1) Т.к. питательная вода испарителя должна быть деаэрированная, то перед испарителем в схему включен атмосферный деаэратор, который подключен по пару к нижестоящему отбору турбины по отношению к испарителю. Температура питательной воды испарителя . Производительность испарителя по вторичному пару должна равняться потерям теплоносителя и величине отбора пара на деаэратор Д1 - .

2) Принимаем: температуру сырой воды , величину продувки испарителя .

Находим: - энтальпия сырой воды:

;

- давление в корпусе деаэратора Д1:

;

- энтальпия питательной воды испарителя (см. табл.1.1):

;

- энтальпия пара на Д1(из табл.П1): .

3) Принимаем температурный напор в испарителе . Температура насыщения первичного пара из табл.1 , давление первичного пара .

Таким образом, температура насыщения вторичного пара:

.

По табл. воды и водяного пара при находим ; ; .

4) Из уравнения теплового баланса Д1(см. рис.1.2) находим :

;

В дальнейшем принимаем КПД теплообменников 0.98.

Тогда:

;

Подставляем известные значения и находим :

.

Величина расхода питательной воды испарителя:

.

6) Производительность испарителя

.

7) Из уравнения теплового баланса испарителя (1)

,

где - энтальпия пара после ВПО-5(табл.П1) .

- энтальпия насыщения первичного пара (табл. 1.1)

;

.

Тогда .

Результаты расчета:

1.4 Пасчет ПВД

1. Относительный расход питательной воды

.

2. Для расчета ПВД составляем систему уравнений

(1) - уравнение теплового баланса пароохладителя П1;

(2) - собственно подогревателя и охладителя дренажа П1;

(3) - собственно подогревателя, охладителя дренажа П2 и пароохладителя П3;

(4) - собственно подогревателя и охладителя дренажа П3;

(5) - вынесенного пароохладителя П3;

(6) - вынесенного пароохладителя П2.

(1) ;

(2) ;

(3) ;

(4) ;

(5) ;

(6) .

Подставим известные значения энтальпий из табл.П1:

(1) ;

(2) ;

(3)

(4) ;

(5) ;

(6) .

Окончательно имеем:

(1) ;

(2) ;

(3)

(4) ;

(5) ;

(6) .

Решаем систему уравнений.

Из уравнения (6) , подставляем в (2)

(2*)

В уравнениях (2*), (3), (4) неизвестны . Решим систему из этих уравнений.

.

.

.

.

;

;

.

подставляем в (6):

и подставляем в (1) и находим :

.

и подставляем в (5) и находим:

.

Результаты расчета: ;

;

;

;

;

.

Примечание: температуру питательной воды котла можно найти после определения расхода воды на вынесенный пароохладитель Д-7 . Поэтому температуру питательной воды см. "Расчет деаэратора".

1.5 Расчет деаэратора

1) Из уравнения материального баланса деаэратора

;

. (1)

2) Из уравнения теплового баланса деаэратора

(2),

где ==;

.

Известна температура воды после собственно подогревателя П5 . В первом приближении примем, что вода в вынесенном пароохладителе ВПО-5 нагревается до 1430С. Уточнить ее можно будет, решив систему в расчете ПНД.

Тогда

;

;

;

.

Подставляем значения энтальпий и (1) в (2):

.

Подставляем в (1) .

3) Из уравнения теплового баланса ВПО-4

;

.

4) Из уравнения смешения находим температуру питательной воды котла

;

;

; по табл. .

Результаты расчета:

;

;

.

1.6 Расчет турбопривода

Доля расхода пара на приводную турбину

,

где ; .

;

; ; ;

; ; .

.

Результаты расчета: .

1.7 Расчет ПНД

1) Уравнение теплового баланса ВПО - 5:

(1)

2) Уравнение теплового баланса СП и ОК П - 5:

(2)

3) Уравнение смешения конденсата вторичного пара с основным конденсатом:

(3)

4) Уравнение теплового баланса конд - ра испарителя:

(4)

5) Уравнение теплового баланса пароохладителя П - 6:

(5)

6) Уравнение теплового баланса СП и ОК П - 6:

(6)

7) Подставляем в (1) - (6) известные значения отборов и энтальпий:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

Окончательно имеем:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

8) Решаем систему (1) - (6):

а) (3)+(4):

(3*)

б) подставляем в (2):

(2*)

в) из (5):

(5*)

г) из (5*) подставляем в (2*)

(2**)

д) Решаем систему из (2**) и (6):

Подставляем в (2**):

.

е) находим ,,:

из (5*): .

из (3*): .

из (3): .

9) подставим в (1) и находим :

.

Сравнивая с принятым значением в разделе "Расчет деаэратора" видим, что сходимость хорошая , поэтому пересчета не потребуется.

10) из уравнения теплового баланса П - 7:

.

.

11) для нахождения необходимо найти

а) уравнение теплового баланса подогревателей уплотнений

,

где .

.

.

Полагаем, что , ;.

.

(1)

б) из уравнения теплового баланса подогревателя эжекторов

Полагаем, что , , получаем

.

(2)

в) из уравнения теплового баланса подогревателя П8:

.

.

. (3)

Из (3) выражаем

(3*)

Из (1) выражаем

(1*)

Подставляем (3*) и (1*) в (2)

.

.

.

Подставляем в (3*) и (1*)

.

.

Итог расчета:

1.8 Расчет энергетических показателей блока

1) Доля расхода пара в конденсатор турбины

.

В качестве проверки правильности расчета определим расход основного конденсата из уравнения материального баланса конденсатора турбины:

.

.

Результат примерно одинаковый.

2) Расход пара турбины при чисто конденсационном режиме

;

.

3) Определим коэффициент недовыработки пара отбров

.

.

.

Коэффициенты недовыработки остальных отборов определяются по формулам аналогичной формуле для у3 :

4) Дале определяется сумма произведений :

5) Расход острого пара в турбину:

.

6) Определяем остальные расходы:

.

.

.

. .

. .

. .

. .

. .

. . .

. . .

.

.

Расход пара на турбогенераторную установку: .

7) Мощность привода турбонасоса:

.

8) Удельный расход пара

.

9) Для проверки правильности расчетов определяется мощность турбоустановки по работающим потокам пара:

Остальные мощности потоков определяются по аналогичной формуле, как и для :

Сходимость с заданной мощностью хорошая.

10) Показатели тепловой экономичности

Расход тепла турбогенераторной установки:

Коэффициент полезного действия турбогенератора установки:

.

Паровая нагрузка котельной установки

Тепловая нагрузка котельной установки

где

Коэффициент полезного действия трубопроводов

Полагаем КПД котельной установки .

КПД электростанции:

Примем затраты энергии на собственные нужды Э = 5%.

КПД электростанции нетто:

Удельный расход тепла нетто:

Часовой расход условного топлива:

Удельный расход условного топлива нетто:

1.9 Выбор оборудования

Конденсатор. По рекомендации [4] выбираем конденсатор марки 500 - КЦС - 4. Число конденсаторов - 2, число ходов по воде - 1. Изготовитель - ЛМЗ.

Основной эжектор конденсаторной установки ЭПО - 3 - 150 - 2 шт. Расход рабочего пара 150 кг/ч.

Эжектор цирк.системы пусковой ЭП - 1 - 150 - 1 шт.

Охладитель пара из концевых уплотнений( с эжектором) - ПС - 220 - 1 ЛМЗ(по рекомендации [4].

ПНД - 8: по расходу конденсата , расходу пара , температуре пара на выходе 56,40С и рабочему давлению 0,0168 МПа выбираем ПНСВ - 2000 - 1ТКЗ.

ПНД - 7: по расходу конденсата , расходу пара, температуре пара на входе 1400С, рабочему давлению 0,096 МПа выбираем ПНСВ - 2000 - 2ТКЗ.

ПНД - 6: по расходу конденсата , температуре пара 2100С, выбираем ПН - 1100 - 25 - 6 - 1 ТКЗ.

ПНД - 5: по расходу конденсата , температуре пара 2100С, выбираем ПН - 1100 - 25 - 6 - 1 ТКЗ. Однако теплообменник потребует доработки, т.к надо организовать отбор пара на испаритель после пароохладителя.

Деаэратор. По рабочему давлению 0,7 МПа и расходу питательной воды 447,9 кг/с выбираем ДП - 2000/150, деаэраторный бак 150 м3. Завод - изготовитель АО "Сибэнергомаш".

ПВД - 3: по давлению пара 1,87 МПа, температуре 4420С, расходу питательной воды 447,9 кг/с выбираем ПВ - 1800 - 37 - 2 ТКЗ.

ПВД - 2: по давлению пара 4,2 МПа, температуре 2970С, расходу питательной воды 447,9 кг/с, при наличии ПО и ОК выбираем ПВ - 1800 - 37 - 6,5 ТКЗ.

ПВД - 1: по давлению пара 6,13 МПа, температуре 3430С, расходу питательной воды 447,9 кг/с, при наличии ПО и ОК выбираем ПВ - 1800 - 37 - 6,5 ТКЗ.

Подогреватели сетевой воды - заказ на "Энергомаш".

Маслоохладители - МП - 330 - 300 - 1 - 3 шт. ЛМЗ( по рекомендации[4]).

Конденсатный насос 1-й и 2-й ступеней выбираем по КсВ - 1600 - 90 - 4 шт.

Питательный насос по и давлению за насосом не менее 33 МПа выбираем, учитывая что на 1 насос приходится 50% расхода, ПН - 1500 - 350 - 2 шт.

Бустерный насос по выбираем, учитывая 50% нагрузки, ПД - 1600 - 180М - 2 шт.

Приводная турбина. Из расчета 50% требуемой мощности (имеем 2 турбины) выбираем К - 11 - 1П - КТЗ - 2 шт с двумя конденсаторами КП - 1200.

Деаэратор испарителя типа ДА.

Испаритель - заказ на изготовление ТКЗ.

ВПО - 4 - новый тип, заказ на ТКЗ.

Конденсатный насос ТПН. По выбираем КС - 50 - 50 - 4 шт. Насосы деаэратора(ДА), слива конденсата КИ, слива с ПНД - 5 типа К- 45/65 подача от 30 - 61 м³/ч - 5 шт.

Раздел 2. Выбор мощности и типа турбогенераторов

Турбогенераторы выбираем по [3, табл. П5,6, с. 123-124] и сводим номинальные параметры выбранных турбогенераторов в табл. 1.

Таблица 1.1. Номинальные параметры турбогенераторов

Краткое описание выбранных турбогенераторов

Т3В-540-2У3 - турбогенератор с трижды водяным охлаждением(с непосредственным охлаждением обмотки статора водой, непосредственным охлаждением обмотки ротора и активной стали статора водой);

· 2 - два полюса;

· У - предназначен для работы в районах с умеренным климатом;

· 3 - для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

Раздел 3. Выбор схемы выдачи мощности

Станции с агрегатами такой мощности по техническим и экономическим соображениям выполняют из ряда автономных частей - блоков. Поперечные связи в тепломеханической части отсутствуют. Отдельные блоки связаны между собой, только на сборных шинах высшего и среднего напряжения.

Схема с генераторными выключателями наиболее приемлема, использование такой схемы упрощает оперативные переключения, кроме того, нет нужды использовать пускорезервный трансформатор (рекомендовано НТП).

В качестве связи РУВН и РУСН использован вариант с двумя автотрансформаторами, т.к. мощность блоков велика.

Рассмотрим варианты схем выдачи мощности.

Схема 1:

Рис. 2.1. Схема выдачи мощности (вариант 1)

Определяем перетоки мощности:

Для газомазутной КЭС характерно потребление мощности на собственные нужды (с.н.) в диапазоне 3-5% [4, табл. 1.17, с. 20]. Примем процент использования мощности на собственные нужды станции равным 4%:

;

;

.

1). Режим максимального потребления мощности с РУ СН.

2). Режим минимального потребления мощности с РУ СН .

3). Режим максимального потребления мощности с РУ СН при отключении одного из блоков, подключённых к РУ СН.

4). Режим минимального потребления мощности с РУ СН при отключении одного из блоков, подключённых к РУ СН.

Sпер.макс. 1вар.=474,4 МВА

Схема 2:

Рис. 2.2. Схема выдачи мощности (вариант 2)

1). Режим максимального потребления мощности с РУ СН.

2). Режим минимального потребления мощности с РУ СН .

3). Режим максимального потребления мощности с РУ СН при отключении одного из блоков, подключённых к РУ СН.

4). Режим минимального потребления мощности с РУ СН при отключении одного из блоков, подключённых к РУ СН.

Вывод: в варианте 1 перетоки мощности гораздо меньше, чем во 2-м варианте. Для дальнейшего рассмотрения выбираем схему выдачи мощности по варианту 1.

Раздел 4. Выбор основного силового оборудования. Выбор силовых трансформаторов.

4.1 Выбор трансформаторов собственных нужд

Выбираем в качестве трансформатора собственных нужд ТРДНС-25000/35 (табл. 3.4 [4]).

В качестве резервных трансформаторов собственных нужд выбираем также ТРДНС-25000/35.

Параметры данного трансформатора сведены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

4.2 Выбор блочных трансформаторов

Определяют мощность, проходящую через трансформатор каждого из блоков:

По найденной мощности по [4, табл. 3.8, с. 157-158] выбираем блочные трансформаторы на напряжение 500кВ ТЦ-630000/500 и 330кВ ТНЦ-630000/330.

Параметры трансформаторов сведены в таблицу 4.2.

Таблица 4.2.

4.3 Выбор автотрансформаторов связи

Требуемая мощность автотрансформаторов связи определяется исходя из величины перетоков мощности в характерных режимах работы. Данные перетоки определены ранее в разделе 2.1

Выбираем автотрансформатор, исходя из максимального аварийного режима выдачи мощности, т.к. в данном режиме получили наибольший переток мощности Sпер.макс=474,4 (МВА).

Автотрансформатор выбирают с учётом коэффициента перегрузки kП=1,3 при SН.Т.>100 (МВА):

.

По табл. 3.8. [4] выбираем следующий автотрансформатор: АТДЦН-500000/500/220.

Параметры данного трансформатора сведены в таблицу 4.3.

Таблица 4.3.

4.4 Предварительный выбор выключателей

Предварительный выбор выключателей производим по условиям:

.

Выбор блочных выключателей РУ ВН:

[кВ],

[кА].

Выбираем выключатели ВГУ-500Б-40/3150У1 (элегазовый) (табл. 5.2. [4]).

Выбор блочных выключателей РУ СН:

[кВ],

[кА].

Выбираем выключатели ВЭК-220-40/2000У1 (элегазовый) (табл. 5.2. [4]).

Выбор генераторных выключателей :

[кВ].

Т.к. наибольший ток послеаварийного или ремонтного режима определяется при условии работы генератора при снижении напряжения на 5%, то

[кА].

Выбираем выключатели ВВГ-20-160/20000У3 (воздушный) (табл. 5.1. [4]).

Выбор выключателей для автотрансформаторов со стороны РУ ВН:

[кВ],

[кА].

Поскольку реальное токораспределение в ОРУ на данной стадии проектирования не известно, однако известно, что данные выключатели войдут в состав одного ОРУ, выбирают выключатели аналогичные т. н. блочным выключателям. Тем более, ввиду принадлежности данных выключателей одной электростанции, рекомендуется использование однотипного оборудования.

Выбираем выключатели ВГУ-500Б-40/3150У1 (элегазовый) (табл. 5.2. [4]).

Выбор выключателей для автотрансформаторов со стороны РУ СН:

[кВ],

[кА].

Выбираем выключатели ВЭК-220-40/2000У1 (элегазовый) (табл. 5.2. [4]).

Выбор выключателя на стороне нижней обмотки АТ:

[кВ],

[кА].

Выбираем выключатели VF 12.12.40 (элегазовый) (табл. 5.1. [7]).

Выбор выключателя для трансформаторов собственных нужд:

[кВ],

[кА].

Выбираем выключатели ВВ/TELL-10-31,5/1600 (вакуумный) (табл. 5.1. [8]).

Раздел 5. Расчет дисконтированных затрат

5.1 Определение капитальных затрат

Таблица 5.1.

Примечание: данные по ценам взяты из [4].

Капитальные затраты (с учётом доставки, строительной части и монтажа):

,

[тыс. руб.],

[тыс. руб].

=3529+309.82=3838,82

5.2 Определение издержек

По [2, с.77] a=6,4%; b=2%.

Определим годовые потери электроэнергии .

По [3, рис. 4.1, с.79] определим коэффициент .

при , при .

По [2, рис. 4.2, с.79] при , при .

По [1, табл.8.17, с.498] определим плановое время ремонта энергоблока

По [2, табл.8.8, с.488] определим плановое время ремонта автотрансформатора

Суммарные издержки определяются следующим образом:

5.3 Определение ущерба

; ; .

В данном случае имеем Pрез.с=2000 МВт, что больше мощности любого из генераторов на данной КЭС, следовательно, при погашении одного из блоков дефицита активной мощности не возникнет.

Таким образом, ни ущерба от отключения потребителей (УП откл), ни частотного ущерба (УП f), ни ущерба от действия автоматики частотного регулирования (УП АЧР) не будет. Определение системного ущерба:

,

где [руб/кВт*ч]- удельный системный ущерб;

- время использования установленной мощности генераторов;

- величина отключаемой генерирующей мощности;

- частота отказов оборудования;

- время восстановления.

Рис. 5.1. Схема выдачи мощности.

Таблица 5.2. Параметры потока отказов и времени восстановления для выбранного электрооборудования

5.4 Определение приведенный затрат

Приведенные затраты на строительство и эксплуатацию проектируемой электростанции

рн-нормативный коэффициент эффективности, 1/год; рн=0,12 [3, стр.76]

5.5 Определение совокупных дисконтированных затрат

Для выбора нормы дисконта воспольземся ставкой банков по долгосрочным ссудам, которая составляет 15% годовых. Продолжительность жизненного цикла инвестиций примем 5 лет.

где Тр=5лет - жизненный срок объекта, в течение которого сооружаемый объект достигнет заданных характеристик;

Ен=15% - норма дисконта, устанавливает инвестор на основании изучения рынка капитала, учитывает инфляцию, ставку банка по кредитам, поправку на риск;

И - ежегодные эксплуатационные издержки;

К - единовременные капитальные вложения в сооружаемый объект.

Табл. 5.3. Определение совокупных дисконтированных затрат

Раздел 6. Система собственных нужд станции

Общие положения схемы резервного и рабочего питания собственных нужд КЭС являются важнейшей частью главной схемы электрических соединений, от которой зависит работа блоков КЭС.

Общие требования к схемам собственных нужд крупных КЭС:

1. Схемы резервного и рабочего питания собственных нужд должны обеспечивать надежную работу отдельных блоков и электрической станции в целом.

2. В схемах собственных нужд при любых режимах работы на станции не должно быть таких узлов, повреждение которых могло бы привести к отключению больше чем одного блока, то есть схема собственных нужд должна быть такой же, как и основная электрическая схема - блочной.

3. Схема собственных нужд не должна препятствовать расширению конденсационной электрической станции и не должна требовать при расширении изменения ранее выполненной части схемы собственных нужд.

4. Схема собственных нужд должна быть достаточно экономичной.

Описание схемы питания собственных нужд.

Приводы механизмов собственных нужд станции получают питание от распределительного устройства собственных нужд. Согласно [4] электрические двигатели собственных нужд принимаются в основном асинхронными с короткозамкнутым ротором. Их конструкция относительно проста, поэтому они надежны в работе и несложны в обслуживании.

Напряжение питания крупных электрических двигателей (мощностью более или равной 200 кВт) принимается равным 6 кВ, для остальных электродвигателей переменного тока принимается напряжение питания 380 В.

Электроснабжение собственных нужд осуществляется путем отбора мощности от генераторов с помощью понижающих трансформаторов. Резервное питание электродвигателей собственных нужд осуществляется отбором мощности сети 220 кВ при соблюдении условия, что места присоединения цепей резервного питания должны быть независимы от мест присоединения цепей рабочего питания.

Число рабочих ТСН соответствует числу блоков. Подключаются они на ответвлении между генераторным выключателем и повышающим трансформатором. Выбранные трансформаторы собственных нужд трансформируют напряжение с 20 на 6 кВ, причем обмотка низкого напряжения берется расщепленной для уменьшения токов короткого замыкания на шинах 6 кВ.

Число РТСН зависит от числа блоков, их мощность - от наличия генераторных выключателей. На проектируемой КЭС генераторные выключатели предусмотрены, поэтому для четырех блоков 540 МВт [4,п.8.22.2] необходимо установить два резервных ТСН, присоединенных к обмотке НН АТ питающийся от РУ 500 кВ

Из соображений резервирования и ограничения токов короткого замыкания ТСН должны иметь одинаковую мощность.

РУ 6 кВ выполняется по схеме с одной секционнированой системой шин. Сборные шины разделяются на секции, исходя из условия, что для каждого блока установлен один котел типа К-500, состоящий из двух корпусов и допускающий их раздельную работу; таким образом, на каждый блок приходится по две секции, которые попарно присоединяются к трансформатору собственных нужд. Каждая секция присоединяется к ТСН через отдельный выключатель.

Питание СН каждого блока от двух секций дает возможность при отказе или ремонте на одной из секций сохранить в работе блок, хотя бы и при пониженной нагрузке (50-60%). На каждой секции предусматривается ввод автоматически включаемого резервного питания (АВР).

Общестанционная нагрузка по рабочим секциям распределяется равномерно. При этом не выделяются отдельные секции и трансформаторы для питания общестанционной нагрузки.

Для питания шин 0,4 кВ, к которым подключаются мелкие двигатели, электроприемники и прочие нагрузки, необходима установка понижающих трансформаторов 6/0,4 кВ.

С учетом всех требований и рекомендаций составлена схема питания собственных нужд 6 кВ и 0,4 кВ.

Система СН электростанции объединяет в своем составе рабочие машины, обеспечивающие нормальную работу основных агрегатов станции (парогенераторов, турбин, синхронных генераторов); электродвигатели, которые приводят рабочие машины в действие; источники питания (ТСН); распределительные устройства и распределительную сеть (кабельные линии), обеспечивающие электроснабжение двигателей СН; ряд статических потребителей (освещение, электродвигатели и т.д.).

К системе СН предъявляются два основных требования: достаточная надежность и высокая экономичность функционирования. При реализации напряжения берется расщепленной для уменьшения токов короткого замыкания на шинах 6 кВ. Число РТСН зависит от числа блоков, их мощность - от наличия генераторных выключателей. На проектируемой КЭС генераторные выключатели предусмотрены, поэтому для четырех блоков 540 МВт [4,л.8.22.2] необходимо установить два резервных ТСН, присоединенных к обмотке 1-11-1 АТ питающийся от РУ 500 кВ. Из соображений резервирования и ограничения токов короткого замыкания ТСН должны иметь одинаковую мощность. РУ 6 кВ выполняется по схеме с одной секционнированой системой шин. Сборные шины разделяются на секции, исходя из условия, что для каждого блока установлен один котел типа К-500, состоящий из двух корпусов и допускающий их раздельную работу; таким образом, на каждый блок приходится по две секции, которые попарно присоединяются к трансформатору собственных нужд. Каждая секция присоединяется к ТСН через отдельный выключатель. Питание СН каждого блока от двух секций дает возможность при отказе или ремонте на одной из секций сохранить в работе блок, хотя бы и при пониженной нагрузке (50-60%). На каждой секции предусматривается ввод автоматически включаемого резервного питания (АВР). Общестанционная нагрузка по рабочим секциям распределяется равномерно. При этом не выделяются отдельные секции и трансформаторы для питания общестанционной нагрузки. Для питания шин 0,4 кВ, к которым подключаются мелкие двигатели, электроприемники и прочие нагрузки, необходима установка понижающих трансформаторов 6/0,4 кВ. С учетом всех требований и рекомендаций составлена схема питания собственных нужд 6 кВ и 0,4 кВ. Система СН электростанции объединяет в своем составе рабочие машины, обеспечивающие нормальную работу основных агрегатов станции (парогенераторов, турбин, синхронных генераторов); электродвигатели, которые приводят рабочие машины в действие; источники питания (ТСН); распределительные устройства и распределительную сеть (кабельные линии), обеспечивающие электроснабжение двигателей СН; ряд статических потребителей (освещение, электродвигатели и т.д.). К системе СН предъявляются два основных требования: достаточная надежность и высокая экономичность функционирования. При реализации указанных требований важная роль отводится выбору рабочих машин и электродвигателей к ним, проверке правильности выбора в режиме пуска и самозапуска.

6.1 Выбор двигателей собственных нужд

Электродвигатели являются основными потребителями собственных нужд (90%), так как приводят в движение множество механизмов собственных нужд станции. Надежная работа механизмов СН обеспечивается наилучшим образом, когда в качестве привода используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Синхронные двигатели более сложны в плане конструктивного исполнения, зато менее чувствительны к снижениям напряжения в сети СН и более экономичны, если применяются в качестве привода мощных механизмов. Электродвигатели постоянного тока более сложны в эксплуатации и менее надежны. Они применяются тогда, когда требуется плавное регулирование скорости. В цехах КЭС применяются в основном электродвигатели АО3, А02, 2А3М, 4АЗМ, ДАЗО. Специальные взрывозащищенные электродвигатели применяются во взрывоопасных помещениях. В разделе производится расчет пуска рабочего агрегата собственных нужд. Осуществляется проверка двигателя по условиям пуска из неподвижного состояния при напряжении на зажимах U=Uном и U=0,8Uном. В ходе расчета производится построение механических характеристик данного агрегата: момент сопротивления, момент двигателя, момент избыточный.

В дипломном проекте произведен расчет пуска дутьевого вентилятора типа ВДН-17. В качестве привода используется асинхронный двигатель типа ДА3О4-400ХК-6У1 (см. Приложение 2).

Технические данные механизма собственных нужд [11, табл.П.1.4]:

Производительность - [м3/час];

Полное давление - ;

Частота вращения - [об/мин];

Момент инерции - [кгм2];

Максимальный КПД - .

Согласно ПТЭ и НТП двигатель механизма с.н. должен допускать подряд два пуска из холодного состояния. Пуск должен также проходить успешно при понижении напряжения секции до 0,8 Uном.

Ограничивающим фактором при выборе мощности двигателя является температура нагрева двигателя в конце пуска, который в свою очередь зависит от типа изоляции.

Определим мощность механизма [7, стр 8];

[кВт],

где -КПД передачи для соединения с двигателем муфтой в о.е., принимается равным 0,89

Определим мощность двигателя для механизма.

Коэффициент запаса примем равным 1,1 [7, c 10];

[кВт].

Выбираем двигатель ДАЗО4-400ХК-6У1 [2, табл. 4.5, с. 182].

Таблица 6.1. Номинальные параметры электродвигателя механизма собственных нужд

Определим момент инерции привода:

[кгм2].

Определим механическую постоянную привода.

(с).

Определим коэффициент приведения:

.

Определим момент сопротивления механизма.

Примем начальный момент сопротивления равным 0,15.

,

Где р=2 - показатель степени для механизмов с вентиляторным моментом сопротивления.

Таблица 6.2. Показатели момента сопротивления механизма

Определим критическое скольжение для выбранного двигателя.

Определим зависимость момента вращения двигателя от скольжения.

,

Таблица 6.3. Показатели момента вращения двигателя при Кu=1

если , то данный участок кривой зависимости определяется при помощи аппроксимации из условия, что при s=1 о.е., о.е., а при s=0,5 о.е., о.е.

В результате получаем графики зависимости моментов двигателя и механизма от скольжения, см. приложение 3, рис.3 п.1 и рис.3 п.2. И по ним определяем точное значение показателей момента вращения при Кu=1.

Таблица 6.4. Окончательные показатели момента вращения двигателя при Кu=1

Тогда показатели момента вращения при Кu=0,8 определяются как:

Таблица 6.5. Показатели момента вращения двигателя при Кu=0,8

Определим зависимость избыточного момента от скольжения.

.

Таблица 6.6. Показатели избыточного момента при Кu=1

Таблица 6.7. Показатели избыточного момента при Кu=0,8

Определим время пуска двигателя.

.

Где - механическая постоянная времени агрегата "двигатель-рабочая машина";

-приращение скольжения, равное разности граничных значений скольжения на i-м интервале

При Кu=1 =2,6508 с

При Кu=0,8 =5,201 с

Расчет приведен в таблице 6.8.

Таблица 6.8. Характеристики моментов двигателя и механизма СН в зависимости от скольжения

При проверке обмоток ротора и статора э/двигателей на нагревание во время пусков исходят из того, что правильно выбранный электродвигатель должен опускать:

1) двукратный пуск из холодного состояния;

2) один пуск в горячем состоянии, т.е. сразу после длительной работы с расчетной нагрузкой.

Определим превышение температуры обмотки статора за время пуска над температурой охлаждающей среды, :

1) Кu=1

Первый пуск:

,

Второй пуск:

,

2) Кu=0,8

Первый пуск:

,

Второй пуск:

,

Для класса изоляции "В" предельно допустимое превышение температуры обмотки статора электродвигателей - 800С. В результате расчета получено, что максимальный перегрев обмотки статора при двукратном пуске равен 13,50С. То есть, двойной пуск из холодного состояния допустим.

6.2 Карта собственных нужд

Карта собственных нужд составляется для блочной и общестанционной нагрузки напряжением 6 кВ, включая все трансформаторы и электродвигатели (Приложение 2). Она представляет собой набор рабочих машин, обслуживающие основные агрегаты электростанции (парогенераторы, турбоустановки, синхронные генераторы), а также общестанционные устройства и установки (химводоочистка, маслянное и мазутное хозяйство, компрессорная и т.д.).

При формировании карты механизмов СН учитывается распределение рабочих машин (и приводящих их в действие электродвигателей) между секциями РУ собственных нужд. Это относится как к блочной, так и к общестанционной нагрузке.

6.3 Окончательный выбор трансформаторов собственных нужд

Мощность рабочего трансформатора собственных нужд блока выбирается на основании подсчетов действительной нагрузки секций, присоединенных к этому трансформатору, с учетом как электродвигателей и ТСН блока, так и общестанционных нужд, которые обслуживают не только данный блок, но и потребителей относящихся ко всей станции в целом.

Для определения мощности ТСН мощность каждого электродвигателя принимается равной мощности на валу. Все электродвигатели - рабочие и резервные - принимаются присоединенными к секции. Для различных групп механизмов вводятся различные поправочные коэффициенты, которые учитывают неодновременность работы, реальную недогрузку электродвигателей, КПД, а также то, что некоторые из этих двигателей являются резервными.

Таким образом, умножая суммарную мощность отдельных групп на данный коэффициент, получают нагрузку на трансформаторах собственных нужд 20 кВ.

С учетом повышения требований надежности, предъявляемых к системе собственных нужд, перегрузка рабочих трансформаторов не допускается.

Выбирается трансформаторы собственных нужд типа ТРДНС - 25000/35.

Мощность резервных трансформаторов, согласно [4], должна обеспечивать замену источников питания собственных нужд одного работающего блока. Для блоков, с генераторным выключателем мощность резервного ТСН равна мощности рабочего ТСН. Таким образом, выбран

резервный трансформатор собственных нужд типа ТРДНС - 25000/35, присоединенный к низшей обмотке АТС

Расчетная нагрузка трансформаторов второй ступени 6/0,4 кВ складывается из мощностей многочисленных, но мелких электроприемников.

Опираясь на опыт проектирования электростанций, для обеспечения технологического процесса и надежности электроснабжения, предусмотрена установка цеховых трансформаторов собственных нужд 6/0,4 кВ, которые распределяются следующим образом. В зависимости от мощности потребителей на 0,4 кВ блока, на каждом блоке устанавливается 2 или 3 трансформатора 6/0,4 кВ мощностью 1000 кВА. Один питает потребителей машинного отделения, другие - котельного. Устанавливают также дополнительные трансформаторы для питания нагрузок, расположенных наОРУ, вентиляторов, системы охлаждения трансформаторов, освещения, компрессоров и.т.д. Резервирование рабочих трансформаторов 6/0,4 кВ осуществляется установкой дополнительных трансформаторов. Основные секции РУ 0,4 кВ питаются от трансформаторов 6/0,4 кВ через автоматические выключатели.

Должна быть обеспечена бесперебойность питания секций и сборок 0,4 кВ. Электродвигатели ответственных секций и сборок 0,4 кВ механизмов СН питаются от разных секций 0,4 кВ.

Для особо ответственных потребителей предусматриваются отдельные секции, получающие питание и от резервных трансформаторов, и от дизель- генераторов, распределив электродвигатели и ТСН 6/0,4 кВ между секциями 6 кВ, определяем номинальную мощность рабочих ТСН блоков. Номинальная мощность рабочих ТСН блоков выбирается по расчетной нагрузке всех присоединений электроприемников так, чтобы не допустить перегрузки. Рассмотрим 2 блок (самые загруженный (по Приложению 2)) и определим поток мощности, отбираемый на собственные нужды станции.

Блок ВН:

Условие выбора ТСН: .

Так как условие выполняется, то окончательно выбираем трансформатор марки ТРДНС -25000/35;

В качестве РТСН также принимает трансформатор марки ТРДНС -25000/35, присоединенный к обмотке НН АТ.

6.4 Самозапуск электродвигателей СН

Проверим по условиям самозапуска электродвигатели наиболее нагруженной секции блока 500 МВт (секция А блока №4). Перечень электродвигателей и их параметров представлен в Приложении 2.

Расчет сводится к определению величины начального напряжения на секции в момент подведения к ней резервного источника питания - Uнач.

Рис. 6.1 Схема питания двигателей с.н. при самозапуске

Допустимое время перерыва питания механизмов СН составляет 2.5 с.

Процесс самозапуска считается успешным при выполнении следующего условия:

,

где

Uнач - значение напряжения, при котором происходит самозапуск;

Uдоп - допустимое значение остаточного напряжения на шинах питания ответственных механизмов (60%).

Определим начальное напряжение после перерыва питания на шинах ответственных механизмов с.н., участвующих в процессе самозапуска (Uнач) для одной из секций с.н. одного из блоков, подключенного к шинам СН. Оно обусловливается посадкой напряжения за счёт падения напряжения в токопроводе и двигателях механизмов с.н. от протекания по ним пусковых токов.

Рис. 6.2. Схема замещения схемы питания двигателей с.н. при самозапуске

Определим значения параметров этой схемы замещения:

1. Сопротивление РТСН:

1. Сопротивление резервной магистрали:

Определим сопротивление токопровода. Примем длину токопровода равной 250 м (сумме ширины машинного зала и половине его длины):

Тогда:

2. Расчетная схема замещения:

Таблица 6.9. Номинальные параметры электродвигателей ответственных механизмов собственных нужд, участвующих в самозапуске

Подобные документы

• Проектирование конденсационной электрической станции мощностью 1200 Мвт

  Выбор главной схемы электрических соединений тепловой конденсационной электростанции. Расчет установленной мощности электрооборудования. Выбор трансформаторов. Определение токов короткого замыкания. Выбор напряжения, схема синхронных турбогенераторов.
  
  курсовая работа [2,3 M], добавлен 19.12.2014
  

• Электрическая часть конденсационной электростанции мощностью 900 МВт

  Характеристика электрической части конденсационной электростанции, мощность которой 900 МВт. Анализ основного электрооборудования, выбор схемы электроснабжения. Особенности релейной защиты, выбор генераторов, расчет токов короткого замыкания и напряжения.
  
  дипломная работа [1,9 M], добавлен 22.06.2012
  

• Проектирование электрической части конденсационной электростанции

  Разработка структурной схемы конденсационной электростанции. Выбор генераторов, трансформаторов блока и собственных нужд, автотрансформаторов связи и блока. Выбор схемы, расчет токов короткого замыкания. Выбор электрических аппаратов для генераторов.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 11.12.2013
  

• Выбор основного тепломеханического оборудования и расчет тепловой схемы электростанции

  Параметры газовой турбины ALSTOM GT-13E2, котла-утилизатора и паротурбинной установки. Выбор основного электрооборудования и варианта выдачи мощности электростанцией. Расчет токов короткого замыкания, выключателей и разъединителей. Монтаж гибкой ошиновки.
  
  дипломная работа [4,3 M], добавлен 15.03.2012
  

• Проектирование принципиальной схемы конденсационной электростанции и выбор электрооборудования

  Разработка главной электрической схемы КЭС. Расчет тока однофазного и трехфазного короткого замыкания и ударных токов. Выбор выключателей для генераторной цепи, шин, разъединителей, токопроводов. Выбор электрических схем РУ повышенных напряжений.
  
  курсовая работа [6,6 M], добавлен 10.10.2012
  

• Проектирование электрической части конденсационной электрической станции

  Выбор генераторов, блочных трансформаторов и автотрансформаторов связи. Расчет токов короткого замыкания для выбора аппаратов. Выбор выключателей, разъединителей, трансформаторов тока, трансформаторов напряжения, сечения отходящих линий, токопроводов.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 12.02.2013
  

• Технический проект ТЭЦ мощностью 90 МВт

  Выбор числа и мощности генераторов, трансформаторов электростанции. Выбор главной схемы электрических соединений. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор выключателей и разъединителей, трансформаторов тока и напряжения. Обеспечение собственных нужд ТЭЦ.
  
  курсовая работа [199,0 K], добавлен 19.11.2010
  

• Проектирование электрической части электростанции

  Разработка проекта и расчет электрической части тепловой пылеугольной электростанции. Выбор схемы ТЭЦ, коммутационных аппаратов, измерительных и силовых и трансформаторов. Определение целесообразного способа ограничения токов короткого замыкания.
  
  курсовая работа [2,1 M], добавлен 18.06.2012
  

• Проектирование электрической части конденсационной электростанции

  Разработка структурной схемы станции и блочных трансформаторов. Описание схемы электрических соединений и расчет токов короткого замыкания. Выбор комплектного токопровода, электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих частей в заданных цепях.
  
  курсовая работа [414,2 K], добавлен 23.03.2014
  

• Проектирование электрической части станции типа ТЭЦ

  Разработка структурной схемой теплофикационной электростанции. Построение графиков протекания мощностей. Проведение расчета токов короткого замыкания; выбор реакторов, выключателей, разъединителей, трансформаторов, разрядников и предохранителей.
  
  курсовая работа [189,0 K], добавлен 21.12.2011
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам