Расчёт тепловой схемы турбины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчёт тепловой схемы турбины

1. Исходные данные для расчета

Турбина имеет 7 регенеративных отборов и 2 теплофикационных. Мощность турбины N=110 МВт, начальные параметры Ро=12,75 МПа, tо=555С, давление в конденсаторе Рк=5 кПа, турбоустановка работает в теплофикационном режиме Q_т=Q_т^ном, с двухступенчатым подогревом сетевой воды.

2. Построение процесса расширения

Для определения давления в отопительных отборах задаёмся тепловым графиком тепло сети 150/70.

Рассчитываем температуру за верхним сетевым подогревателем.

,

где - доля покрытия теплофикационной нагрузки турбоустановкой;

- температура прямой сети;

- температура обратной цепи.

Применяем равный подогрев сетевой воды в этом случае

- температура воды за первым подогревателем.

Температура насыщения пара в подогревателе:

- температурный напор;

- температура насыщения в ПСН;

температура насыщения в ПСВ.

По таблице термодинамических свойств воды и водяного пара (1) находим давление насыщения:

;

;

Давление в отборах определяем по формуле:

, где

;

.

На найденные давления в отборах имеются технические ограничения:

пределы изменения давления пара в верхнем отопительном отборе (включены оба отопительных отбора) 0,059-0,29;

пределы изменения давления пара в нижнем отопительном отборе (верхний отопительный отбор отключён) 0,049-0,196;

Данное ограничение выполняется, так как .

Принимаем потери в регулирующих клапанах 3%, в перепускных трубах 2%, в диафрагме ЧНД 5%; относительный внутренний КПД: ЦВД - 0,8; ЦСД - 0,84; ЦНД - 0,78.

;

;

.

Так как пар на ПНД-2 и ПСВ отбирается из одного отбора (т. 6), а давление , то давление в регенеративном отборе на ПНД-2 равно 0,2173.

Скорректируем давление в 5 отбое:

Так как турбина работает в номинальном режиме, то можно принять =1. .

3. Составление таблицы состояния пара и воды в системе регенерации

Уточняем давление в подогревателях:

,

где:

- потери давления в паропроводах отборов, принимаем 6%.

Температура воды в подогревателях:

,

где:

- температурный напор, принимаем 4 в ПВД, 2 в ПНД.

Принимаем давление воды в ПНД 1,5 МПа, в ПВД:

Рв=1,25 Ро=1,25 12,75=15,94 МПа

Состояния пара и воды в системе регенерации

N	Пар	Конденсат	Вода
	Р, МПа	t (х), оС	h, кДж/кг	tн, оС	h`, кДж/кг	tв, оС	Рв, МПа	hв, кДж/кг
0	12,75	555	3486	-	-	-	-	-
0`	12,37	554	3486	-	-	-	-	-
1	3,32	418	3273	-	-	-	-	-
П1	3,12	418	3273	235	1013	231	15,94	993
1'	3,25	417	3273
2	2,28	380	3199	-	-	-	-	-
П2	2,14	380	3199	215	922	211	15,94	903
3	1,22	320	3088	-	-	-	-	-
П3	1,15	320	3088	185	786	181	15,94	771
Д	0,588	320	3088	157	662	157	0,588	662
4	0,57	258	2980	-	-	-	-	-
П4	0,54	258	2980	154	650	152	1,5	633
5	0,294	207	2887	-	-	-	-	-
П5	0,276	207	2887	131	549	129	1,5	547
6	0,098	120	2720	-	-	-	-	-
П6	0,092	120	2720	96	403	94	1,5	398
7	0,037	73	2616	-	-	-	-	-
П7	0,035	73	2616	72	302	70	1,5	294
К	0,005	33	-	-	-	-	-	-

4. Расчёт теплообменных аппаратов

Расчёт расширителя непрерывной продувки

Давление в расширителе:

МПа.

По Р_р находим: кДж/кг, кДж/кг.

По давлению в барабане котла Р_бар=14 МПа находим h_пр=h^`_бар=1572,8 кДж/кг.

Принимаем КПД расширителя _р=0,98.

Тепловой баланс расширителя:

Расчёт деаэратора подпитки теплосети

Так как применяется двухступенчатый подогрев сетевой воды, то для деаэрации подпиточной воды используется вакуумный деаэратор.

Расход сетевой воды:

,

где кДж/ч;

кДж/(кг ^oС).

кг/ч

Величина подпитки теплосети:

т/ч.

Составим уравнение смешения для определения температуры на входе в ПСН:

,

где для вакуумных деаэраторов.

Определим расход пара в верхний и в нижний подогреватель:

,

где - определяем по давлению вподогревателе; .

т/ч;

,

где - определяем по давлению подогревателей;

т/ч.

5. Составление баланса пара и воды

Принимаем расход пара на турбину G_т=1. Тогда подвод свежего пара к стопорным клапанам ЦВД G_o=G_т+G^пр_упл=1,015G_т. Паровая нагрузка парогенератора G_пе=G_o+G_ут=1,012 G_o=1,027G_т, где потеря от утечек через неплотности G_ут=0,012; G_o=0,01218G_т. Расход питательной воды G_пв=G_пе+G_пр=1,32G_т, где расход продувочной воды G_пр=0,005х хG_пе=0,005135G_т. Приведенный расход продувочной воды G^`_пр=G_пр-G_p= =G_пр-0,409G_пр=0,591G_пр.

h_j^опп = f (P_{под j}, t_{н j}+20) h_{др j} = f (P_{под j}, t_{в j+1}+10)

h₁^опп=2866 кДж/кг h_др1=944 кДж/кг

h₂^опп=2861 кДж/кг h_др2=808 кДж/кг

h₃^опп=2835 кДж/кг h_др3=786 кДж/кг

Повышение энтальпии воды в питательных насосах:

кДж/кг.

Энтальпия воды перед ПВД 3 с учетом работы питательных насосов:

h₁₃=h^`_д+h_пн=666+20,9=686,9 кДж/кг.

Расход пара уплотнений, подаваемый на подогреватель:

Энтальпия пара уплотнений:

кДж/кг.

Тепловой баланс для ПВД 1:

7. Расчёт деаэратора питательной воды

,

Составим уравнение материального баланса:

где G_пв=1,032G_т; G_вып=0,002G_ок; G_р=0,002G_т;

.

Тогда

1,032+0,002G_ок=0,137+G_д+G_ок+0,02

Gд=0,893-0,998Gок

Уравнение теплового баланса:

1,032662+0,0022757Gок=

=[0,1137786+(0,893-0,998Gок) 3088+633Gок+0,0022761]0,98.

Отсюда G_ок=0,885 G_т; G_д=0,893-0,9980,885Gт=0,01Gт.

8. Расчёт системы ПНД

h₄=2980 кДж/кг h₂₄=633 кДж/кг h_др4=650 кДж/кг

h₅=2887 кДж/кг h₂₅=547 кДж/кг h_др5=549 кДж/кг

h₆=2720 кДж/кг h₂₆=398 кДж/кг h_др6=403 кДж/кг

h₇=2616 кДж/кг h₂₇=294 кДж/кг h_др7=302 кДж/кг

Составим систему уравнений из тепловых балансов ПНД 4-5, связанных дренажными насосами:

;

;

;

.

Отсюда ;

Тепловой баланс для ПНД 6:

Принимаем для простоты расчета h_др6=h₂₆.

Рассчитаем конденсатор ОУ+СП, ОЭ как один смешивающий подогреватель.

Примем G₇=0, G_оэ=0,002 G_т

Расход пара в конденсатор:

Тепловой баланс для ОУ+СП и ОЭ:

Оценим энтальпию h₂₇.

Отсюда кДж/кг, а ^оС, что меньше 60 ^оС, значит линия рециркуляции не работает. Но меньше =70 ^оС в таблице состояния пара и воды, следовательно ПНД 7 работает. Составим для него тепловой баланс:

9. Определение расхода пара на турбину и проверка ее мощности

пар турбина деаэратор теплообменный

Расход пара при теплофикационном режиме:

кг/с,

Расход пара на турбину:

кг/с.

Тогда:

кг/с,

кг/с,

кг/с,

кг/с,

кг/с,

кг/с,

кг/с,

кг/с,

кг/с,

кг/с,

кг/с,

кг/с,

кг/с.

Мощность турбины:

Погрешность определения мощности составляет 0,92%.

Размещено на Allbest.ru