Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Описание тепловой схемы и подготовка данных к расчёту

Произвести расчет тепловой схемы и определить технико-экономические показатели блока Т-180-130 при следующих данных:

электрическая нагрузка W_э=180000 кВт.

максимальная отопительная нагрузка кВт.

тепловая мощность отопительных отборовкВт.

Принципиальная тепловая схема с турбиной Т-180-130 представлена на рисунке 1 [6]. Как видно из тепловой схемы отпуск тепла осуществляется из двух теплофикационных, регулируемых отборов. Отборный пар поступает на две сетевые подогревательные установки включенные последовательно.

Система регенерации состоит из четырёх подогревателей низкого давления, деаэратора и трёх подогревателей высокого давления. Слив конденсата из подогревателей высокого давления (ПВД) - каскадный в деаэратор. Слив конденсата из подогревателей низкого давления (ПНД) - каскадный в ПНД №1 и из него дренажным насосом (ДН) в линию основного конденсата. В схеме используется котел барабанного типа, непрерывная продувка котла направляется в двухступенчатый расширитель. Для уменьшения тепловых потерь с продувочной водой используется поверхностный подогреватель химически очищенной воды (ПХОВ) из химводоочистки (ХВО). Из расширителя первой ступени выпар направляется в деаэратор, из расширителя второй ступени в подогреватель низкого давления №1. Пар из уплонений поступает в сальниковый подогреватель (ОУ), а из основных эжекторов конденсатора - в охладитель эжекторного пара (ОЭ), что способствует дополнительному обогреву основного конденсата. Восполнение потерь конденсата химочищенной осуществляется в конденсатор турбины.

По заводским данным для турбины Т-180-130: [3]

Электрическая мощность W_э = 180 МВт;

Максимальная отопительная нагрузка кВт;

Тепловая мощность отопительных отборов кВт;

Начальные параметры пара:

Давление P₀ = 12,75 МПа;

Температура t₀ = 540 С;

Давление в конденсаторе турбины P_к = 0,0036 Мпа;

Число отборов пара на регенерацию - 7;

Давление в отборах:

P_от1 = 4,21 МПа;

P_от2 = 2,77 МПа;

P_от3 = 1,29 МПа;

P_от4 = 0,672 МПа;

P_от5 = 0,264 МПа;

P_от6 = 0,2 МПа;

P_от7 = 0,15 МПа;

Расчётные значения внутреннего относительного КПД по отсекам:

; ; ;

КПД дросселирования по отсекам:

; ; ;

Электромеханический КПД _эм = 0,98.

Потери давления пара в промперегреве ?Р_пп = 9,5%

Расход продувочной воды _прод = 1,5%;

Расход пара на собственные нужды машинного отделения ;

Расход пара на собственные нужды котельного цеха ;

Внутристанционные потери конденсата ;

Температура химически очищенной воды t_хов = 30 С;

Нагрев воды в сальниковом и эжекторном подогревателях t_эж + t_сп = 15 C;

КПД подогревателей поверхностного типа .

Недогрев воды до температуры насыщения в ПНД = 4 С.

Температурный график сети для г. Красноярска принимаем 150/70C.

Рисунок 1. - Принципиальная тепловая схема турбины Т-180-130

2. Расчет установки по подогреву сетевой воды

Расчетная схема подогрева сетевой воды представлена на рис. 2.

Рисунок 2. - Схема подогрева сетевой воды

ТП - тепловой потребитель; ПВК - пиковый водогрейный котел; СН - сетевой насос; НС - нижний сетевой подогреватель; ВС - верхний сетевой подогреватель

Расход сетевой воды, кг/с:

Тепловая нагрузка пикового водогрейного котла составляет, МВт:

Коэффициент теплофикации:

Температура сетевой воды после верхнего сетевого подогревателя, С:

Температура сетевой воды после нижнего сетевого подогревателя, С:

Принимая недогрев сетевой воды в верхнем сетевом подогревателе С, температура насыщения конденсирующего пара верхнего сетевого подогревателя составляет, С:

Энтальпия насыщения конденсирующего пара верхнего сетевого подогревателя [16], кДж/кг:

Давление пара в корпусе верхнего сетевого подогревателя [16], МПа:

Давление пара в шестом отборе турбины с учетом потери давления в трубопроводе 5%, МПа:

Принимая недогрев сетевой воды в нижнем сетевом подогревателе С [8], температура насыщения конденсирующего пара нижнего сетевого подогревателя, С:

Энтальпия насыщения конденсирующего пара нижнего сетевого подогревателя [16], кДж/кг С:

Давление пара в корпусе нижнего сетевого подогревателя [16], МПа:

Давление пара в седьмом отборе турбины с учетом потери давления в трубопроводе 5%, МПа:

.

3. Построение процесса расширения пара на i-s диаграмме

Из характеристик турбины [3] имеем:

Начальные параметры пара перед стопорным клапаном:

Давление P₀ = 12,75 МПа;

Температура t₀ = 540 С;

Находим на i-s диаграмме (рис. 3) точку А₀. С учётом дросселирования пара в регулирующих органах ЦВД давление пара на входе в проточную часть составляет, МПа:

Теоретический процесс расширения пара от давления до давления , соответствующего давлению за ЦВД, изображается линией A₀B₀. При действительном процессе расширения энтальпию пара в точке «В» можно определить, кДж/кг:

где = 3014,476 кДж/кг - энтальпия пара в конце теоретического процесса расширения; = 3447,754 кДж/кг - энтальпия острого пара; = 0,845 внутренний относительный коэффициент полезного действия цилиндра высокого давления.

Точку «С» определим с учетом потери давления в промперегреве и с учетом дросселирования пара в регулирующих органах ЦСД, МПа:

= ?Р_пп = 2,77(1-0,095)0,95 = 2,38

где = 0,95 потери от дросселирования в цилиндре среднего давления.

Энтальпия в точке «Д», кДж/кг:

где = 3550,605 кДж/кг - энтальпия пара за промежуточным перегревом; = кДж/кг - теоретическая энтальпия пара за цилиндром среднего давления; = 0,882 внутренний относительный коэффициент полезного действия цилиндра среднего давления.

Потеря давления от дросселирования пара в цилиндре низкого давления, точка «Д», МПа:

= = 0,17810,97 = 0,1727

где = 0,97 потери от дросселирования в цилиндре низкого давления.

Энтальпия а точке «Е», кДж/кг:

где = 2909,31 кДж/кг - энтальпия пара перед цилиндром низкого давления; = 2293,365 кДж/кг - теоретическая энтальпия пара за цилиндром низкого давления при давлении в конденсаторе Р_к = 0,0036 МПа; = 0,876 внутренний относительный коэффициент полезного действия цилиндра низкого давления.

Используя значения давления в отборах находим на i-s диаграмме энтальпию пара в этих отборах.

Дополнение к п.п. 3:

Расход пара на верхний сетевой подогреватель (из уравнения теплового баланса) определяется, кг/с:

Расход пара на нижний сетевой подогреватель, кг/с:



Нагрузка верхнего сетевого подогревателя, кВт:

Нагрузка нижнего сетевого подогревателя, кВт:

.

Рис. 3. - Процесс расширения пара в турбине Т-180-130 в i-s диаграмме.

4. Определение параметров по элементам схемы

Подогреватель высокого давления (ПВД7). Давление пара в отборе 4,21 МПа. Принимая потерю давления 5%, находим давление пара у подогревателя, МПа:

тепловой схема подогрев блок

Температура насыщения греющего пара [16], С:

t_н = 250,36

Энтальпия конденсата греющего пара [16], кДж/кг:

= 1087,426

Температура питательной воды за подогревателем с учётом недогрева, С:

t_пв = t_н - = 250,36 - 2 = 248,36

Энтальпия питательной воды, кДж/кг:

= t_пв·С_в = 248,36·4,186 = 1039,63

Энтальпия греющего пара (из i-s диаграммы), кДж/кг:

i_отб = 3173,73

Использованный теплоперепад на турбине, кДж/кг:

h = i₀ - i_отб = 3447,75 - 3173,73 = 274,02

Также определяем параметры по другим элементам схемы. Результаты сводим в таблицу 5.1

Таблица 1 - параметры элементов тепловой схемы

Наименование величины	ПВД7	ПВД6	ПВД5	Деаэ- ратор	ПНД4	ПНД3	ПНД2	ВС	ПНД1	НС	Конден-сатор
Давление отборного пара, МПа	4,21	2,77	1,29	1,29	0,672	0,264	0,178	0,178	0,089	0,089	0,0036
Энтальпия пара, кДж/кг	3173,7	3081,6	3373,8	3373,8	3200	2998,1	2909,3	2909,3	2824,8	2824,8	2449,305
Давление пара у подогревателя, МПа	4	2,63	1,225	0,7	0,638	0,251	0,169	0,169	0,085	0,085	0,0036
Температура насыщения греющего пара, С	250,36	226,67	188,89	164,95	161,25	127,5	115	115	95	95	27,15
Энтальпия конденсата греющего пара, кДж/кг	1087,4	974,62	802,66	697,14	681	536	482,55	482,55	398,1	398,1	113,84
Температура воды за подогревателем, С	248,36	224,67	186,89	164,95	157,25	123,5	111	110	91	90	27,15
Энтальпия воды за подогревателем, кДж/кг	1039,6	940,47	782,32	697,14	658,25	517	464,64	460,5	381	376,7	113,84
Использованный теплоперепад, кДж/кг	274,02	366,12	542,85	542,85	716,72	918,6	1007,4	1007,4	1091,8	1091,8	1467,345

5. Определение предварительного расхода пара на турбину

Коэффициент недоиспользования мощности отопительных отборов:

для первого отбора:

для второго отбора:

Принимая коэффициент регенерации K_р = 1,1974 расход пара на турбину составит, кг/с:



где H_i = 1467,345 кДж/кг - теплоперепад срабатываемый турбиной, _эм = 0,98 - электромеханический КПД.

6. Баланс пара и конденсата

Расход пара на эжектор принят 0,5% от расхода пара на турбину [8], кг/с:

D_эж = 0,005D_т = 0,005182,844 = 0,914

Расход пара на уплотнение турбины, кг/с:

D_упл = 0,01D_т = 0,01182,844 = 1,828

Утечки пара и конденсата, кг/с:

D_ут = D_т = 182,844 = 2,011

Расход пара на собственные нужды, кг/с:

D_сн = D_т = 182,844 = 4,388

Расход перегретого пара, кг/с:

D_пе = D_т + D_эж + D_упл + D_ут + D_сн =182,844 + 0,914 + 1,828 + 2,011 + 4,388 = 191,986

Расход продувочной воды, кг/с:

G_пр = D_пе = 191,986= 2,88

Расход питательной воды с учетом продувки, кг/с:

7. Расчёт сепараторов непрерывной продувки

Расчетная схема расширителей непрерывной продувки представлена на рис. 4

Рис. 4. - Расчетная схема расширителей непрерывной продувки

Из уравнений материального и теплового баланса для первой ступени расширителя найдём количество вторичного пара, кг/с:



где = 1570,878 кДж/кг - энтальпия воды в барабане парогенератора при Р_б = 14 МПа; = 697,14 кДж/кг - энтальпия продувочной воды, сливаемой из первой ступени расширителя; = 2065,61 кДж/кг - теплота парообразования при давлении Р_д = 0,7 МПа.

Расход продувочной воды в расширитель второй ступени, кг/с:

Из уравнений материального и теплового баланса для второй ступени расширителя найдём количество вторичного пара, кг/с:

где = 697,14 кДж/кг - энтальпия продувочной воды поступающая из первой ступени расширителя; = 403,966 кДж/кг - энтальпия продувочной воды, сливаемой из второй ступени расширителя; = 2265,908 кДж/кг - теплота парообразования при давлении Р_ПНД1 = 0,0891 МПа (по тепловой схеме выпар из второй ступени направляется в отбор №7).

Количество воды, сливаемой в техническую канализацию, кг/с:

Количество химически очищенной воды, подаваемой в конденсатор, кг/с:



Из уравнения подогревателя ПХОВ найдём температуру химически очищенной воды на выходе из подогревателя, С:

где = 96,411 С - температура продувочной воды расширителя второй ступени, = 60 С - температура продувочной воды сливаемая в тех. канализацию после подогревателя химически очищенной воды.

Размещено на Allbest.ru