Выбор оборудования и тепловая схема ТЭС

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

• 1. Принципиальная тепловая схема
• 2. Процесс расширения пара в турбине
• 3. Расчет тепловой схемы
• 3.1 Таблица параметров пара, конденсата и воды
• 3.2 Расчет подогревателя высокого давления
• 3.3 Расчет деаэратора
• 3.4 Расчет подогревателя низкого давления
• 3.5 Расчет подогревателя сетевой воды
• 3.6 Расчет расхода пара на турбину и ее электрическая мощность
• 4. Выбор оборудования
• 4.1 Энергетический котел
• 4.2 Пиковый водогрейный котел
• 4.3 Конденсатный насос
• 4.4 Циркуляционный насос
• 4.5 Сетевой насос
• 4.6 Питательный насос
• 4.7 Подогреватели высокого давления, подогреватели низкого давления, сетевые подогреватели
• 4.8 Деаэратор
• 5. Технико-экономические показатели
• Заключение
• Литература

Введение

Выбор турбины и определение необходимых нагрузок

Исходные данные: N^ТЭС_уст=125 МВт; Q_от=300 МВт; б_тэц=0,5; t_пр.св=160°С; t_обр.св=60 °С

Выбираем турбину Т-25-90, следовательно, количество турбин - 5 шт.

Характеристика турбины:

Завод изготовитель: БМЗ

Номинальная мощность, МВт: 25

Давление свежего пара, ат: 90

Температура свежего пара, °С: 500

Число нерегулируемых отборов: 4

Температура питательной воды, °С: 211

Давление отработавшего пара, ат: 0,035

Расход охлаждающей воды, м³: 5000

Теплофикационный отбор пара:

Давление, ат: 1,2

Температура, °С: 104

Величина отбора, т/ч: 100

Расход свежего пара при номинальной нагрузке и номинальной величине теплофикационного отбора, т/ч: 135.

Удельный расход пара при номинальной нагрузке и номинальной величине теплофикационного отбора, кг/кВт*ч: 5,42.

Расход пара при номинальной нагрузке (конденсационный режим), т/ч: 103.

Количество тепла, забираемое из турбины на подогрев сетевой воды:

Q_псв=Q_от* б_тэц/Z_турбин

Q_псв=300*0,5/5=30 МВт

Найдем расход сетевой воды:

G_св=Q_псв*10³/C_рв(t_пр-t_об) С_рв=4,2 кДж/кг*К

G_св=30*10³/4,2(160-60)=71,428 кг/с

Таблица 1

Тип	Отбор пара из подогревателей и деаэратора	Отбор за ступенью	Греющий пар
Т-25-90 (ВТ-25-4)			Давление, ат	Температура, °С	Количество, т/ч
	1й (ПВД №4, ПВД №3)	58	25,714,4	360, 293	7,97 ,4
	2й ДП		14,4/6	293	2,3
	3й ПНД №2	12	5,5	193	9+2,4*
	4й регулируемый ПНД №1	16	1,2	104	-

1. Принципиальная тепловая схема

1 - турбина, 2 - конденсатор, 3 - конденсатный насос, 4 и 5 - подогреватели низкого давления, 6 - деаэратор, 7 - питательный насос, 8 - подогреватель высокого давления, 9 - котел, D₀,D₁,D₂,D₃ - расходы пара через соответствующие отсеки турбины, D_k - расход пара в конденсаторе, t_п.в. - температура питательной воды

2. Процесс расширения пара в турбине

рИС. 1

3. Расчет тепловой схемы

3.1 Таблица параметров пара, конденсата и воды

Таблица 2

Поток	Пар	Конденсат	Вода
	P,бар	T,°С	i,кДж/кг	P,бар	tнас, °С	h',кДж/кг	tв, °С	hв кДж/кг
0	90	535	3480	-	-	-	-	-
1	27	380	3190	25,65	226,03	971,7	225	945
2 ДР	11	280	3010	6	158,84	670,5	158	670
3	1,2	X3=0,99	2660	1,14	102,32	428,9	100	420
К	0,05	Xk=0,88	2270	0,0475	32,88	137,83	30	126

3.2 Расчет подогревателя высокого давления

б_пв=1,05 из уравнения теплового баланса

?_п=0,93

б₁=б_пв (h_в1-h_д)/(i₁-h'₁)* ?_п

б₁1,05(945-670)/(3190-971.7)*0.93=0.12105

3.3 Расчет деаэратора

б_пв= б₁+ б₂+ б_кд

б_кд= б_пв-б₁+ б₂

б_пв*h_д=б1*h₁'+б₂*i₂+б_кд*H_в3

б_пв*h_д= б₁*h₁'+б₂*i₂+( б_пв-б₁+ б₂)*h_в3

б₂= (б_пв*h_д- б₁*h₁'- б_пв*h_в3+ б₁*h_в3)/i₂-h_в3=[б_пв(h_д-h_в3)- б₁(h₁'-h_в3)]/i₂-h_в3

б₂=[1,05(670-420)-0,12105(971,7-420)]/3010-420=0,07556

б_кд=1,05-0,12105-0,07556=0,85339

3.4 Расчет подогревателя низкого давления

б_кд(h_в3-h_k')= б₃(i₃-h₃')* ?_п

б₃=[ б_кд(h_в3-h_k')]/ (i₃-h₃')* ?_п

б₃=0,8534(420-137,83)/(2660-428,9)*0,93=0,11605

3.5 Расчет подогревателя сетевой воды

Q_псв=D_т(i₃-h₃')* ?_п

D_т=Q_псв*10³/(i₃-h₃')* ?_п

D_т=30 * 10³/(2660-428,9)*0,93=14,458 кг/с

3.6 Расчет расхода пара на турбину и ее электрическая мощность

Таблица 3

Поток	бi	yi	бi *yi	?	Di	?
Размерность	-	-	-	кДж/кг	кг/с	кВт
П1	0,12105	0,7603	0,09203	290	3,6903	1016,6776
Дп	0,07556	0,61157	0,04621	470	2,3035	1028,51275
П3	0,11605	0,3223	0,0374	820	3,5378	2755,9462
Псв	0,4743	0,3223	0,1528	820	14,4594	11263,8786
К-р	0,12754	0	0	1210	6,509	7482,0955
У	1	-	0,3284		30,5	23547,11

Рассчитаем коэффициенты недовыработки отборного пара:

y₁=i₁-i_k/i₀-i_k

y₁=3190-2270/3480-2270=0,7603

y₂= i₂-i_k/i₀-i_k

y₂=3010-2270/3480-2270=0,61157

y₃= i₃-i_k/i₀-i_k

y₃=2660-2270/3480-2270=0,3223

Найдем расход свежего пара:

D₀=(N_э*10³*К_рег)/i₀-i_k + y₃*D_тК_рег=1,25

D₀=25*10³*1,25/3480-2270 + 0,3223*14,458=30,4858 кг/с

D₀=110 т/ч

б_псв=D_т/D₀

б_псв=14,458/30,4858=0,4743

Удельная выработка отборного пара:

?₁=i₀-i₁=3480-3190=290 кДж/кг

D₁=б₁*D₀=0,12105*30,4858=3,6903 кг/с

Определим электрическую мощность, вырабатываемую паром отбора:

?₁=?₁*D₁*?_эм=290*3,6903*0,95=1016,6776 кВт=0,95

В такой последовательности просчитываем все отборы. Погрешность:

Д=N_э1-У?_i/N_э1*100%

Д=25000-23547,5/25000 * 100 % = 5,8 %

турбина котел электрический подогреватель

4. Выбор оборудования

4.1 Энергетический котел

Не блочная схема:

УD_пе =(1,1)D₀*Z_турбин

УD_пе =1,1*30,4858*5=167,6719 кг/с

P_пе=Р₀*1.1=90*1,1=99 бар

Выбираю 3 котла, в том числе 1 резервный.

Характеристика котла:

Котел, по ГОСТ 3619-69Е-110-100

Маркировка: ПК-20-2

Расход пара, т/ч:Dпг=110

Давление пара, кгс/см²:Pпе=100

Температура, °С:tпе/tпром=540

Основной вид топлива: угли, природный газ

КПД расчетный, %: ? = 90

Общая масса, т:600

Габариты:

Ширина, м: 8,1

Глубина, м: 13,7

Отметка верхней точки: 29

Примечание: один барабан.

Из справочника «Теплотехнический справочник 2 том» Юренев, Лебедев.

4.2 Пиковый водогрейный котел

Qпвк =(1-бтэц)*Qот

Qпвк =(1-0,5)*300=150 МВт = 128,97 Гкал

Выбираю 1 котел.

Характеристика котла:

Котел: КВ-IM-180-150

Завод изготовитель: «ПО Сибэнергомаш»

Теплопроизводительность, Гкал/ч: 180

Рабочее давление: МПа:2,4

Температура воды, °С: t_обр=70, t_пр=100-150

Топливо: мазут, газ

Примечание: Водогрейный, предназначен для получения горячей воды.

Из справочника «ТЭС И АЭС» Григорьев, Зорин.

4.3 Конденсатный насос

G_kн = б_кд*D₀=0,85339*110=93,87 т/ч

Выбираю 4 насоса, в том числе 1 резервный.

Характеристика насоса:

Типоразмер: Кс32-150

Подача V, м³/ч:30

Напор Н, м:150

Допустимый кавитационный запас, м: 1,6

Частота вращения n, об/мин:3000

Мощность N, кВт:22

Кпд насоса, %: ? = 60

Завод изготовитель: Катайский насосный завод (ПО Уралгидромаш) г. Катайск, Курганская область

Из справочника «ТЭС и АЭС» Клименко, Зорин.

4.4 Циркуляционный насос

G_k=б_k*D₀+D_т

G_k=[0,12754*30,4858+14,458]*3.6=66 т/ч

G_охл=Z_турбин*G_k*m

G_охл=5*66*50=16500 т/ч

Выбираю 3 насоса.

Характеристика насоса:

Насос по ГОСТ 10272-77D6300-27

Подача V, м³/ч:6300

Напор Н,м: 27

Допустимый кавитационный запас - 10

Частота вращения n, об/мин: 730

Мощность N электродвигателя, кВт: 630

Кпд насоса, %: ? = 78

Из справочника «ТЭС и АЭС» Клименко, Зорин.

4.5 Сетевой насос

G_св^тэс =Z_турбин*G_св^1турб*1,2

G_св=5*71,428*1,2*3,6=1542,84 т/ч

Выбираю 2 насоса, в том числе 1 резервный.

Характеристика насоса:

Насос: СЭ800-100

Подача V, м³/ч: 800

Напор Н, м: 100

Допустимый кавитационный запас, м: 5,5

Частота вращения n, об/мин: 1500

Мощность N, кВт: 275

Кпд насоса, %: ? = 80

Цена, руб. (без электродвигателя): 3650

Завод изготовитель: ПО «Ливгидромаш» г. Ливны

Из справочника «ТЭС и АЭС» Клименко, Зорин.

4.6 Питательный насос

G_пв=б_пв*D₀*1.1

G_пв=1,05*1,1*3,6*30,4858=126,759 т/ч

P_нат=1,45*P₀*1,05

P_нат=1,45*90*1,05=137,025 бар

Выбираю 5 насосов, в том числе 1 резервный.

Характеристика насоса:

Насос: ПЭ-500-200

Подача V, м³/ч: 580

Напор Н,м: 2030

Частота вращения n, об/мин: 2904

Тип и мощность привода - АГД, кВт: 4000

Кпд насоса, %: ? = 81,5

Завод изготовитель: ПО «Насосэнергомаш» г. Сумы

Из справочника «ТЭС и АЭС» Клименко, Зорин.

4.7 Подогреватели высокого давления, подогреватели низкого давления, сетевые подогреватели

Характеристика подогревателей высокого и низкого давления, а также сетевой воды занесена в таблицу.

Таблица 4.

Исходные данные	Характеристики выбранных подогревателей
Подогреватель	Gв	Dп, кг/с	Ротб, бар	tп, °С	Рв, м	Тип	tmax, °С	Н, м.вод.ст	Описание
П1	13,31 т/ч	3,69	27	380	2030	ПВ-10	104	3,6	Завод изготовитель:КТЗ
П3	93,87 т/ч	3,538	1,2	х3=0,99	150	ПН-65-4	150	-	Завод изготовитель: СЗТМ
ПСВ-1	71,428 кг/с	14,458	1,2	х3=0,99	100	ПСВ-200-3-23	70	4	Завод изготовитель:-

D_пв=б₁*D₀

D_пв=0,12105*110=13,31 т/ч

D_кд=б_кд*D₀

D_кд=0,85339*110=93,87 т/ч

G_св=71,428 кг/с

D_т=14,458 кг/с

4.8 Деаэратор

ДП > G_пв^1тур, P_п

БД > V_бд

G_пв^1тур=126,759 т/ч

P_п=6 бар

V_бд= G_пв^1тур*7/60 минут

V_бд=126,759*7/60 = 14,788

Характеристика деаэратора:

Тип деаэратора: ДСП-160

Номинальная производительность, т/ч: 160

Давление, ат: 6

Полезная емкость бака-аккумулятора, м³: 75

Количество баков, шт: 2

Из справочника «Теплотехнический справочник 1 том» Юренев, Лебедев.

5. Технико-экономические показатели

1. Удельный расход пара:

d0=D0*10³/ У ?

d0=30,4858*10³/23547,11=1,295 кг/кВт*ч

2. Удельный расход тепла:

q0=[D0(i0-hв1)]/ У ?

q0=[30,4858(3480-945)]/23547,11=

3. КПД Брутто:

?бртур=1/q0

?бртур=1/3,2831=0,3045

4. КПД термического цикла:

? t=i0-ik/i0-hk'

? t=3480-2270/3480-137,83=0,362

5. Абсолютный электрический КПД:

? э= ? t* ? oi* ? м* ? г

? oi=i0-ik/i0-iks

? oi=3480-2270/3480-2055=0,849

? м=0,97

? г=0,98

? э=0,849*0,362*0,97*0,98=0,2921

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта был освоен материал по дисциплине «Промышленная теплоэнергетика». Рассчитана тепловая сеть. Произведен выбор оборудования и начерчена тепловая схема ТЭС.

Относительная погрешность в расчетах на мощность турбины составила

Д= 5,8 %. То есть турбина вырабатывает мощность, примерно равную мощности по паспорту.

Плюсы использования паровых турбин:

- работа паровых турбин возможна на различных видах топлива: газообразное, жидкое, твердое;

- высокая единичная мощность;

- свободный выбор теплоносителя;

- широкий диапазон мощностей;

- внушительный ресурс паровых турбин.

Минусы использования паровых турбин:

- высокая инерционность паровых установок (долгое время пуска и останова);

- дороговизна паровых турбин;

- низкий объем производимого электричества, в соотношении с объемом тепловой энергии;

- дорогостоящий ремонт паровых турбин;

- снижение экологических показателей, в случае использования тяжелых мазутов и твердого топлива.

Маломощные турбины типа Т-25 можно применять на ТЭС для снабжения небольших энергопотребляющих объектов.

оборудование турбина схема котел

ЛитературА

1. Юренев, Лебедев «Теплотехнический справочник» 1 и 2 тома.

2. Клименко, Зорин «ТЭС и АЭС» Клименко, Зорин

3. Григорьев, Зорин «ТЭС И АЭС»

4. Ривкин, Александров «Термодинамические свойства воды и водяного пара»

5. Шляхин, Бершадский «Краткий справочник по паротурбинным установкам»

Размещено на Allbest.ru

...