Пример расчета паротурбинной станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчет тепловой схемы паротурбинной станции

Задачей расчета тепловой схемы станции является определение следующих величин:

А) параметров рабочего тела во всех характерных узлах;

Б) величины и направления потоков рабочего тела во всех элементах схемы;

В) тепловой производительности и температурных условий работы отдельных узлов и аппаратов:

Г) показателей тепловой экономичности отдельных аппаратов и всей станции в целом при различных режимах работы.

При проектировании тепловых электростанций расчет тепловой схемы проводится для ряда характерных режимов работы оборудования. Для промышленных тэц, имеющих связь с энергосистемой, характерные режимы определяются в основном тепловой нагрузкой. Наиболее важным для выбора оборудования является режим, соответствующий максимальной зимней отопительной и промышленной тепловой нагрузке. Кроме того, для промышленной тэц важным является режим при средней за отопительный сезон нагрузке, а также минимальной летней тепловой нагрузке.

Иногда, помимо перечисленных выше режимов, приходится рассчитывать схему и проверять работу отдельных ее элементов в других характерных условиях: например, для режима минимальной электрической нагрузки во время весеннего паводка, в период максимального участия в покрытии электрических нагрузок системы гидростанций с ограниченными возможностями по подъему уровня в водохранилище.

полный тепловой расчет можно вести двумя методами: аналитическим; методом последовательных приближений.

аналитический метод основан на составлении и решении системы материального и теплового баланса основных элементов тепловой схемы совместно с уравнением мощности турбины и отдельных потоков пара. Все неизвестные потоки выражаются аналитически через расход пара на турбину.

(8.1)

где--отбор пара от турбины на подогреватель -доля - го отбора от общего расхода пара на турбину;-общий расход пара на турбину.

при расчете таким методом сложных тепловых схем современных станций высокого давления, получаются громоздкие системы уравнений, требующие большой затраты времени на решение.

метод последовательных приближений нашел широкое применение при расчете тепловых электрических станций. В этом методе общий расход пара при заданной электрической мощности и определенном отпуске теплоты внешним потребителям оценивается по формулам или по диаграммам режимов турбины. Строится процесс расширения пара в

диаграмме и находят параметры отборов и основных точек процесса. Определяют мощность турбины и сопоставляют ее с заданной для расчетного режима мощностью. Если отклонение в расходе пара невелико и лежит в пределах 5-7%, то процесс расширения пара в турбине не перестраивают.

2. Пример расчета принципиальной тепловой схемы электростанции

Произвести расчет тепловой схемы и выбор основного оборудования

Промышленно - отопительной тэц по следующим исходным данным:

1. Тип турбины пт-50-130/13. Начальное давление пара мпа. Начальная температура пара .

2. Дросселирование пара в регулирующих клапанах (по отсекам):

; ;

3. Внутренние относительное к.п.д. Турбины по отсекам:

; ; .

4. Электромеханический к.п.д. Турбогенератора

5. Давление регулируемых отборов пара:

- производственного 1,3 мпа;

- отопительного 0,2 мпа.

6. Схема отпуска теплоты:

технологический пар - из производственного отбора; горячая вода на нужды

централизованного теплоснабжения - от сетевых подогревателей и

пиковых водогрейных котлов.

7. Температурный график тепловой сети в расчетный режим:.

8. Тип котлов - барабанные с естественной циркуляцией.

9. Величина продувки котлов .

10. Схема использования теплоты продувочной массы котлов: двухступенчатыйсепаратор и подогреватель химически очищенной воды перед деаэратором.

11.паровые собственные нужды котельного цеха: от паропроизводительности котельных агрегатов.

12. Паровые собственные нужды машинного зала: от расхода пара на турбины. Конденсат данного пара не теряется, энтальпию конденсата принять равной энтальпии питательной воды в деаэраторе.

13. Внутристанционные потери конденсата (условно принять из деаэратора): от расхода пара.

14. Температура питательной воды .

15. Число отборов пара для регенерации, (включая регулируемые) - 7.

16. Тип деаэратора: промышленного давления (мпа).

17. Схема приготовления добавочной воды - химическая водоочистка.

18. Нагрев конденсата в сальниковом и эжекторном подогревателях принять . Расход пара на эти подогреватели не учитывать.

19. Температура химически очищенной воды .

20. Коэффициент полезного действия деаэратора, регенеративных и сетевых подогревателей .

21. Распределение подогрева по ступеням системы рппв принять равномерным.

22. Недогрев воды в поверхностных подогревателях системы рппв до температуры насыщения принять в интервале = 5 - 6 °с.

23. Отпуск пара технологическим потребителям: т/ч.

24. Возврат конденсата с производства: т/ч.

25. Температура возвращаемого конденсата . Конденсат условно чистый и сбрасывается непосредственно в деаэратор питательной воды.

26. Количество отпускаемой теплоты с сетевой водой: мвт.

27. Электрическая мощность турбин: мвт.

28. Давление в конденсаторе турбины: мпа.

29. Используемое на станции топливо - мазут.

Принципиальная схема станции, составленная по исходным данным, изображена на (рис. 9.1). Для облегчения расчетов на схеме нанесены обозначения и величины основных параметров пара и конденсата, питательной воды и тепловых нагрузок. Давления в регулируемых отборах приняты по паспортным данным турбины.

2.1 Содержание расчета принципиальной тепловой схемы

Станции с турбинами пт-50-130/13:

1. Распределение тепловой нагрузки по турбинам

2. Построение процесса расширения пара в турбине

3. Определение параметров распределения температур по ступеням подогрева

4. Давление пара в нерегулируемых отборах турбины

5. Определение расхода сетевой воды

6. Расчет сепаратора непрерывной продувки

7. Расчет регенеративных подогревателей высокого давления

8. Расчет деаэратора

9. Расчет подогревателя низкого давления

10. Проверка материального баланса пара в турбине.

рис.9.1. Принципиальная схема станции с турбиной пт-50-130/13:

3. Распределение тепловой нагрузки по турбинам

3.1 Определяем количество турбин типа пт-50-130/13

Электрическая мощность электрической станции [мвт] (из задания) составляет: мвт

Электрическая мощность одной турбины [мвт](из задания)

Составляет мвт;

Определяем количество однотипных турбин

3.2 Определяем количество пара, отпускаемого от одной турбины

Где -отпуск пара технологическим потребителям(из задания).

Где -отпуск пара технологическим потребителям от одной турбины

Где -количество отпускаемой теплоты с сетевой водой [мвт], выбираетсяиз задания.

4. Построение процесса расширения пара в турбине

4.1 Фактическое давление пара с учетом дросселирования пара в регулирующих клапанах

Процесс расширения пара в турбине начинают строить по параметрам состояния пара перед стопорным клапаном турбины, (рис.9.1), определяемого начальными параметрамимпа.для нахождения энтальпии строим процесс адиабатного расширения пара надиаграмме при его начальных параметрах. Для этого находим пересечение изотермы и изобары ,затем найденную точку проецируем на ось ординат (y). Начальным параметрам пара соответствует значение энтальпии

мпа; ; кдж/кг

4.1.1 Определение фактическое давление пара с учетом дросселирования пара в регулирующих клапанах

Состояние пара перед соплами первой ступени определяют с учётом его дросселирования в клапанах

мпа

Где -- фактическое давление пара с учетом дросселирования пара в регулирующих клапанах;-к.п.д. Дросселирование пара в регулирующем клапане цилиндра высокого давления.

4.1.2 определение фактического давления пара производственного отбора

Отбор пара, параметры которого поддерживаются в заданных пределах независимо от условий работы турбины, называется регулируемым отбором

Давление пара в производственном регулируемом отборе выбирается из задания: мпа

мпа

Где- фактического давления пара производственного отбора,

- к.п.д. Дросселирование пара в регулирующих клапанах (по отсекам) цилиндра среднего давления.

4.1.3 Фактическое давление пара теплофикационного отбора

Давление пара в регулируемом теплофикационном отборе: мпа

мпа

Где -фактическое давление пара в теплофикационном отборе;-к.п.д.дросселирования пара в регулирующих клапанах (по отсекам) цилиндра низкого давления.

4.2 Определение энтальпии пара, необходимой для построения процесса расширения в турбине по ступеням, с учетом кпд турбины по отсекам

Соединим прямой линией точки и на диаграмме( рис 9.2),таким образом, строим процесс дросселирования пара при его прохождении через дроссель, установленный перед частью высокого давления, при этом кдж/кг .

Идеальный процесс расширения пара проходит при адиабатном режиме, т.е. При постоянной энтропии, на диаграмме находим точку мпа идеального процесса (вертикально вниз до пересечения с давлением промышленного отбора), энтальпия которой составляет - кдж/кг;

Идеальный тепловой перепад в части высокого давления составляет:

кдж/кг

Фактический или реальный тепловой перепад в части высокого давления при учете внутреннего к.п.д. Использования пара составит:

кдж/кг;

Рассчитываем энтальпию фактической точки с энтальпией кдж/кгпроцесса расширения пара с учетом внутреннего к.п.д. Использования пара,

кдж/кг;

Данная точка откладывается на адиабате и находится на линии давления производственного отбора мпа.

Рис. 9.2. Построение процесса расширения пара в турбине.

Соединяем прямой линией полученную точку с энтальпией и точкой , получим процесс фактического или реального расширения пара при его срабатывании в части высокого давления турбины.

Для частей среднего и низкого давления турбины строим процессы аналогично, как для части высокого давления.

Также данный процесс можно построить с использованием программного комплекса watersteampro.

При давлении пара в регулируемом теплофикационном отборе: мпа , энтальпия адиабатного расширения составит:

кдж/кг;

кдж/кг;

кдж/кг;

кдж/кг;

При давлении в конденсаторе турбины: мпа( из задания) энтальпия адиабатного идеального процесса расширения составит:

кдж/кг;

кдж/кг;

кдж/кг;

кдж/кг;

5. Определение параметров распределения температур по ступеням подогрева

5.1 Определение базовых точек для построения графика распределения температур

5.1.1 Температура воды на выходе из деаэратора

;

Где t_s(p_д) - температура насыщения при давлении в деаэраторе (p_д = 0,6 мпа), °с, выбирается по таблице термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения по давлению, литература [3].

,

5.1.2 Температура питательной воды на выходе из пвд-3 определяется как

,

Гдеt_s(p_п) - температура насыщения при давлении в производственном отборе ( мпа), принимается по литературе [3]. - недогрев в поверхностных подогревателях.

принимаем .

,

5.1.3 Температура питательной воды на выходе из пнд-2, принимается по литературе[3], по давлению в отопительном отборе

, [3]

Где - температура питательной воды на выходе из подогревателя низкого давления №2.

5.1.4 Температуру питательной воды на входе в пнд-1 принимаем по температуре основного конденсата на выходе из конденсатора плюс подогрев в эжекторном и сальниковом подогревателях

д

Где t_к(p_к) - температура насыщения при давлении в конденсаторе турбины ( кпа), °с, принимается по литературе [3].

Д - нагрев конденсата в сальниковом и эжекторном подогревателях.

Принимаем д

д

5.1.5 Температуру питательной воды на входе в котел соответствует температуре на выходе из пвд-1 выбирается по заданию

График распределения температур по ступеням подогрева приведен на (рис. 9.3), по оси абсцисс указаны номера подогревателей низкого и высокого давления, а также деаэратор.

Рис.9.3. График распределения температур

6. Давление пара в нерегулируемых отборах турбины

6.1 Давление в первом отборе р₁, мпа

Давление в первом отборе определяется по температуре насыщения питательной воды на выходе из пвд-1 плюс градиент недогрева воды в поверхностных теплообменниках, :

мпа,

Значение энтальпии определяется из диаграммы - это точка пересечения давления мпа с линией фактического расширения пара или по таблице перегретого пара[3]. Небольшие расхождения значений энтальпии возможны, из-за точности построения диаграммы расширения пара в турбине, но не составляют 1-2%.

кдж/кг

6.2 Давление пара второго отбора р₂, мпа

Определяем температуру на выходе из пвд-2 по графику распределения температур по ступеням подогрева из (рис.9.2.) И далее действуем согласно пункту 4.1.

мпа,

кдж/кг

6.3 Давление пара четвертого отбора р₄, мпа

мпа, [3]

6.4 Давление пара пятого отбора р₅, мпа

мпа, [3]

6.5 Давление пара седьмого отбора р₇, мпа

,мпа [3]

Основные параметры тепловой схемы тэц приведены в табл.9.1.

Таблица 9.1. Основные параметры тепловой схемы тэц

Элементы схемы	Сп	155,23	483,5	120,23	0,2	2706	504,8	766
	Конден-сатор	29	121,5	29	0,004	2280	121,5	1148
	Пнд7	74	293	79	0,045	2524	329,6	904
	Пнд6	115,23	483,5	120,23	0,2	2662	504,8	766
	Пнд5	128	503,7	133	0,3	2720	561,4	708
	Пнд4	142	589,1	147	0,44	2784	619,8	644
	Деаэ-ратор	156,84	661,8	158,84	0,6	2836	670,5	592
	Пвд3	186,6	792,4	191,6	1,3	2945	814,5	483
	Пвд2	208	888,6	213	2	3028	911,5	400
	Пвд1	230	990,3	235	3,1	3116	1013,9	312
	Наименование величин	T0cводы за подогревателем	H,кд/кг воды за подогревателем	T0c насыщения воды в подогревателе	Давление греющегопара , мпа	H,кд/кг греющего пара	H,кд/кг конденсата греющего пара	Н-используемаяразность энтальпий потоков пара, кд/кг

В таблице 9.1. Находится значение использованной разности энтальпий потоков пара на пвд1:

кдж/кг,

остальные значения находятся аналогично, и представлены на диаграмме.

7. Определение расхода сетевой воды

Схема сетевой подогревательной установки с пиковым подогревателем, питающимся через редукционно - охладительную установку роу паром от парогенераторов представлена на (рис.9.4). Если вместо пикового подогревателя на тэц установлены пиковые водогрейные котлы, то тепловой расчет основного подогревателя остается без изменения.

Рис.9.4 принципиальная схема сетевой подогревательной установки: 1- основной сетевой подогреватель; 2- конденсатный насос; 3- теплофикационный отбор;. 4 - конденсат пикового подогревателя; 5- пиковый подогреватель; - роу; 7 - сетевой насос;. 8 - химводоочистка; 9 -деаэратор подпитки; 10 - подпиточный насос; 11 - тепловой потребитель

Для расчета сетевой установки необходимо распределить тепловую нагрузку между отдельными аппаратами. При расчете схемы обычно задан общий максимальный отпуск теплоты от тэц

Оценку небольших изменений в тепловой схеме станции можно проводить без пересчета всей схемы по методу неизменной мощности турбины. Суть метода заключается в том, чтолюбое изменение в тепловой схеме станции, приводящее к изменению количества теплоты в данной точке схемы на величину , приводит к изменению расхода теплоты в парогенераторе при неизменной мощности турбины на величину

Где - коэффициент ценности теплоты в точке схемы, где происходит изменение; - изменение расхода теплоты в парогенераторе.

Коэффициент ценности теплоты находится по приближенной формуле:

Где - коэффициент недовыработки мощности паром отбора; - коэффициент регенерации, характеризующий особенности тепловой схемы данной турбины, зависящий от начальных параметров , типа подогревателей, и схемы отвода конденсата греющего пара от отборов , который выбирается по таблице 7.1.

Коэффициент недоиспользования мощности пара производственного отбора:

коэффициент недоиспользования мощности пара отопительного отбора:

Приближенно оценить расход пара на турбину можно также и с помощью заводской диаграммы применительно к заданному режиму работы.

7.1 Температура сетевой воды после сетевого подогреватели

Отборным паром 0,2 мпа можно нагреть воду в сетевом подогревателе до температуры:

Где - температура сетевой воды после сетевого подогревателя, °с;- температура насыщения при давлении в теплофикационном отборе, рассчитанная в пункте 3.1.3.

- недогрев воды в поверхностных подогревателях до температуры насыщения (5-7) °с;

Принимаем = 5 °с.

7.2 Тепловая нагрузка основного подогревателя

мвт

Где - тепловая нагрузка основного подогревателя, мвт;

- максимальная тепловая нагрузка на отопление от одной турбины;

- температура сетевой воды после сетевого подогревателя, °с

- температуры сетевой воды в прямой и обратной сети, °с,

Известно: =150 °с, =70 °с

7.3 Нагрузка пикового водогрейного котла

Остальная часть нагрузки по отоплению в количестве

, мвт

Покрывается пиковым водогрейным котлом.

мвт

7.4 Расход пара на основной подогреватель

Расход пара на основной подогреватель определяется по формуле:

Где ,кдж/кг- энтальпия конденсата греющего пара при отборе p6 = 0.2 мпа, выбирается из таблицы9.1.

= 504,8 кдж/кг;

- к.п.д. Основного подогревателя, выбирается из задания.

7.5 Коэффициент недоиспользования мощности пара

Производственного отбора

7.6 Коэффициент недоиспользования мощности пара отопительного отбора

7.7 Расход пара на турбину с учетом регенерации

Количество пара, отпускаемого от одной турбины

где

- коэффициент регенерации. Принимаем = 1.15- по таблице 7.1.

Количество пара, отпускаемого от одной турбины - определено в пункте1.2.

7.8 Расход паря на собственные нужды машинного зала

кг/с

Где -расход пара на собственные нужды котельного цеха от паропроизводительности котельных агрегатов( из задания).

7.9 Расход пара из парогенератора (нетто)

кг/с.

7.10 Производительность котельного агрегата (брутто)

кг/с

Где - расход пара на собственные нужды котельного цехаот паропроизводительности котельных агрегатов( из задания).

7.11 Расход пара на собственные нужды котельных агрегатов

кг/с

7.12 Расход питательной воды с учетом непрерывной продувки

кг/с

Где -величина продувки котлов.

8. Расчет сепаратора непрерывной продувки

Работа сепаратора заключается в приёме пароводяной смеси от котла, разделении её на пар и воду за счёт расширения и вращательного движения потока в приёмном устройстве сепаратора, конструктивная схема и схема присоединения сепараторак непрерывной продувки котлов рассматривалась в пункте 7.1.5. турбина сепаратор подогреватель пар

количество продувочной воды, которое подается в сепаратор продувки при давлении в барабане котла , определяется в долях от расхода пара из котлоагрегета.

8.1 Расход продувочной воды из котлов

кг/с

8.2 Материальный баланс сепаратора

Материальный баланс сепаратора составляется из схемы, представленной на (рис. 9.5).

Рис. 9.5.материальный баланс потоков в сепаратор

8.3 Выпар из первой ступени сепаратора непрерывной продувки

кг/с

Где - энтальпия воды в барабане котла,при давлении в барабане 15,5 мпа, принимается по таблицам литературы [3]

= 1631.8 кдж/кг

- энтальпия продувочной воды, сливаемой из первой ступени

Сепаратора во вторую. При давлении в 1-й ступени сепаратора 0,65 мпа:

= 684,2 кдж/кг

- теплота парообразования при давлении в 1-й ступени сепаратора,

= 2075,7 кдж/кг

8.4 Количество продувочной воды, поступающей во вторую ступень сепаратора

кг/с

Вторая ступень сепаратора рассчитывается аналогично первой ступени

8.5 Выпар второй ступени сепаратора непрерывной продувки

кг/с,

- энтальпия кипящей воды при давлении во 2-й ступени сепаратора.

При давлении во 2-ойступени сепаратора 0,23 мпа :

= 523,7 кдж/кг

- теплота парообразования при давлении во 2-й ступени сепаратора,

При давлении во 2-й ступени сепаратора 0,23 мпа : = 2189.6 кдж/кг.

8.6 Количество продувочной воды, поступающей в охладитель

Непрерывной продувки

кг/с.

Принимаем температуру продувочной воды после охладителя

= 65 °с.

8.7 Внутристанционные потери конденсата

кг/с.

Где - внутристанционные потери конденсата (условно принять из деаэратора): от расхода пара.

8.8 Количество невозвращаемого из производства конденсата

кг/с.

Где -отпуск пара технологическим потребителям т/ч; - количество возвращенного конденсата, т/ч;

8.9 Количество химически очищенной воды (хов), подаваемой в деаэратор

Используя найденный расход хов и расход продувочной воды , поступающей на 2ую ступень сепаратора найдем параметры хов за охладителем непрерывной продувки

кг/с.

8.10 Температура хов после охладителя непрерывной продувки

Где - энтальпия воды, сливаемой в техническую канализацию, кдж/кг

кдж/кг

8.11 Энтальпия химически очищенной воды после охладителя

Непрерывной продувки

Где - энтальпия хим. Очищенной воды, кдж/кг

кдж/кг.,

9. Расчет регенеративных подогревателей высокого давления

Регенеративные подогреватели высокого давления предназначены для подогрева питательной воды, находящейся под полным давлением питательного насоса. Греющей средой в них является пар из отборов турбины в чвд и чсд

Для расчета необходимо задать определенное давление в деаэраторе:

- принимаем давление в деаэраторе мпа;

- принимаем давление за питательным насосом;

мпа

Где - давление воды в барабане котла равно 15,5 мпа;

- принимаем, что пар отборов турбины в пвд конденсируется без переохлаждения конденсата;

- пар с отборов турбины обтирается для подогрева питательной воды в пвд-1.

На (рис 9.6) показаны подогреватели высокого давления с каскадным сливом греющего пара в деаэратор

Рис. 9.6 к выводу теплового баланса подогревателей высокого давления

9.1 Расход пара на пвд-1

Тепловой баланс для пвд-1 запишется:

, где

кдж/кг

- энтальпия пара первого отбора и энтальпия конденсата в первом отборе на линии насыщения,соответствуют температурам из таблицы 9.1 - основные параметры тепловой схемы тэц;

кдж/кг;

кдж/кг

9.5 Расход пара на пвд-2 с учетом слива в него конденсата из пвд-1

, где

870,9-781,29 = 89,6кдж/кг

- энтальпия пара и конденсата на линии насыщения второго отбора.

;

9.6 Повышение энтальпии воды в питательном насосе

Где - давление в деаэраторе, мпа;

- средний удельный объем в насосе по давлению - принимается по таблице пара [3].;

- к.п.д. Насоса, = 0,8

мпа

мпа.

9.7 Средняя температура воды в питательном насосе

.

Где - температура за деаэратором°с, по таблице 9.1

Принимаем: = 160 °с.

9.8 Энтальпия воды за питательным насосом

кдж/кг

Где - энтальпия воды при°с;

9.9 Расход пара на пвд-3 с учетом слива в него конденсата на пвд-1 и пвд-2

, где

781,29-656,69=124,61 кдж/кг;

Размещено на http://www.allbest.ru/

кдж/кг;

кдж/кг;

- энтальпия пара третьего отбора, кдж/кг: = 2945 кдж/кг.

- энтальпия конденсата пара третьего и второго отбора, кдж, выбираются по таблице 9.1.

10. Расчет деаэратора

Деаэратор-устройство для удаления из воды агрессивных газов. Деаэратор является местом сбора всех основных потоков рабочего тела в тепловой схеме электрической станции, которые представлены на (рис. 9.7) для его расчета составляется материальный и тепловой баланс расчета деаэратора сводится к нахождению 2-х величин:- - расхода основного конденсата после пнд; - - расхода греющего пара на деаэратор.

10.1 Материальный баланс деаэратора

Рис.9.7. Сбор основных потоков рабочего тела в деаэраторе

Где - расход основного конденсата после пнд, кг/с;

-- - расход греющего пара на деаэратор, кг/с;

-- выпар из сепаратора первой ступени, кг/с;

- - внутристанционные потери конденсата, кг/с.

- - возврат производственного конденсата, т/час

Возврат конденсата с производства выбирается по заданию и составляет- т/час,

кг/с

Где - количество турбоагрегатов

В данном уравнении неизвестны два члена - , соответственно поток основного конденсата после подогревателя низкого давления и расход греющего пара на деаэратор, сумма этих потоков найдена из уравнения материального баланса

кг/с

10.2 Тепловой баланс деаэратора

Уравнение теплового баланса записывается как равенство суммы произведений массовых расходов входящих потоков на соответствующие энтальпии и суммы произведений массовых расходов выходящих потоков на их энтальпии.

где

- энтальпия воды на входе из деаэратора кдж/кг из пункта 7.8;

- энтальпия конденсата, сливаемого из пвд-3 в деаэратор: =814,5 кдж/кг ( по таблце9.1);

- энтальпия хов после онп: = 132,4 кдж/кг;

- энтальпия пара из сепаратора 1: = 684,2 кдж/кг;

- энтальпия возвращаемого производственного конденсата,температура возвращаемого конденсата ,по заданию188,42 кдж/кг;

- энтальпия конденсата после пнд-4 (основного), = 594,55 кдж/кг;

- энтальпия пара третьего отбора, кдж/кг: = 2945 кдж/кг.

Получим:

Имеем систему двух линейных уравнений:

После решения этой системы получим: кг/с; кг/с.

11. Расчет подогревателя низкого давления (пнд)

На (рис.9.8) показаны группа подогревателей низкого давления, которые работают при сравнительно низком давлении конденсата после конденсатного насоса (кн) от 6до 15 бар.

Рис. 9.8. Подогреватели низкого давления

11.1 Расход пара на пнд-4

Где - разность энтальпий основного конденсата на выходе из пнд-4 и и на входе в пнд-3, которая рассчитывается по температуре таблицы 9.1

= 4,187 * 142 = 594,55 кдж/кг;

= 4,187 * 128 = 535,94 кдж/кг;

- энтальпия пара 4-го отбора и энтальпия конденсата греющего пара 4-го отбора - по таблице 9.1.:

= 2784 кдж/кг; = 615,49 кдж/кг.

11.2 Энтальпия конденсата перед пнд-5 после смешения

Где - конденсат греющего пара основного подогревателя, кг/с;

- энтальпия основного конденсата за пнд-3, кдж/кг;

- энтальпия конденсата пара 6-го отбора, кдж/кг;

Известно: = 42,03кг/с; = 23,6кг/с; = 483,5 кдж/кг -вытирается из таблицы 9.1.для пнд6

кдж/кг.

кдж/кг.

11.3 Расход пара на пнд-5

Где - энтальпия конденсата пара 4-го и 5-го отборов, кдж/кг;

- энтальпия основного конденсата на выходе из пнд-5, кдж/кг.

Известно: = 619,8 кдж/кг; = 561,4 кдж/кг; = 2720 кдж/кг, определяемая по таблице 9.1 для пнл4 и пнд5.

= 535,9кдж/кг;

1,15 кг/с.

11.4 Энтальпия основного конденсата перед пнд-6

Предварительно оцениваем энтальпию основного конденсата перед пнд-6 с последующим уточнением по балансу. Обычно принимают в пределах 250 - 350 кдж/кг.

Принимаем: = 315 кдж/кг.

11.5 Расход пара на пнд-6 (оценка)

Где - выпар из сепаратора непрерывной продувки 2-й ступени, кг/с;

- энтальпия выпара, =2712,7, кдж/кг, выбирается по таблицам литературы [3] по давлению 0, 23 мпа;

11.6 Предварительно оцениваем расход пара в конденсатор

11.7 Определяем расход пара на пнд-7 по его балансу

Где = 4,187*29 = 121 кдж/кг; = 1,15 кг/с; = 1,5 кг/с;

= 4,187*74 = 309,84 кдж/кг; = 0,8 кг/с; = 0,014 кг/с;

= 504,8 кдж/кг; = 329,6 кдж/кг; = 2524 кдж/кг.

Имеем систему двух линейных уравнений:

= 16,1 -

= 0,087 * - 0,271

Решая систему, получим: = 15,07кг/с; = 1,03кг/с.

11.8 Проверяем правильность оценки величины энтальпии конденсата перед пнд-6

где - энтальпия основного конденсата из пнд-7, по таблице 9.1.кдж/кг;

= 4,187*74 = 309,84 кдж/кг;

Находим процент невязки величины , которая должна быть не более 1%:

12. Проверка материального баланса пара в турбине

12.1 Невязка пара составляет

Расхождение между по пункту 5.7 и полученным из материального баланса составляет 70,59-70,4=0,19 кг/с или

Если отклонение мощности от заданной для расчета схемы превышает заданную мощность в (1,5-2 )%, то производят перерасчет схемы на уточненный расход пара

12.2 Проверка электрической мощности турбины

Где - используемая разность энтальпий потоков пара или от стопорного клапана до i-го отбора, кдж/кг; выбирается по таблице 9.1.

- расход пара в эти отборы, кг/с;

12.3 Определяем невязку электрической мощности турбины

расхождение между заданной электрической мощностью турбины и полученной в результате проверки по пункту 10.2 составляет, квт :

12.4 Определяем поправку к расходу пара на турбину

12.5 Уточненное значение расхода пара на турбину

12.6 Уточняем значение коэффициента регенерации

Расчет закончен.

Рекомендуемая литература

1. Стерман, л. С. Тепловые и атомные электрические станции: учебник. - 4-е изд., перераб. И доп. - м. : ид мэи, 2008. - 463с. : ил., диагр., схемы, граф., табл.

2. Промышленные тепловые электростанции: учебник для вузов/ баженов м.и., богородский а.с., сазанов б.в., юренев в.н.; под ред. Е.я.соколова.- 2-е изд., перераб.-м.:энергия, 1979.-296 с.

3. Ривкин с.л., александров а.а. термодинамические свойства воды и водяного пара: справочник. Рек. Гос. Службой стандартных справочных данных - 2-е изд., перераб. И доп. - м.: энергоатомиздат, 1984, 80 с. С ил.

4. Рыжкин в.я. тепловые электрические станции: учебник для вузов. Под. Ред. В.я. гиршфельда. - 3-е изд., перераб и доп. - м.: энергоатомиздат, 1987. - 328 с.: ил.

5. Тепловые и атомные электрические станции: справочник / под общ. Ред. В.а. григорьева, в.м. зорина. - 2-е изд., перераб. - м.: энергоатомиздат, 1989. - 608 с. - (теплоэнергетика и теплотехника; кн. 3).

6. Елизаров д.п. теплоэнергетические установки электростанций: учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. И доп. - м.: энергоиздат,1982.- 264 с.

7. Рихтер л.а., елизаров д.п., лавыгин в.м. вспомогательное оборудование тепловых электростанций: учебное пособие для вузов. - м.: энергоатомиздат, 1987. - 216 с.

8. Баженов м.и. богородский а.с. сборник задач по курсу "промышленные тепловые электростанции": учеб.пособие для вузов. - м.: энергоатомиздат, 1990. - 128 с.

9. Кендысь п.н. теплоэнергетические установки электростанций: учебн. Пособие. -- л.: изд-во ленинград.ун-та,1975.-280 с.

10. Турчин н.я инженерное оборудование тепловых электростанций и монтажные работы: учебник для вузов. - м.: высшая школа, 1979. - 416 с.

11. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных колов. -- спб.: издательство «деан», 2000. - 224 с.

12. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей российской федерации /м-во топлива и энергетики рф, рао «ес россии»: рд34.20.501 - 95. -- 15-е изд., перераб. И доп. - м.: спо оргрэс, 1996. -- 288 с.

Приложение 1. Паровые турбины

Для обозначения типов турбин применяется специальная маркировка, определяющая тип и назначение турбины и состоящая из буквенной и цифровой части. Используемые буквы обозначают:

· К - турбина конденсационная (имеет нерегулируемые регенеративные отборы для подогрева конденсата и питательной воды в подогревателях низкого и высокого давления);

· П - конденсационная турбина с регулируемым производственным промышленным отбором пара на технологические нужды потребителей с давлением 0,4 - 4 мпа;

· Т - конденсационная турбина с регулируемым теплофикационным отбором пара для подогрева сетевой (отопительной) воды с давлением 0,07 - 0,24 мпа;

· Пт - конденсационная турбина с регулируемыми производственным и теплофикационным отборами пара;

· Р - турбина с противодавлением (конденсатор отсутствует);

· Пр - турбина с противодавлением и регулируемым производственным отбором пара.

Первое число за буквой показывает номинальную мощность турбины в мегаваттах.

Под номинальной мощностью турбины понимается наибольшая мощность, которую турбина должна развивать длительно на зажимах генератора при номинальных значениях всех других основных параметров (пара, охлаждающей воды, технического состояния).

При этом номинальная мощность для турбин «к» и «р» обеспечивается при использовании нерегулируемых отборов пара для внешних потребителей тепла, предусмотренных техническими требованиями и инструкциями завода-изготовителя.

Для турбин «п», «т», «пт» и «пр» номинальная мощность обеспечивается при номинальных значениях всех других основных параметров, а также при отклонениях отдельных из них, допускаемых гостом и заводом-изготовителем турбины.

максимальная мощность указывается в знаменателе дроби.

Максимальная мощность для турбин «к» - это наибольшая мощность, которую турбина должна развивать на зажимах генератора при номинальных значениях всех других основных параметров, чистой проточной части и при отсутствии отбора пара для внешних потребителей тепла.

Максимальная мощность для турбин «п», «т», «р» и «пр» - это мощность, которую турбина может длительно развивать на зажимах генератора при соответствующих изменениях количества отбираемого пара, а также при отклонениях от номинальных значений давления пара в отборах или противодавлении в пределах, допускаемых гостом и заводом-изготовителем.

Следующее число означает номинальное давление пара перед турбиной в кгс/см². Для турбин с производственным регулируемым отбором пара и с противодавлением в виде дроби указывают давление пара перед турбиной (числитель), в отборе и противодавление (знаменатель) в кгс/см². Последняя цифра, если она имеется, означает номер заводской модификации турбины.

Например:

· К-200-130 - конденсационная турбина номинальной мощностью 200 мвт, давлением пара 130 кгс/см² (12,7 мпа);

· Т-250/300-240 - турбина с регулируемым теплофикационным отбором пара, номинальной мощностью 250 мвт, максимальной - 300 мвт, номинальным давлением 240 кгс/см² (23,5 мпа);

· Пр-25/30-90/10/0,9 - турбина с противодавлением 0,9 кгс/см² (0,088 мпа) и производственным отбором пара, номинальной мощностью 25 мвт, максимальной - 30 мвт, начальным давлением пара 90 кгс/см² (8,82 мпа) и давлением в промышленном отборе 10 кгс/см² (0,98 мпа).

· Турбина к-210-12,8-3 - конденсационная турбина номинальной мощностью 210 мвт, с начальным абсолютным давлением пара 12,7 мпа (130 кгс/см²), третьей модификации;

· Турбина п-6-3,4/0,5 - конденсационная турбина номинальной мощностью 6 мвт, с начальным абсолютным давлением пара 3,4 мпа с регулируемым производственным промышленным отбором пара на технологические нужды потребителей с давлением 0,5 мпа.

· Турбина т-110/120-12,8-конденсационная турбина с регулируемым теплофикационным отбором пара для подогрева сетевой (отопительной) воды номинальной мощностью 110 мвт, максимальной - 120 мвт, с начальным абсолютным давлением пара - 12,8 мпа.

· Турбина пт-25/30-8,8/1 - конденсационная турбина с регулируемыми производственным и теплофикационным отборами пара номинальной мощностью 25 мвт, максимальной - 30 мвт, начальным давлением пара 8,8 мпа (90 кгс/см²), абсолютным давлением отбираемого пара 1 мпа.

· Турбина р-100/105-12,8/1,45 -- турбина с противодавлением (конденсатор отсутствует) номинальной мощностью 100 мвт, максимальной -- 15 мвт, с начальным давлением пара 12,8 мпа (130 кгс/см²), абсолютным противодавлением - 1,45 мпа.

Паровая турбина состоит из двух основных частей. Ротор с лопатками -- подвижная часть турбины. Статор с соплами -- неподвижная часть.

По направлению движения потока пара различают аксиальные паровые турбины, у которых поток пара движется вдоль оси турбины, и радиальные, направление потока пара в которых перпендикулярно, а рабочие лопатки расположены параллельно оси вращения. В россии и странах снг используются только аксиальные паровые турбины.

По числу цилиндров турбины подразделяют на одноцилиндровые и двух--трёх-, четырёх-, пятицилиндровые. Многоцилиндровая турбина позволяет использовать бомльшие располагаемые  перепады энтальпии, разместив большое число ступеней давления, применить высококачественные материалы в частях высокого давления и раздвоение потока пара в частях среднего и низкого давления. Такая турбина получается более дорогой, тяжёлой и сложной. Поэтому многокорпусные турбины используются в мощных паротурбинных установках.

По числу валов различают одновальные, двухвальные, реже трёхвальные, связанных общностью теплового процесса или общей зубчатой передачей (редуктором). Расположение валов может быть как коаксиальным, так и параллельным с независимым расположением осей валов.

· Неподвижную часть -- корпус (статор) -- выполняют разъёмной в горизонтальной плоскости для возможности выемки или монтажа ротора. В корпусе имеются выточки для установки диафрагм, разъём которых совпадает с плоскостью разъёма корпуса турбины. По периферии диафрагм размещены сопловые каналы (решётки), образованные криволинейными лопатками, залитыми в тело диафрагм или приваренными к нему.

· В местах прохода вала сквозь стенки корпуса установлены концевые уплотнения для предупреждения утечек пара наружу (со стороны высокого давления) и засасывания воздуха в корпус (со стороны низкого). Уплотнения устанавливают в местах прохода ротора сквозь диафрагмы во избежание перетечек пара из ступени в ступень в обход сопел.

На переднем конце вала устанавливается предельный регулятор (регулятор безопасности), автоматически останавливающий турбину при увеличении частоты вращения на 10--12 % сверх номинальной.

Двухкорпусная паровая турбина (со снятыми крышками) представлена на рис.(9.9).



рис.9.9 двухкорпусная паровая турбина (со снятыми крышками): 1 -- корпус высокого давления; 2 -- лабиринтовое уплотнение; 3 -- колесо кертиса; 4 -- ротор высокого давления; 5 -- соединительная муфта; 6 -- ротор низкого давления; 7 -- корпус низкого давления.

Размещено на Allbest.ru