Принципиальная тепловая схема ТЭЦ
Расчет ориентировочного расхода пара из производственного и теплофикационного отбора, из противодавления турбоустановок. Выбор турбоагрегатов. Описание тепловой схемы ТЭЦ на средние начальные параметры пара. Анализ процесса расширения пара в турбинах.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.09.2013 |
| Размер файла | 975,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Задание на курсовую работу
Введение
1. Предварительный расчет ориентировочного расхода пара из производственного и теплофикационного отборов, из противодавления турбоустановок. Выбор турбоагрегатов
2. Описание тепловой схемы ТЭЦ на средние начальные параметры пара
3. Построение процесса расширения пара в турбинах на hs-диаграмме для номинального режима
4. Построение процессов расширения пара в турбинах с использованием стандартной программы состояния воды и водяного пара на ЭВМ для заданного режима работы турбин
4.1 Процесс расширения пара в турбине ПТ-12-3.4/1.03
4.2 Процесс расширения в турбине Р-12-3,4/0,53
5. Расчет тепловой схемы ТЭЦ3
5.1 Расчет охладительных установок ОУ-1 и ОУ-23
5.2 Расчет сетевой подогревательной установки
5.3 Расчет подпиточного узла теплосети
5.4 Расчет мощности турбоустановки Р-12-3,4/0,5; Расчет расхода пара на ПВД-23
5.5 Расчет ориентировочного расхода пара на турбину ПТ-12-3,4/1,0; расчет расхода пара на ПВД-13
5.6 Расчет системы использования теплоты непрерывной продувки котлоагрегатов
5.7 Расчет дренажного теплообменника (ДП), подогревателя сырой воды (ПСВ) и сальникового подогревателя (ПС)
5.8 Расчет эжекторных подогревателей. ПНД и станционного деаэратора 0,12 МПа
5.9 Определение электрической мощности турбиныПТ-12-3,4/1,0 по расчету тепловой схемы
6. Выбор котлоагрегатов ТЭЦ
7. Показатели тепловой экономичности ТЭЦ при работе в максимальном режиме
Задание на курсовую работу
Составить и рассчитать принципиальную тепловую схему ТЭЦ на средние начальные параметры свежего пара промышленного предприятия ЦБП по следующим исходным данным:
1. Мощность на клеммах генераторов N3=20 МВт
2. Давление и величина расхода технологического пара:
на варку целлюлозы Рп=0,9МПа, Dв=7,1кг/с (25,56т/ч)
на бум. машины Рбм=0.6МПа, Dбм= 28кг/с (100,8 т/ч)
3. Возврат конденсата с производства бум. машин ж=90 %
4. Температура возвращаемого конденсата tв.к=80 °С
5. Расчетный расход теплоты на отопление Qpoт=13,3 МВт
6. Температурный график теплосети в расчетном режиме tпс/toc°C=130 °С/70 °С
7. Давление пара в теплофикационном отборе Рт=0,13 МПа
8. Нагрузка горячего водоснабжения Qгвс=6,8 МВт, схема открытая
9. Тип котлоагрегата - барабанный, коэффициент продувки Ьпр=2 %
10. Паровые собственные нужды котельного отделения аснкот =1,25 % от D6pK. (возврат конденсата отсутствует)
11. Паровые собственные нужды турбинного отделения аснт =1.2 % от расхода пара на турбины. Принято, что конденсат возвращается в деаэратор при. tcн=100 °C
12. Внутристанционные потери конденсата условно отнесены к невозврату конденсата с производства
13. Расход пара из уплотнений турбины, б=1 % от расхода свежего пара на турбину D
14. Недогрев пара в регенеративных подогревателях - 5 °С, в сетевых - 9 °С
15. Схема приготовления добавочной воды - химводоотчистка
Введение
Принципиальная тепловая схема ТЭЦ показывает технологическую связь всех основных элементов станции и их роль в технологическом процессе выработки тепловой и электрической энергии. Принципиальная схема промышленной ТЭЦ в зависимости от ее назначения может иметь различные варианты, но во всех случаях она решает следующие основные задачи: подогрев питательной воды паром регенеративных и регулируемых отборов турбин (регенерация); удаление агрессивных газов, главным образом, кислорода (деаэрация); восполнение потерь конденсата у потребителей и на электростанции; отпуск теплоты на производственные нужды, отопление и горячее водоснабжение.
К основному и вспомогательному оборудованию относятся: котлоагрегаты и турбоагрегаты с электрогенераторами, конденсаторами, эжекторами и регенеративными подогревателями; теплообменники - для отпуска теплоты внешним потребителям (сетевые подогреватели, паропреобразователи), - для подготовки добавочной и питательной воды котлоагрегатов (испарители, деаэраторы), а также подпиточной воды теплосети (подпиточные подогреватели и деаэраторы). На принципиальной тепловой схеме изображаются расширители и подогреватели, использующие теплоту непрерывной продувки котлоагрегатов, редукционно-охладительные и охладительные установки, пароструйные компрессоры, охладители конденсата, а также насосы различного назначения: питательные насосы котлоагрегатов, испарителей и преобразователей; конденсатные насосы турбин, сетевых и регенеративных подогревателей. Система регенеративного подогрева принимается в соответствии с заводской схемой турбоустановки, к которой комплектно поставляются регенеративные подогреватели. Противодавленческие турбины на средние начальные параметры пара поставляются без регенеративных подогревателей. Подогреватели высокого давления (ПВД) турбин типа ПТ и Т не обеспечивают увеличенного пропуска питательной воды вследствие наличия в тепловой схеме противодавленческих турбин типа Р, ПР, поэтому в тепловой схеме необходимы дополнительные ПВД, в которых осуществляется нагрев питательной воды из производственного отбора или из противодавления турбины.
Однотипные агрегаты и установки на принципиальной схеме изображаются только один раз, но над условными обозначениями основных агрегатов (котлоагрегаты и турбины) проставляется их число и тип по ГОСТу.
Резервное оборудование на принципиальной тепловой схеме не показывается. Из арматуры указывается только необходимая для осуществления основного технологического процесса (например, для отключения пикового подогревателя).
Элементы, не связанные с основным технологическим циклом, на схеме не изображают (водоснабжение, топливоподача, водоочистка). В случае если какие-либо аппараты упомянутых систем требуют затрат теплоты (подогрев мазута в системе топливоснабжения, подогрев воды перед фильтрами водоподготовки и т.п.), то соответствующий подогреватель с подводом греющей среды указывается в тепловой схеме.
1. Предварительный расчет ориентировочного расхода пара из производственного и теплофикационного отборов, из противодавления турбоустановок. Выбор турбоагрегатов
Для выбора турбоагрегатов необходимо произвести предварительные расчеты определения расходов пара на отопление и горячее водоснабжение (ГВС), нагрузки которых заданы в МВт. Ориентировочные расходы пара на покрытие отопительной нагрузки и нагрузки ГВС определяются следующим образом.
Узел сетевых подогревателей состоит из последовательно включенных основного и пикового подогревателей, температура прямой и обратной сетевой воды tnc и toс заданы в исходных данных для расчета тепловой схемы. На пиковый сетевой подогреватель пар направляется из производственного отбора турбины типа ПТ, на основной подогреватель и узел ГВС - из теплофикационного отбора турбины. Давление пара в камере теплофикационного отбора Рт=0,14МПа задано в исходных данных для расчета тепловой схемы ТЭЦ, тогда температура сетевой воды на выходе из основного подогревателя определяется
toп= tн- дt = 107 - 9 = 98 °С, где
tн - температура насыщения греющего пара при Рт=0,13МПа,
дt - величина недогрева воды в подогревателе.
Далее рассчитываются расход сетевой воды на отопление, тепловая нагрузка пикового и основного подогревателей:
Энтальпия пара, направляемого в сетевые подогреватели и узел ГВС неизвестна, поэтому в предварительных расчетах расходов пара с достаточной точностью можно считать, что 1 кг пара отдает сетевой воде теплоту, равную теплоте преобразования. Ориентировочные расходы пара на пиковый, на основной подогреватели и узел ГВС будут
- соответственно теплота парообразования при давлении в производственном и теплофикационном отборах;
- КПД теплообменника, учитывающий потерю теплоты в окружающую среду,
Далее рассчитываются ориентировочные расходы пара из производственного отбора турбоустановки
теплофикационного отбора:
Исходя из суммарных ориентировочных расходов пара из регулируемых отборов турбин, заданных расходов пара из противодавления турбины на бум. машину и заданной мощности на клеммах генераторов производится выбор турбоустановок для проектируемой ТЭЦ на средние начальные параметры пара Ро=3,43МПа (35ата), to=435°C. Выбираем турбоустановки
ПТ-12-3,4/1,0, Р-12-3,4/0,5
2. Описание тепловой схемы ТЭЦ на средние начальные параметры пара
Принципиальная тепловая схема ТЭЦ представлена на рис.1, показан котлоагрегат, турбоустановки ПТ-12-3,4/1,0; Р-12-3,4/0,5; тепловые потребители. Турбоустановка ПТ-12-3,4/1,0 имеет регулируемые отборы - промышленный давлением 1,0 МПа (10ата), для отпуска пара на производство, теплофикационным давлением 0,13МПа (1,3 ата) для отпуска теплоты на отопление и ГВС.
Два нерегулируемых отбора давлением 0,575МПа (5,75ата), давлением 0,01МПа (0,1 ата), для регенеративного подогрева питательной воды в подогревателе высокого давления (ПВД) и в подогревателе низкого давления (ПНД).
Конденсат отработавшего пара из конденсатора турбины подается конденсатным насосом (КН.) в эжекторные подогреватели 1-й и 2-й ступеней эжектора (ЭП), в ПНД и далее в станционный деаэратор (Д). Конденсат из ПНД и эжекторных подогревателей сливается в конденсатор через гидравлический затвор. Давление в деаэраторе поддерживается 0,12МПа (1,2ата) независимо от давления в регулируемом отборе 0,12-0,25МПа (1,2-2,5ата) при помощи регулирующего клапана. Из бака деаэратора питательная вода подается питательными насосами (ПН) в ПВД-1 и в ПВД-2, в которых нагрев питательной воды осуществляется паром из нерегулируемого отбора ЧСД и из производственного отбора турбины типа ПТ. Конденсат греющего пара из этих подогревателей направляется в деаэратор. Продувочная вода из котлоагрегата поступает в расширитель непрерывной продувки (Р), пар из которого направляется в деаэратор, а конденсат из расширителя идет в поверхностный дренажный теплообменник (ДТ) для подогрева добавочной воды и воды для подпитки теплосети. Далее эти потоки воды подогреваются паром из теплофикационного отбора в подогревателе сырой воды (ПСВ). После химводоочистки (ХВО) подпиточная вода направляется на узел подпитки теплосети, а добавочная вода в сальниковом подогревателе (СП) нагревается паром из уплотнений турбин и подается в деаэратор (Д). Охлажденный конденсат из дренажного теплообменника сливается в канализацию, а конденсат из ПСВ и СП в деаэратор. Пар из регулируемого производственного отбора турбины ПТ и из противодавления турбины Р-12-3,4/0,5 технологическим потребителям поступает через охладительные установки ОУ-1 и ОУ-2. Вода для впрыска на охладительные установки подается из питательной линии, а конденсат из охладительных установок направляется в деаэратор.
Пиковый подогреватель (ПП) сетевой воды подключен по пару к производственному регулируемому отбору, а основной подогреватель (ОП) - к теплофикационному отбору. Конденсат из пикового подогревателя поступает в паровое пространство основного подогревателя, из которого конденсат насосом перекачивается в станционный деаэратор. Подпиточный узел горячего водоснабжения состоит из подпиточного деаэратора (ПД), водоводяного теплообменника (ВТ) и пароводяного теплообменника (ТП).
3. Построение процесса расширения пара в турбинах на hs-диаграмме для номинального режима
Турбина ПТ-12-3,4/1,0
Процесс расширения пара строится по заданным начальным параметрам пара перед турбиной, по давлению отработавшего пара в конденсаторе и по параметрам пара в отборах. При построении процесса принимаются потери давления в паровыпускных органах турбины 3-5% от начального давления в перепускных клапанах (поворотных диафрагмах) между ЧВД и ЧСД, а также между ЧСД и ЧНД приняты 10% от давления в камерах отборов, что составляет соответственно 0,1 МПа и 0,01 Мпа.
Для построения рабочего процесса в ЧВД и ЧСД турбины используются данные параметров пара в регулируемых отборах, указанных в характеристике турбогенератора. По параметрам пара в регулируемом производственном отборе P = 1,0 МПа и t = 290 °С по hs-диаграмме определяется энтальпия отборного производственного пара hп=3030 кДж/кг. Используемый теплоперепад в ЧВД турбины Н'i = h0 - hпо = 3304 - 3030 = 274 кДж/кг. Располагаемый теплоперепад в ЧВД H'0 = 3304 - 2977 = 327 кДж/кг. Внутренний относительный КПД ЧВД: з'oi = 274/327 = 0.84.
По параметрам пара в регулируемом теплофикационном отборе P = 0,13 МПа, t = 110 °С на hs-диаграмме определяется энтальпия пара в теплофикационном отборе hт = 2693 кДж/кг. Использованный теплоперепад в ЧСД турбины H''i = hп - hт = 3030 - 2693 =337 кДж/кг. Располагаемый теплоперепад в ЧСД турбины H''0 = hп - hто = 3030 - 2635 =395 кДж/кг. Внутренний относительный КПД ЧВД: з''oi = 337/395 = 0.85.
При построении процесса расширения в ЧНД принимается внутренний относительный КПД ЧНД з'''oi = 0.72. Располагаемый теплоперепад в ЧНД H'''0 = hт - hко = 2693 - 2206 =487 кДж/кг, тогда использованный теплоперепад в ЧНД составит H'''i = H'''0 ·з'''oi = 487 · 0.72 = 351 кДж/кг, энтальпия отработавшего пара в конденсаторе будет hк = hт - H'''i = 2693 - 351 = 2342 кДж/кг.
Энтальпия пара в нерегулируемых отборах ЧСД и ЧНД находятся в точке пересечения соответствующих изобар с линией процесса. При давлении в нерегулируемом отборе ЧСД Р1 = 0,575МПа h1 = hп - (hп - h1o) · з''oi = 3030 - (3030 - 2922) · 0,85 = 2938 кДж/кг, при давлении в нерегулируемом отборе ЧНД P2 = 0.01МПа h2 = hт - (hп - h2o) · з'''oi = 2693 - (2693 - 2321) · 0,72 = 2425 кДж/кг.
Использованный теплоперепад турбины Hi = ho - hк = 3304 - 2342 = 962 кДж/кг, располагаемый теплоперепад турбины Ho = io - ik = 3304 - 2299 = 1205 кДж/кг, внутрнний относительный КПД турбины зoi = Hi / Ho = 962 / 1205 = 0.8.
Турбина Р-12-3,4/0,5
Процесс расширения пара строится также с учётом потерь давления при дросселировании в паровыпускных органах турбины, который составляют 5% от Ро. По параметрам пара в противодавлении P = 0,5 и температуре t = 224°С на hs-диаграмме определяется энтальпия пара в противодавлении hp = 2906 кДж/кг. На основании построенного политропного процесса расширения пара в турбине определяются: использованный теплоперепад в турбине Hip = ho - hp = 3304 - 2906 = 398 кДж/кг, располагаемый теплоперепад Hop = ho - hop = 3304 - 2813 = 491 кДж/кг, внутренний относительный КПД турбины зoi = Hiр / Hoр = 398 / 491 = 0.81.
4. Построение процессов расширения пара в турбинах с использованием стандартной программы состояния воды и водяного пара на ЭВМ для заданного режима работы турбин.
4.1 Процесс расширения пара в турбине ПТ-12-3.4/1.0
1. Располагаемый теплоперепад, срабатываемый в турбине типа ПТ:
Действительный процесс строится с учетом дросселирования в паровпускных органах турбины, потери давления составляет 5 % от Р0, поэтому давление перед сопловым аппаратом ЧВД:
2. Располагаемый теплоперепад в ЧВД турбины:
3. Действительный теплоперепад в ЧВД турбины:
4. Энтальпия пара в производственном отборе при действительном процессе расширения:
5. Потери давления в перепускных клапанах между ЧВД и ЧСД составляют 10% от давления в производственном отборе , давление пара перед ЧСД будет:
ЧСД имеет один нерегулируемый отбор на ПВД давлением P1=0,575 МПа и регулируемый теплофикационный отбор, в камере которого поддерживается давление Рт.
6. Действительный теплоперепад, срабатываемый до давления Р1 в нерегулируемом отборе:
7. Энтальпия пара в нерегулируемом отборе:
8. Действительный теплоперепад, срабатываемый до давления Р1 в нерегулируемом отборе:
9. Энтальпия пара в теплофикационном отборе при действительном процессе расширения:
10. Давление пара перед ЧНД:
11. Действительный теплоперепад, срабатываемый до давления р2 в нерегулируемом отборе:
12. Действительный теплоперепад, срабатываемый до давления рк в конденсаторе:
12. Энтальпии пара при действительном процессе расширения в нерегулируемом отборе:
13. Энтальпии пара отработавшего пара в турбине:
14. Внутренний относительный КПД турбины для заданного режима:
В табл.1 представлены параметры пара в характерных точках действительного процесса расширения пара в турбине ПТ-12-3,4/1,0, для заданного режима при давлении в производственном отборе Pп = 0,9 МПа и давлении в теплофикационном отборе Рт=0,13 МПа давлении пара в конденсаторе турбины Рк=0,004МПа. Процесс расширения пара в hs-диаграмме показан на рис.2
Рис.2
4.2 Процесс расширения в турбине Р-12-3,4/0,5
Построение действительного процесса расширения пара в турбине типа Р с помощью стандартной программы проводится аналогично построению процесса в ЧВД турбины ПТ-12-3,4/1,0:
энтальпия в конце адиабатного процесса расширения при заданном давлении пара на бум. машину обозначается h2=hpo.
1. Располагаемый теплоперепад, срабатываемый в турбине Р-12-3,4/0,5;
2. Действительный теплоперепад, срабатываемый до заданного давления РР на выходе из турбины:
3. Энтальпия пара на выходе из турбины:
В табл.2 представлены параметры пара в характерных точках действительного процесса в турбине Р-12-3,4/0,5. Процесс расширения пара в hs-диаграмме для заданного режима при давлении пара в проитводавлении турбины Рп=0,6МПа изображен на рис.3.
Рис.3
Табл.1
Табл.2
5. Расчет тепловой схемы ТЭЦ
пар турбина тепловой
При расчете тепловой схемы турбины ПТ-12-3,4/1,0 используется метод последовательных приближений: - расчет по предварительному ориентировочному расходу пара на турбину с последующим уточнением коэффициента регенерации Кр. Расчет тепловой схемы имеет целью определение расхода пара на регенеративные подогреватели из отборов турбин. В расчете определяются расходы воды на отдельные элементы схемы и необходимое количество добавочной воды, равное сумме всех потерь на станции. На основе расчета тепловой схемы определяется расход пара на турбины и производительность котлоагрегатов. При расчете тепловой схемы применяется общий метод составления тепловых балансов, при этом сначала решаются уравнения теплового баланса для вспомогательных аппаратов и внешних узлов, т.е. определяются расходы пара на охладительные установки, на сетевые подогреватели и т.д. Затем составляются уравнения теплового баланса для подогревателей регенеративной системы и последовательным их решением находятся расходы пара. Далее из материального баланса турбоустановки находится расхождение с ориентировочным расходом пара на турбину, который не должен составлять более 1%. Определяется мощность, развиваемая турбиной, при расчетных расходах пара на элементы тепловой схемы, и по небалансу расчетной схемы и заданной мощности уточняется коэффициент регенерации Кр.
5.1 Расчет охладительных установок ОУ-1 и ОУ-2
В тепловую схему включены две ОУ: ОУ-1 установлена на потоке пара из производственного отбора турбины ПТ-12-3,4/1,0 на варку целлюлозы и ОУ-2 на потоке пара из противодавления турбины на Р-12-3,4/0,5 бум. машины. Расчет охладительной установки сводится к определению расхода охлаждающей воды на 1 кг первичного пара в ОУ и расхода первичного пара из производственного отбора и противодавления. При определении энтальпии пара на выходе из ОУ принимается величина перегрева Дt = 15-20 °С. Схемы ОУ-1 и ОУ-2, процессы охлаждения в hs-диаграмме показаны на рис.4,5.
1.Расход охлаждающей воды на 1 кг первичного пара на ОУ-1
где - соответственно энтальпия пара на варку целлюлозы, энтальпия конденсата при давлении в производственном отборе, доля испарившейся воды - ц=0,9; температура охлаждающей воды tg=104 °С; теплоемкость воды Ср =4.19 кДж/кг*К.
h'п = 743 кДж/кг, определена по x=0 и Pп = 0,9 МПа => tн = 175,4 °С
hв = 2812 кДж/кг, определена по Pп = 0,9 МПа и t = 191 °С
2. Расход первичного пара на ОУ-1 из производственного отбора турбины ПТ-12-3.4/1.0.
3.Расход охлаждающей воды:
4. Расход не испарившейся воды
Рис.4. Схема ОУ-1 и процесс охлаждения пара в hs-диаграмме
5. Расход охлаждающей воды на 1 кг первичного пара на ОУ-2.
- соответственно энтальпия пара в противодавлении в турбине Р, на бум. машины, энтальпия конденсата при давлении в противодавлении.
h'бм = 671 кДж/кг, определена по x=0 и Pп = 0,6 МПа => tн = 159 °С
hбм = 2794 кДж/кг, определена по Pп = 0,6 МПа и t = 175 °С
6. Расход первичного пара Dp на ОУ-2 из противодавления турбины Р-12-3,4/0,5
7. Расход охлаждающей воды:
8. Расход неиспарившейся воды из ОУ-2:
Рис.5. Схема ОУ-2 и процесс охлаждения пара в hs-диаграмме
5.2 Расчет сетевой подогревательной установки
При расчете сетевой подогревательной установки, схема которой представлена на рис.8, из уравнений теплового баланса определяются расходы пара на пиковый подогреватель DПП и на основной DОП, причем расход пара на основной подогреватель рассчитывается с учетом каскадного сброса конденсата из пикового подогревателя в основной
,
в этих выражениях:
h'п и h'т- энтальпии конденсата на выходе из пикового и основного подогревателей
h'п = 743 кДж/кг, определена по x=0 и Pп = 0,9 МПа
h'т = 449 кДж/кг, определена по x=0 и Pп = 0,13 МПа
Ю = 0,98- КПД теплообменного аппарата
Рис.6. Схема сетевой подогревательной установки
5.3 Расчет подпиточного узла теплосети
Подпитка тепловой сети производится для восполнения потерь сетевой воды. В принятой открытой схеме горячего водоснабжения (ГВС) подпитка осуществляется водой, приготовляемой в специальном подпиточном узле, который включает атмосферный деаэратор, водоводяной теплообменник, пароводяной теплообменник подпиточного узла.
Схема подпиточного узла ГВС представлена на рис.7.
1. Расход подпиточной воды теплосети:
2. Расход пара на подпиточный деаэратор:
3. Расход воды из ХВО на узел подпитки теплосети:
Далее из уравнения теплового баланса водоводяного теплообменника (ВТ) находится температура воды t5В причем температура воды на входе в этот теплообменник t4В из ХВО определяется следующим образом. Перед ХВО сырая вода по тепловой схеме (рис.1) нагревается теплофикационным паром до температуры в пределах t3В=25-30°С. Такой нагрев обеспечивает нормальную химическую очистку воды. За ХВО вода имеет температуру на 2-3°С ниже t3В, т.е. t4в = t3в - 2°С = 30-2= 28°С.
Уравнение теплового баланса ВТ запишется в виде:
Откуда
4.Расход пара на пароводяной теплообменник:
5.4 Расчет мощности турбоустановки Р-12-3,4/0,5; Расчет расхода пара на ПВД-2
Турбоустановки типа Р не имеют отборов пара на регенеративный подогрев питательной воды, поэтому расход свежего пара на турбину равен расходу пара в противодавление Dp, и мощность турбины Р определяется:
,
где ЮM, ЮЭ- соответственно механический КПД турбины, КПД эл. генератора.
Ранее было отмечено, что ПВД турбин типа ПТ и Т не обеспечивают увеличенного пропуска питательной воды вследствие наличия в тепловой схеме противодавленческих турбин, поэтому в тепловую схему включается дополнительный ПВД-2, в котором осуществляется нагрев питательной воды паром из производственного отбора или из противодавления. Схема ПВД-2 показана на рис.8, подогрев питательной воды в ПВД-2 осуществляется паром из производственного отбора турбины ПТ-12-3,4/1,0. Предварительно необходимо рассчитать расход питательной воды на ПВД-2.
Рис.8
1. Расход пара нетто из котлоагрегата на турбину Р-12-3,4/0,5:
2. Расход пара брутто из котлоагрегата
3. Расход питательной воды на ПВД-2 с учетом непрерывной продувки котлоагрегатов:
4. Расход пара на ПВД-2 определяется из уравнения теплового баланса:
В этом уравнении tпв и tд - соответственно температура питательной воды (Приложение I) и температура воды после атмосферного деаэратора, hп и h' п - соответственно энтальпии в производственном отборе и конденсата на выходе из ПВД-2.
5.5 Расчет ориентировочного расхода пара на турбину ПТ-12-3,4/1,0; расчет расхода пара на ПВД-1
Определив мощность турбины Р-12-3,4/0,5, можно рассчитать мощность турбины ПТ-12-3,4/0,1:
,
ориентировочный расход пара на турбину ПТ при рассчитанной мощности определяется из выражения:
,
Кр - коэффициент регенерации, представляющий собой отношение расхода пара на турбину с регенерацией к расходу на турбину без регенерации при неизменной мощности турбины;
Dпp, DT - расходы пара из производственного и теплофикационного отборов;
Упр, Ут - коэффициенты недовыработки мощности паром производственного и теплофикационного отборов.
Значение Кр принимается в зависимости от начальных параметров пара, от температуры питательной воды. Для начальных параметров Po = 3.43 МПа, to = 435°С и температуры питательной воды 145°С - Кр = 1,12.
Расходы пара в регулируемые производственный и теплофикационный отборы составляют:
Коэффициенты недовыработки мощности паром производственного и теплофикационного отборов:
Ориентировочный расход пара на турбину ПТ-12-3,4/1,0
Подогрев питательной воды в ПВД-1 осуществляется паром из первого нерегулируемого отбора турбины ПТ-12-3,4/1,0. При расчете узла ПВД-1, схема которого представлена на рис. 9, из уравнения теплового баланса определяется расход пара на ПВД-1.
Рис.9
Схема узла ПВД-1.
1. Расход пара нетто из котлоагрегата на турбину ПТ-12-3,4/1,0:
2. Паропроизводительность брутто котлоагрегата на турбину ПТ:
3. Расход питательной воды на ПВД-1 с учетом непрерывной продувки котлоагрегатов и расхода пара на эжекторный узел:
4. Расход пара на ПВД-1:
5.6 Расчет системы использования теплоты непрерывной продувки котлоагрегатов
Для уменьшения потерь теплоты продувочной воды используются расширители. Пар из расширителей непрерывной продувки направляется в станционный деаэратор. Теплота конденсата из расширителя используется для подогрева добавочной воды и воды подпитки теплосети. Схема включения расширителя непрерывной продувки, дренажного подогревателя показана на рис. 10.
Рис.10
Схема использования теплоты непрерывной продувки
1. Расход воды непрерывной продувки:
Из уравнения теплового баланса расширителя рассчитывается количество пара, выходящего из расширителя в долях от расхода продувочной воды:
,
где h' кв, h' 0.12, h"0.12 - энтальпия продувочной воды при давлении в барабане котлоагрегата 4.0 МПа, энтальпия сухого насыщенного пара и энтальпия кипящей воды при давлении 0,12 МПа.
2. Расход пара из расширителя в деаэратор 0.12 МПа
3. Количество продувочной воды, подаваемой в дренажный теплообменник непрерывной продувки, а затем после охлаждения сбрасываемой в техническую канализацию:
5.7 Расчет дренажного теплообменника (ДП), подогревателя сырой воды (ПСВ) и сальникового подогревателя (ПС)
Подогрев добавочной воды Dдв и воды подпитки теплосети W'ГВС осуществляется последовательно в дренажном теплообменнике (ДТ) и подогревателе сырой воды (ПВС) теплофикационным паром, далее после ХВО добавочная вода направляется через сальниковый подогреватель в станционный деаэратор, а подпиточная вода на узел подпитки теплосети. Схема подогрева добавочной воды и воды подпитки теплосети представлена на рис.11. Расход W'ГВС = 24,6 кг/с был определен ранее при расчете узла подпитки теплосети. Расход добавочной воды котлоагрегатов, необходимый для восполнения потерь пара и конденсата в тепловой схеме ТЭЦ (потери на утечки в тепловой схеме отнесены к невозврату конденсата с производства), рассчитывается следующим образом:
где ж - доля возврата конденсата из производства.
Из уравнения теплового баланса дренажного теплообменника определяется температура сырой воды на выходе из подогревателя, принимая, что в зимнее время сырая вода поступает при температуре t1В =5°C, а температура продувочной воды, сбрасываемой в техническую канализацию tДР < 50°С (по санитарным нормам). Уравнение теплового баланса ДТ
, откуда
Уравнение теплового баланса подогревателя сырой воды (ПСВ):
,
из которого определяется расход пара Dпх на подогреватель при температуре на выходе из ПСВ
t3в = 30°С,
Пар на сальниковый подогреватель поступает из концевых, лабиринтовых уплотнений турбины, энтальпия этого пара hY принимается по состоянию в производственном отборе турбины. Давление в подогревателе 0,1 МПа, поэтому величина энтальпии конденсата на выходе из подогревателя h'y = 419 кДж/кг, а температура воды после ХВО на входе в СП за счет некоторого охлаждения равна:
t4в = t3в - 2°C = 30 - 2 = 28°C.
Уравнение теплового баланса сальникого подогревателя (СП):
,
далее рассчитывается температура добавочной воды за подогревателем
,
энтальпия добавочной воды, поступающей в деаэратор hдв = 119 кДж/кг.
Рис.11
5.8 Расчет эжекторных подогревателей. ПНД и станционного деаэратора 0,12 МПа
Схема включения эжекторного узла, ПНД и конденсатора показаны на рис.12. Как видно из представленной схемы, основной поток конденсата из конденсатора последовательно нагревается в эжекторных подогревателях, в ПНД и далее направляется в деаэратор, а конденсат из ПНД и эжекторных подогревателей через гидрозатвор сбрасывается в конденсатор.
Величина нагрева основного потока конденсата DKK в эжекторных подогревателях с достаточной точностью можно принять Дt = 5 °С, тогда температура конденсата на входе в ПНД составит
,
где tK - температура конденсата на выходе из конденсатора, определяется по давлению отработавшего пара в конденсаторе при Рк = 0,004 МПа tK = 28 °С.
Недогрев основного потока конденсата в ПНД принимается дt = 5 °С, и температура конденсата на выходе из ПНД определяется
,
где tH - температура насыщения при давлении греющего пара на ПНД, при Р2 = 0,01 МПa tн = 46°С.
Рис.12
Схема включения эжекторных подогревателей и ПНД
Таким образом, определена температура основного потока конденсата DKK на входе в деаэратор tK2.
Расходы пара на ПНД и станционный деаэратор определяются из совместного решения уравнений теплового баланса ПНД, материального и теплового балансов деаэратора. Схема входящих и выходящих потоков пара, конденсата, добавочной воды для станционного деаэратора показана на рис.13.
Рис.13
Схема станционного деаэратора
Из уравнения материального баланса деаэратора рассчитывается расход основного потока конденсата dkk на входе в деаэратор:
После подстановки численных значений всех слагаемых можно рассчитать расход Dкк, выраженный через расход пара на деаэратор Dд:
(1)
Уравнение теплового баланса станционного деаэратора 0,12 МПа:
Подставив численные значения известных величин, а в последнее слагаемое вместо Dкк уравнение (1), решается уравнение теплового баланса относительно расхода пара на деаэратор DД:
и окончательно .
Определив расход пара на деаэратор Dд из уравнения (1), рассчитывается величина расхода основного потока конденсата Dкк
Из уравнения теплового баланса ПНД определяется расход пара на подогреватель D2:
Далее из уравнения материального баланса конденсатора необходимо рассчитать расход отработавшего пара в конденсатор
Рассчитав расходы пара на все элементы тепловой схемы, составляется уравнение материального баланса турбоустановки типа ПТ-12-3,4/1,0:
Расхождение с ориентировочным расходом пара на турбину составляет
, что является допустимым.
5.9 Определение электрической мощности турбиныПТ-12-3,4/1,0 по расчету тепловой схемы
По электрическому балансу турбины расчетная мощность турбины N' ПТ составит:
Расхождение с заданной мощностью NПТ составляет
,
т.е. тепловая схема рассчитана при электрической мощности турбины ПТ-12-3,4/1,0 на 0,7 МВт больше. Чтобы получить электрическую мощность турбины Nпт =10,6 МВт, следует задаться расходом свежего пара, несколько меньшим ориентировочного расхода DOPПТ. Эта поправка на расход свежего пара составит:
Для рассчитываемой тепловой схемы электрическая мощность турбины типа ПТ получилась по энергетическому балансу больше заданной, поэтому поправку на расход свежего пара следует считать со знаком (-), и тогда:
Далее уточненный расход пара на турбину D' и на коэффициент регенерации К'p составят:
6. Выбор котлоагрегатов ТЭЦ
Выбор числа котлоагрегатов для ТЭЦ предприятий ЦБП производится по максимальному расходу с учетом того, что при отключении одного котлоагрегата оставшиеся обеспечивают максимально длительную отдачу пара на турбины.
Определив точные расходы пара на турбины, необходимо рассчитать Паропроизводительность котельного отделения ТЭЦ. Паропроизводительность нетто котлоагрегатов составит:
Паропроизводительность брутто котлоагрегатов:
Для рассчитанной тепловой схемы принимаются к установке на ТЭЦ четыре котлоагрегата Е-75-40 (один резервный), паропроизводительностью D=75 т/ч.
7. Показатели тепловой экономичности ТЭЦ при работе в максимальном режиме
Расходы теплоты производственным потребителям:
- на варку целлюлозы:
-на бум. машины :
Суммарный расход теплоты, отпущенной внешним потребителям :
Расход натурального топлива на котлоагрегаты:
Расход условного топлива на котлоагрегаты:
Расход условного топлива на выработку тепловой энергии:
где знткт зтп - соответственно КПД нетто котлоагрегатов и КПД теплового потока.
Расход условного топлива на выработку электроэнергии:
КПД брутто ТЭЦ по выработке электроэнергии:
КПД брутто ТЭЦ по выработки тепловой энергии:
Удельные расходы топлива на выработку электроэнергии:
-натурального:
- условного
Удельные расходы топлива на выработку теплоты:
-натурального:
- условного:
Выводы
1. По исходным данным произведен предварительный расчет расхода пара из производственного и теплофикационного отборов, из противодавления турбоустановок. По этим данным и давлениям выбраны турбоагрегаты -ПТ-12-3,4/1,0 и Р-12-3,4/0,5
2. Разработана тепловая схема ТЭЦ, которая обеспечивает отпуск теплоты на средние начальные параметры пара.
3. Построенные процессы расширения пара в турбинах на h-s- диаграмме для номинального и заданного режима работы турбины с использованием стандартной программы на ЭВМ результаты приведены в таблицах 1.и 2.
4. Произведены расчеты тепловой схемы ТЭЦ.
5. Рассчитаны две охладительные установки ОУ-1 и ОУ-2.
Получен расход первичного пара на ОУ-1 D1, W1 -расход охлаждающей воды ,W2 - расход неиспарившейся воды, а также расход первичного пара DР на ОУ-2,расход охлаждающей воды из ОУ-2 W3.
6. Произведен расчет сетевой подогревательной установки, получены расход пара на пиковый и основной подогреватели.
7. Произведен расчет подпиточного узла теплосети, найдены расход пара на подпиточный деаэратор Dдп, расход пара на паровой теплообменник Dпп.
8. Произведен расчет расходов на ПВД-2 и на ПВД-1, также найдены количество продувочной воды, подаваемой в дренажный теплообменник Dдт, расход основного конденсата на входе в деаэратор Dд
9. Составлен и рассчитан тепловой баланс станционного деаэратора 0,12МПа, материальный баланс турбоустановки типа ПТ-12-3.4/1.0 определены электрическая мощность турбины ПТ-12-3.4/1.0 и Р-12-3,4/0,5 .
10. По расчетной производительности нетто и брутто котлоагрегатов принимаются к установке на ТЭЦ котлоагрегаты Е-75-40.
11. После этого рассчитываются расходы топлива на Тепловую энергию и электроэнергию также КПД брутто и удельные расходы натурального и условного топлива на выработку электроэнергии и теплоты.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Построение процесса расширения пара в турбине в H-S диаграмме. Определение параметров и расходов пара и воды на электростанции. Составление основных тепловых балансов для узлов и аппаратов тепловой схемы. Предварительная оценка расхода пара на турбину.
курсовая работа [93,6 K], добавлен 05.12.2012Построение процесса расширения пара в h-s диаграмме. Расчет установки сетевых подогревателей. Процесс расширения пара в приводной турбине питательного насоса. Определение расходов пара на турбину. Расчет тепловой экономичности ТЭС и выбор трубопроводов.
курсовая работа [362,8 K], добавлен 10.06.2010Расчетная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение. Определение расхода пара внешними потребителями. Определение мощности турбины, расхода пара на турбину, выбор типа и числа турбин. Расход пара на подогреватель высокого давления. Выбор паровых котлов.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 26.01.2016Тепловая схема энергоблока. Параметры пара в отборах турбины. Построение процесса в hs-диаграмме. Сводная таблица параметров пара и воды. Составление основных тепловых балансов для узлов и аппаратов тепловой схемы. Расчет дэаэратора и сетевой установки.
курсовая работа [767,6 K], добавлен 17.09.2012Расчет процесса расширения и расхода пара на турбину энергоблока. Определение расхода питательной воды на котельный агрегат. Особенности расчета регенеративной схемы, технико-экономических показателей тепловой схемы. Определение расчетной нагрузки.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.12.2011Процесс расширения пара в турбине в h,s-диаграмме. Баланс основных потоков пара и воды. Определение расхода пара на приводную турбину. Расчет сетевой подогревательной установки, деаэратора повышенного давления. Определение тепловой мощности энергоблоков.
курсовая работа [146,5 K], добавлен 09.08.2012Описание тепловой схемы, ее элементы и структура. Расчет установки по подогреву сетевой воды. Построение процесса расширения пара. Баланс пара и конденсата. Проектирование топливного хозяйства, водоснабжение. Расчет выбросов и выбор дымовой трубы.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 13.12.2013Выбор и обоснование принципиальной тепловой схемы блока. Составление баланса основных потоков пара и воды. Основные характеристики турбины. Построение процесса расширения пара в турбине на hs- диаграмме. Расчет поверхностей нагрева котла-утилизатора.
курсовая работа [192,9 K], добавлен 25.12.2012Определение предварительного расхода пара на турбину. Расчет установки по подогреву сетевой воды. Построение процесса расширения пара. Расчёт сепараторов непрерывной продувки. Проверка баланса пара. Расчёт технико-экономические показателей работы станции.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 16.10.2013Расчёт принципиальной тепловой схемы как важный этап проектирования паротурбинной установки. Расчеты для построения h,S–диаграммы процесса расширения пара. Определение абсолютных расходов пара и воды. Экономическая эффективность паротурбинной установки.
курсовая работа [190,5 K], добавлен 18.04.2011Расчет тепловой схемы конденсационной электростанции высокого давления с промежуточным перегревом пара. Основные показатели тепловой экономичности при её общей мощности 35 МВт и мощности турбин типа К-300–240. Построение процесса расширения пара.
курсовая работа [126,9 K], добавлен 24.02.2013Тепловая схема энергоблока. Построение процесса расширения пара, определение его расхода на турбину. Расчет сетевой подогревательной установки. Составление теплового баланса. Вычисление КПД турбоустановки и энергоблока. Выбор насосов и деаэраторов.
курсовая работа [181,0 K], добавлен 11.03.2013Основное котельное оборудование. Тепловая схема турбоагрегата К-500-240. Турбопривод питательного насоса котлоагрегата. Баланс потоков пара и воды. Энергетический баланс и расход пара на турбоагрегат. Выбор основного тепломеханического оборудования.
курсовая работа [518,0 K], добавлен 11.02.2012Измерение расхода пара по методу переменного перепада давления. Расчет диафрагмы, температуры пара и элементов потенциометрической схемы. Оценка точности передачи сигнала измерительного компонента. Выбор воспринимающих элементов и вторичных приборов.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 04.12.2011Параметры и тепловая схема блока электростанции. Определение энтальпии в отборах и суть процесса расширения пара. Расчёт схемы регенеративного подогрева питательной воды. Проектирование топливного хозяйства. Тепловой баланс сушильно-мельничной системы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 31.01.2013Процесс расширения пара в турбине. Определение расходов острого пара и питательной воды. Расчет элементов тепловой схемы. Решение матрицы методом Крамера. Код программы и вывод результатов машинных вычислений. Технико-экономические показатели энергоблока.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 19.03.2014Принципиальная тепловая схема энергетического блока. Определение давлений пара в отборах турбины. Составление сводной таблицы параметров пара и воды. Расчет схем отпуска теплоты. Показатели тепловой экономичности блока при работе в базовом режиме.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 26.12.2010Краткое описание тепловой схемы турбины Т-110/120–130. Типы и схемы включения регенеративных подогревателей. Расчет основных параметров ПВД: греющего пара, питательной воды, расход пара в подогреватель, охладителя пара, а также охладителя конденсата.
курсовая работа [340,5 K], добавлен 02.07.2011Построение процесса расширения пара в турбине в h-S диаграмме. Составление сводной таблицы параметров пара и воды. Составление материальных и тепловых балансов всех элементов схемы. Расчет показателей тепловой экономичности атомной электрической станции.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 08.11.2015Методика и этапы проектирования теплоэлектроцентрали мощностью 120 МВт. Описание тепловой схемы и подготовка данных к расчёту. Построение процесса расширения пара. Предварительный расход пара на турбину. Технико-экономические показатели работы станции.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 12.01.2011
