9 + 42,85 = 174,75°С;

за П-4 t4 = t3 + Dtпод = 174,75 + 42,85 = 217,6°С;

за П-5 t5 = t4 + Dtпод = 217,6 + 42,85 = 260,45°С.

Примечание. Правильность определения температур за подогревателями рекомендуется проверить. Должно иметь место равенство: t5 + Dtпод » t0н.

В данном случае t5 + Dtпод = 260,45 + 42,85 = 303,3°С.

Параметры пара в камерах отборов турбины К-75-90

Баланс пара, питательной и добавочной воды

При принятом методе расчета тепловой схемы, в котором все расходы пара и воды в ее элементах выражаются через расход потерь пара на турбину «D», а утечки цикла сосредоточены в месте наивысшего температурного уровня рабочего тепла, имеем:



- необходимую производительность котельного агрегата блока,

Dка = D + Dут;

- количество питательной воды, подаваемой в котел питательного насоса,

Dпв = Dка;

Подставляя обусловленные значения величин, имеем:

Dка = D + 0,02·D = 1,02·D;

Dпв = 1,02·D.

Расчеты по системе регенерации и подсчет расхода пара на турбину

Расчет ПВД

Расчетная схема ПВД с необходимыми расчетными данными (энтальпиями пара, питательной воды и дренажа) из таблицы 2 дается на рис.4.

Уравнения теплового баланса подогревателей:

D5·(h5 – hн5) = K5·Dпв·(h5 – h4);

D4·(h4 – hн4) + D5·(hн5 – hн4) = K4·Dпв·(hпв4 – hпн);

где коэффициенты рассеяния тепла принимаем (для всех вариантов):

K5 = 1,009; K4 = 1,008;

Подставляя в уравнение известные величины, имеем:

D5·(3020 – 1167) = 1,009·1,02·D·(1139,8-934,4);

D5 = 0,0115·D.

Рис. 4. Расчетная схема ПВД

D4·(2920-957) + 0,115·D·(1167-957) =

= 1,008·1,02·D·(934,4-676);

2017,3·D4 +24,15·D = 256,677·D;

D4 = 0,1197·D.

Таким образом имеем, слив конденсата из ПВД в деаэратор:

D4 + D5 = 0,234·D.


Расчет деаэратора

Расчетная схема с необходимыми расчетными данными дана на рис.5.

Рис. 5. Расчетная схема деаэратора

Уравнение теплового баланса запишем в следующем виде, исходя из условия, что пар «выпара» деаэратора не учитывается в тепловом балансе, т.к. его величина невелика:

Dд·(h3 – h'д) + (D4 + D5)·(hн4 – h'д) = K3·[D'пв·(h'д – hок2)]

Количество питательной воды, идущей из ПНД, (D'пв) определяется из материального баланса деаэратора:

D'пв = Dпв – (D5 + D4 + Dд) =

= 1,02·D – 0,171 ·D – Dд = 0,786·D – Dд

Тогда при Кд = 1,007 (для всех вариатов):

Dд·(2760-670,5) + 0,234·D·(957 – 670,5) =

= 1,007·[(0,786·D – Dд)·(670,5 – 554,9)];

2089,5·Dд + 67,041·D = 91,5·D – 116,41·Dд;

2205,9·Dд = 29,46·D;

Dд = 0,0111·D.

В этом случае:

D'пв = 0,786·D – 0,0111·D = 0,7749·D

Расчет ПНД

Расчетная схема ПНД с необходимыми данными об энтальпии потоков теплоносителей дается на рис.6.

Уравнение теплового баланса для П – 2:

D2·(h2 – hн2) = K2·D'пв·(hок2 – hсп);

где hсп – энтальпия пара за сальниковым подогревателем (из табл.2, стр.13).

D2·(2620-580) = 1,005·0,7749·D·(554,9-373,1);

D2 = 0,0,0694·D.

Уравнение теплового баланса для П – 1:

D1·(h1 – hн1) + D2·(hн2 – hн1) = K1·D'пв·(hок1 – hэп);

D1·(2390-384,45) + 0,0694D·(580-384,45) =

= 1,004·0,7749·D·(356-267,5);

2005,6·D1 + 13,57·D = 92,19·D;

D1 = 0,039·D.

Рис. 6. Расчетная схема ПНД


И расход пара в конденсатор

Согласно расчетной тепловой схеме рис.1 и выполненным расчетам по определению расходов пара на подключенные подогреватели, расходы пара из отборов турбины равны:

DV = D5 = 0,115·D;

DIV = D4 = 0,1197·D;

DIII = Dд = 0,0111·D;

DII = D2 = 0,0694·D;

DI = D1 = 0,039·D.

И следовательно, суммарный расход пара на все отборы составит: S Dотб = 0,3542·D.

Расход пара в конденсатор турбины определяется из уравнения, характеризующего баланс потоков пара в турбине:

Dк = D - S Dотб = D – 0,3542·D, Dк = 0,6458·D.

Правильность выполненных расчетов устанавливается подсчетом расхода пара в конденсаторе по балансу потоков конденсата в тепловой схеме:

D*к = D'пв – (D1 + D2 + Dку) =

= 0,7749·D – (0,039·D + 0,0694·D + 0,01·D) =

= 0,7749·D – 0,1077·D = 0,6458·D;

D*к = 0,6458·D.

D*к = Dк, что свидетельствует о правильности расчетов.

Показатели турбоустановки

Удельный расход пара на турбину:

dэ = D / Nэ = (313.1589·103) / (75·103) = 4,18 кг/кВт.

Удельный расход тепла на производство электроэнергии:

 

где: hпв = hпв5 – энтальпия питательной воды за подогревателем №5; Qэ = 795436,7 кДж/ч – расход тепла на производство электроэнергии.

Абсолютный электрический КПД турбоустановки:

.

Расход тепла в турбинной установке на выработку электроэнергии, без учета затрат тепла на подогрев химически очищенной воды, подаваемой в цикл паротурбинной установки для восполнения потерь:

Q = Qэ – Dдв·(hпв – hприр) = 667717,41·103 – 6,26×(1139,8 –

– 63,15)·103= 660977,912 кДж/ч,

где hприр – энтальпия охлаждающей воды, поступающей в конденсатор из внешнего источника водоснабжения, температура воды в котором принимается 15°С и давление 2 бар (для всех вариантов), и тогда hприр =63,15 кДж/кг; Dдв – количество химически очищенной воды, подаваемой в цикл паротурбинной установки для восполнения потерь:

Dдв = 0,02·D = 0,02·313,1589 = 6,26 т/ч.

Удельный расход тепла на выработку электроэнергии (без учета расхода на собственные нужды):

q = Q / Nэ = 660977,912·103 / (75·103) = 8813,039 кДж/(кВт·ч).

Коэффициент полезного действия турбоустановки по выработке электроэнергии:


Список литературы

1. Ушаков Г.А. Расчет тепловой схемы энергетического блока конденсационной электростанции: Учеб. пособие / Иван. энергетич. ин-т. - Иваново, 1979.

2. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006.

3. Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций и тепловых сетей. – М.: Энергия, 1974.

 

РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ





Рекомендуемые страницы:


Читайте также:



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-10; Просмотров: 356; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2022 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.028 с.) Главная | Обратная связь