Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

2. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССА РАСШИРЕНИЯ ПАРА В ТУРБИНЕ В IS-ДИАГРАММЕ

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ В РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ОТБОРАХ, ПОДОГРЕВАТЕЛЯХ

4. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ БАЛАНСОВ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЛЕЙ ОТБОРОВ

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ ПАРА, ВОДЫ И ТЕПЛА

ЛИТЕРАТУРА

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

турбина теплодавление пар вода

Номинальная мощность турбоагрегата на клеммах

электрогенератора N_э = 212,5 МВт;

Начальное давление пара P_о = 12,755 МПа;

Начальная температура пара t_о = 555 °C;

Давление промежуточного перегрева

Температура промежуточного перегрева

Конечное давление пара P_к = 0,004 МПа;

Температура питательной воды t_пв = 235 ^оС;

Давление в деаэраторе P_д = 0,95 МПа.

2. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССА РАСШИРЕНИЯ ПАРА В ТУРБИНЕ В is-ДИАГРАММЕ

1. По начальным параметрам Р_о и t_o находим точку 0 в is-диаграмме и энтальпию в этой точке i_о = 3480 кДж/кг.

2. Определяем давление перед проточной частью турбины , приняв потери давления в паровпускных органах ЦВД ДР = 0,03P_о из рекомендуемого диапазона ДР= (0,03.ч.0,05) Р_о:

ДР = = 0,38265 МПа;

Р'_о =Р_о - ДР = 12,755 - 0,38265 = 12,37235 МПа.

3. Считаем процесс дросселирования в паровпускных органах изоэнтальпийный, температура в т.0' равна t'_o = 553°С.

4. Принимаем, что турбина имеет сопловое парораспределение. Регулирующая ступень выполнена двухвенечной: располагаемый теплоперепад на ней принимаем по заданию h_о^рс=100 кДж/кг, относительный внутренний КПД ступени принимаем равным 0,72 из рекомендуемого диапазона .

Действительный теплоперепад, срабатываемый в регулирующей ступени:

кДж/кг.

Для построения процесса расширения пара в регулирующей ступени из точки 0' is - диаграммы по вертикали откладываем отрезок, равный кДж/кг

Энтальпия в точке 1ид:

i_1ид = i_о - h_о^рс=3480-100=3380 кДж/кг,

определяет изобару давления за регулирующей ступенью: Р_рс = 9 МПа.

Энтальпия в конце действительного расширения пара в регулирующей ступени ( т.1 )

i₁ =i_о - =3480-72=3408кДж/кг, t₁ = 510°С.

5. Давление за ЦВД принимаем по прототипу =2,1258 МПа.

6. Энтальпия в точке 2ид равна i_2ид=2990 кДж/кг и располагаемый теплоперепад в ЦВД:

h_о^цвд = i₁ - i_2ид = 3408-2990=418 кДж/кг.

7. Задаемся величиной относительного внутреннего КПД ЦВД з_oi^цвд =0,81 из рекомендуемого диапазона з_oi^цвд = 0,80.ч.0,83 и определяем действительный теплоперепад, срабатываемый в ЦВД:

h_i^цвд= кДж/кг.

8. В is-диаграмме находим точку 2, соответствующую окончанию действительного процесса расширения в ЦВД с энтальпией i₂ и изобарой давления за ЦВД =2,1258 МПа.

i₂ =i₁ - h_i^цвд =3408 -338,58=3069,42 кДж/кг.

9. Определяем давление на входе в ЦСД, приняв потери давления в системе промежуточного перегрева равным 10%:

10. По давлению и заданной температуре промперегрева определяем на is-диаграмме точку 3, соответствующую состоянию пара перед ЦСД. В точке 3, .

11. Давление на входе в проточную часть ЦСД определяется как разность давления на входе в ЦСД и потерь давления в дроссельно-отсечных клапанах перед ЦСД, которые принимаются равными

.

Из рекомендуемого диапазона

12. Точка , соответствующая стоянию пара на входе в проточную часть ЦСД, определяется пересечением изоэнтальпы с изобарой ,

13. Выбираем давление на выходе из ЦСД равное давлению на входе в перепускные трубы из ЦСД в ЦНД:

Из рекомендуемого диапазона

14. Строим из точки 3 изоэнтропный процесс расширения пара в ЦСД и находим конечную точку 4_ид этого процесса как точку пересечения вертикали из точки 3 с изобарой P₄ = 0,23 Мпа. В точке 4_ид i_4ид=2965 .

15. Определяем располагаемый теплоперепад в ЦСД

16. Задавшись относительным внутренним КПД ЦСД из рекомендованного диапазона определяем действительный теплоперепад, срабатываемый в ЦСД;

17. Находим в is-диаграмме точку 4, соответствующую окончанию действительного процесса расширения в ЦСД, как точку пересечения изоэнтальпы

с изобарой P₄=0,23 МПа.

18. Строим действительный процесс расширения пара в ЦСД, соединяя отрезком прямой линии точки и 4.

19. Процесс расширения пара в ЦНД определяем исходя из того, что давление на входе в ЦНД равно давлению на выходе из ЦСД: P₄=0,23 МПа, а давление на выходе из ЦНД равно давлению в конденсаторе P_к=0,004 МПа. Определяем в is-диаграмме точку 5_ид, соответствующую окончанию идеального процесса расширения пара в ЦНД, как точку пересечения изоэнтропы, проходящей через точку 4, с изобарой P_к=0,004 МПа. В этой точку .

20. Располагаемый теплоперепад в ЦНД:

.

21. Задаемся относительным внутренним КПД ЦНД из рекомендуемого диапазона = 0,75…0,80 и определяем действительный теплоперепад, срабатываемый в ЦНД;

.

22. Находим в is-диаграмме точку 5, соответствующую окончанию действительного процесса расширения в ЦНД, как точку пересечения изоэнтальпы с изобарой P_к=0,004 МПа. Степень сухости в этой точке х₅=0,962.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ В РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ОТБОРАХ, ПОДОГРЕВАТЕЛЯХ

23. Определяем давление в первом отборе ЦВД на подогреватель П1.

Температура за ПВД П1 (t_п1) равна заданной конечной температуре питательной воды t_п1=t_пв=235°C. Недогрев до температуры насыщения в подогревателе П1, имеющем пароохладитель, принимается равным =2°С из рекомендуемого диапазона =1ч3 °С.

Температура насыщения отборного пара в П1:

=235 + 2=237°С.

Из таблиц теплофизических свойств воды и водяного пара по температуре насыщения =237 °С находим давление пара в подогревателе Р'_п1= 3,175 МПа. Потерю давления в паропроводе отбора принимаем равной 9% давления в подогревателе (из рекомендуемого для расчета диапазона 8..10%). Тогда давление пара в отборе на П1:

Р_п1= МПа.

24. Давление отбора на ПВД П2 равно давлению за ЦВД:

Давление в подогревателе П2 с учетом потерь в паропроводе отбора:

МПа.

Температура насыщения в П2 определяется из таблиц по давлению МПа и равна . Температура питательной воды на выходе из П2 с учетом недогрева :

.

25. Подогрев воды в П8:

°С.

26. Температура насыщения в деаэраторе определяется из таблиц по заданному давлению в деаэраторе °С.

Принимаем падение давления в паропроводе отбора на деаэратор равным 0,2 МПа. С учетом того, что давление в деаэраторе поддерживается постоянным независимо от нагрузки турбины, а давление в отборах изменяется пропорционально расходу пара через турбину, принимаем запас по давлению в отборе на деаэратор равным 20%, поэтому давление в отборе на деаэратор равно:

МПа.

27. Определяем повышение энтальпии воды в питательном насосе

.

Здесь - удельный объем воды при температуре t_ДН - определяется из таблиц по t_ДН=177 °С, ; - повышение давления в питательном насосе, (Па), равное разности давления за насосом - P_{за н} и давления перед насосом P_{перед н}.

Давление за насосом должно быть на 25…30% выше давления перед турбиной, чтобы можно было преодолеть сопротивление ПВД и парогенератора. Принимаем:



Давление перед насосом принимаем равным давлению в деаэраторе

так что

Внутренний КПД насоса принимаем равным из рекомендуемого диапазона , тогда

.

28. Определяем нагрев воды в насосе:

.

Здесь впереди - температура воды перед насосом, принимается равной температуре насыщения в деаэраторе, °С. Этой температуре соответствует энтальпия, определенная из таблиц [17] и [21], . Энтальпии за насосом, вычисляемой по формуле

.

По таблицам [17] и [21] соответствует °С, так что подогрев воды в насосе равен

.

29. Суммарный нагрев в П2 и П3

.

30. Приняв из условия повышения экономичности, что подогрев в П2, питающейся от холодной нитки промперегрева, в 1,5 раза больше (из рекомендованного диапазона 1,5…1,8), чем подогрев в П3, т.е. , из предыдущего уравнения получаем

.

31. Температура за П3

.

32. Приняв подогрев в П3 , определяем температуру насыщения в П3:

.

По этой температуре из таблиц [17] и [21] найдем давление в П3:

И давление в отборе на П3:

33. Давление за ЦСД принято ранее (п. 13) равным 0,23 МПа, поэтому давление в отборе на П6 будет равно

Давление в подогревателе П6

34. Температура насыщения в П6 определяется из таблиц [17] и [21] по и равно

Принимаем недогрев в П6, не имеющим охладитель пара, равным , определяем температуру на выходе из ПНД П6:

.

35. Находим параметры в П7. Принимаем подогрев в П6 и П7 равным

,

36. Нахождение параметров в П4 и П5. Принимаем подогрев воды в деаэраторе, П4 и П5 равным:

;

;

Температура в П5:

Температура насыщения в П5:

Давление в подогревателе П5 по температуре насыщения ,

давление в отборе на П5:

температура в П4:

температура насыщения в П4:

Давление в подогревателе П4 по температуре насыщения , ,

давление в отборе на П4:

37. Строим точки отборов на is-диаграмме как точки пересечения действительных процессов расширения с соответствующими изобарами и определяем температуры и энтальпии в этих точках. Полученные данные заносятся в таблицу 1.

38. Температуры дренажей:

Таблица 1

Точка процесса	В отборе	В подогревателе	Питательная вода и осн. конденсат	Дренаж
	Р	t	i	Pґ			tп	iп	tдр	iдр
	МПа	оС	кДж/кг	МПа	оС	кДж/кг	оС	кДж/кг	оС	кДж/кг
О	12,755	555	3480	-	-	-	-	-	-	-
Оґ	12,372	553	3480	-	-	-	-	-	-	-
РС	9	510	3408	-	-	-	-	-	-	-
П1	3,46	380	3180	3,175	237	1022	235	1013,4	223	957,3
П2	2,125	320	3070	1,934	210	897	208	888,6	170	719,5
П3	1,493	528	3540	1,37	194,1	825	191,8	815,2	160	675
Д	1,38	510	3505	0,95	177	750	177	750	-	-
П4	0,7	416	3300	0,643	161,6	682	156,6	660	147,6	621,7
П5	0,408	340	3150	0,375	141,3	594	136,3	573	141,3	594
П6	0,23	275	3020	0,207	121	508	116	486	121	508
П7	0,0466	140	2760	0,0428	77,5	324	72,5	303	77,5	324
К	0,004	29	2400	-	-	121,4	29	-	-	-
			Х=0,962

4. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ БАЛАНСОВ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЛЕЙ ОТБОРОВ

39. Составление теплового баланса подогревателя П1. Схема потоков пара, дренажа и питательной воды показана на рис.1.

Рис. 1. Схема потоков пара, воды и дренажа в ПВД П1

,

- расход пара в отборе на П1;

- расход пара на турбину.

.

40. Составление теплового баланса подогревателя П2. Схема потоков пара, дренажа и питательной воды показана на рис.2.

Рис. 2. Схема потоков пара, воды и дренажа в ПВД П2

.

41. Составление теплового баланса подогревателя П3. Схема потоков пара, дренажа и питательной воды показана на рис.3.

Рис. 3. Схема потоков пара, воды и дренажа в ПВД П3

42. Составление теплового и материального балансов деаэратора. Схема потоков в деаэраторе показана на рис.4.

Рис. 4. Схема потоков в деаэраторе

Материальный баланс деаэратора:

,

или в долях расхода пара на турбину:

.

Уравнение теплового баланса деаэратора:

,

или в долях расхода пара на турбину:

,

43. Составление теплового баланса подогревателя П4. Схема потоков в подогревателе показана на рис.5.



Рис. 5. Схема потоков в ПНД П4.

;

.

44. Составление теплового баланса подогревателя П5. Схема потоков в подогреватель показана на рис.6.

Рис. 6. Схема потоков в ПНД П5.

Уравнение теплового баланса в долях:

Подставим известные величины:

45. Составление теплового баланса подогревателя П6. Схема потоков в подогреватель показана на рис.7.

Рис. 7. Схема потоков в ПНД П6.

Запишем уравнение теплового баланса в долях расхода:

;

=

46. Составление теплового баланса подогревателя П7. Схема потоков в подогреватель показана на рис.8.



Рис. 8. Схема потоков в ПНД

Запишем уравнение теплового баланса в долях расхода:

;

.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ ПАРА, ВОДЫ И ТЕПЛА

Определим приведенное теплопадение для всей турбины как сумму произведений долей расхода пара на теплопадение отсеков турбины.

Разбиение ЦВД турбины на отсеки показано на рис. 9.

б₂

i₂

Рис. 9. Схема утечек и отборов из ЦВД турбины.

47. Первый отсек ЦВД (до отбора на П1):

;

;

.

48. Второй отсек ЦВД (до отбора на П2):

;

;

.

Разбиение ЦСД на отсеки производим в соответствии с рис.10.

Рис. 10. Схема утечек и отборов из ЦСД турбины.

49. Первый отсек ЦСД (до отбора на П3):

;

;

.

50. Второй отсек ЦСД (до отбора на деаэратор):

;

;

.

51. Третий отсек ЦСД (до отбора на П4):

;

.

52. Четвертый отсек ЦСД (до отбора на П5):

;

;

.

53. Пятый отсек ЦСД (до отбора на П6):

;

;

.

Разбиение ЦНД на отсеки производится в соответствии с рис.11.

Рис.11 Схема утечек и отборов из ЦНД турбины

54. Первый отсек ЦНД (до отбора на П7):

;

;

.

55. Второй отсек ЦНД (до конденсатора):

;

;

.

56. Суммарное приведенное теплопадение:

57. Расход пара на турбину:

.

здесь - сумма потерь мощности, механических и в генераторе:

.

Величину механического КПД турбогенераторной установки принимаем равной , а величину КПД электрогенератора из рекомендуемого диапазона 0,97...0,98.

;

.

58. По известным долям расхода и расходу пара через турбину определяем отдельные потоки пара и воды:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

59. Расход тепла на турбоустановку составит:

60. КПД турбоустановки брутто по выработке электроэнергии:

.

ЛИТЕРАТУРА

1. Турбины ТЭС и АЭС. Составление и расчет принципиальной тепловой схемы энегоблока ТЭС. Методические указания. Сост. И.Н.Денисов. СамГТУ, 2005. 58 с.

2. Трухний А.Д., Ломакин Б.В. Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки.-М.: Издательство МЭИ, 2002. 540 с.

3. Турбины тепловых и атомных электрических станций. Под ред. А.Г.Костюка, В.В.Фролова. М.: Изд. МЭИ, 2001. 488с.

4. Ривкин С. Л., Александров А. А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. М.: Энергия, 1981. -- 420 с.

5. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М.: Издательство МЭИ, 1999.

6. Устройство паровой энергетической турбины. Учебное пособие. Денисов И.Н. СамГТУ. 2006, 152с.

7. Трухний А.Д. Стационарные паровые турбины. М:. Энергоатомиздат, 1990, 456с.

8. Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции. М.: Энергоатомиздат, 1987, 328с.

Размещено на Allbest.ru

...