Разработка структурной схемы и расчет основных элементов тепловой электрической станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине "Общая энергетика"

На тему: Разработка структурной схемы и расчет основных элементов тепловой электрической станции

Выполнил: Козырев В.В.

Шифр: КТ13 - ЭЭ(БТ)СС - 065

Проверил: Бобышев Г.Е.

Хабаровск 2014 г

Содержание

Введение

Исходные данные

Расчетно-графическая часть

Графическая часть

Выводы по результатам выполненных расчетов

Перечень используемой литературы

1. Введение

парогенератор электростанция топливо турбина

Целью курсовой работы является получение навыков в составлении структурных схем, проведении анализа режимов работы и принципов расчета основных элементов тепловой электрической станции (ТЭС).

2. Исходные данные

Исходные данные для расчетов принимать по каждому разделу курсовой работы в соответствии с заданным номером варианта, указанному в задании на курсовую работу.

3. Расчетно-графическая часть

3.1 Расчет теплового баланса парогенератора тепловой электрической станции

При выполнении этого раздела следует определить расход топлива, КПД и составить тепловой баланс котельного агрегата (парогенератора) тепловой электрической станции. В качестве исходных данных принять

- производительность котельного агрегата

|D|= 300 т/ч;

- теплоту сгорания топлива

Q^p_H=15200 кДж/кг 1 кДж=0,239ккал;

- энергозатраты на производство 1 кг пара (теплоперепад)

Дi=(i_п-i_пв)

где i_п - энтальпия пара, i_пв - энтальпия питательной воды;

- потери теплоты с уходящими газами

|q₂|=7,60 %

- потери теплоты от химического недожога

|q₃|=0,69%

- потери теплоты от механического недожога

|q₄|=3,00%

- потери теплоты в окружающую среду

|q₅|=0,70%

1. Найдем суммарные потери теплоты в парогенераторе

_n=(q₂+q₃₊q₄+q₅);

_n=(7,60+0,69+3,00+0,70)= 11,99%

2. Определяется доля полезно используемой теплоты

q₁=(100-);

q₁=(100-11,9)=88,1%

3. Составление теплового баланса парогенератора на 1 кг топлива:

- полезно используемая теплота

Q₁=Q^p_H; Q₁  15200=13391,2кДж/кг

- часть теплотворной способности топлива, теряемой с уходящими газами,

Q₂₌Q^p_H;

Q₂ =15200=1155,2кДж/кг

- часть теплотворной способности топлива, теряемой с химическим недожогом,

Q₃= Q^p_H;

Q₃=15200 =104,88 кДж/кг

-то же, в связи с механическим недожогом

Q₄= Q^p_H;

Q₄=15200 =0,456 кДж/кг

-то же, в связи с отдачей теплоты в окружающую среду

Q₅= Q^p_H;

Q₅=15200 = 106,4 кДж/кг

По полученным данным составить диаграмму теплового баланса

(рис.1).

Рис. 1. Энергетическая диаграмма парогенератора

4. Определить КПД парогенератора

?_к=;

?_к== 0,88%

5. Найти часовой расход топлива парогенератором

В_час=;

В _час== 62,79 т/ч

Результаты расчета представим в табличной форме

Q1	h к	Вчас	S q2-5
кДж/кг	%	т/ч	%
13391,2	0,88	62,79	11,99

Вывод по тепловому режиму парогенератора : после проведенных расчетов, мы определили что ,большое количество потерь теплоты составляют потери с уходящими газами, кпд парогенератора составляет 0,88%, что позволяет судить о технической и экономической целесообразности применения данного парогенератора.

3.2  Определение расхода пара турбиной

Определить часовой расход пара турбиной заданной мощности (Р_н) при наличии теплофикационного отбора пара (D_отб) регенеративного подогрева воды (q_под) (см. структурную схему ТЭС) с учетом следующих исходных данных:

Р_н,=25 МВт - номинальная мощность турбины;

D_отб=80т/ч - теплофикационный отбор пара;

q_под=20,5 % - доля расхода пара на регенеративный подогрев питательной воды;

?У=0,76 полный коэффициент полезного действия турбоагрегата с учетом тепловых, механических и электрических потерь;

к_хх =0,13 коэффициент холостого хода турбины (доля расхода пара на холостой ход турбины;

i₁, кДж/кг=3550 энтальпия пара на входе в турбину;

i₂, кДж/кг =2050 энтальпия пара на выходе из турбины;

i_отб, кДж/кг =2400 энтальпия отбираемого пара.

Значения указанных параметров принимать по табл. 2 (прил.) в соответствии с приведенным в задании вариантом.

1. Находим теплоперепад в рабочем цикле турбины

Дh_Т= (i₁-i₂);

Дh_Т=(3550-2050)=1500 кДж/кг

2. Находимтеплоперепад для отбора пара

Дh_отб=(i₁-i_oтб)

Дh_отб= 3550-2400=1150 кДж/кг

3. Определяем удельный расход пара турбинойкг/кВтч (1кВт=1кДж/с).

d_П= ;

d_П== 3,157

4. Определение расхода пара на холостой ход турбины

D_XX=k_xxd_ПP_H

D_XX= 0,13 3,15710,26 кг/ч

5. Расход пара на выработку электроэнергии

D_э=(1-k_xx) d_ПP_H

D_э=(1-0,13)3,15725= 68,68 кг/ч

6. Коэффициент недоиспользования пара в связи с теплофикационным отбором

Y=1- - ;

Y=1- =0,24%

7. Расход пара на теплофикационные нуждыкг/ч.

D_теп= YD_отб

D_теп =0,2480=19,2кг/ч.

8. Полный расход пара турбиной ( с учетом теплофикации и регенеративного подогрева кг/ч.

D_т=(1+ ) (D_XXD_эD_теп)

D_т =(1+ ) (10,26+68,66+19,22)=118,23 кг/ч.

Результаты расчета представим в табличной форме

Рн	dп	Dxx	Dэ	Dтеп	Dт
МВт	кг/кВт	т/ч	т/ч	т/ч	т/ч
25	3,157	10,26	68,66	19,2	118,23

вывод :: После проведения расчетов мы видим ,что основной расход пара приходится на выработку электроэнергии, недоиспользованный пар составляет 0,24 % , что характеризует работу оборудования с минимальными потерями по пару.

3.3 Расчет основных параметров конденсатора турбины

Для паровой турбины найти поверхность охлаждения конденсатора и расход охлаждающей воды с учетом следующих исходных данных:

Р_т=1200кВт - мощность турбины;

d_п=5,65 кг/кВтч - удельный расход пара;

m=55,5 кгв/кгп - кратность охлаждения пара в конденсаторе(кг воды на кг пара);

t _вх=16 (град) - температура охлаждающей воды на входе в конденсатор;

t _вых = 29(град) - то же на входе из конденсатора;

t _п=34,5 (град) - температура пара, поступающего в конденсатор;

с_в =4,18 кДж/кгград - теплоемкость воды;

к=3600 Вт/м²град - коэффициент теплопередачи охлаждающего контура.

Значения указанных параметров принимать по табл.3 (прил.) в соответствии с приведенным в задании вариантом.

Расчетная схема конденсатора приведена на рис. 2.

Рис. 2. Расчетная схема конденсатора

Определить расход пара турбиной, кг/ч.

D_т=d_пР_т

D_т=5,651200=6780 кг/ч

Найти расход охлаждающей воды, кг/ч

D_в=D_тm

D_в=6780376290 кг/ч

Определить температурный перепад охлаждающей воды, град

Дt_в=t_вых-t_вх

Дt_в= 29-16 =13 град.

Найти отдаваемое количество тепла в конденсаторе кДж/ч.

Q_к =С_вD_вДt_в

Q_к= 4,1837629013=20447598кДж/ч

Определить температурный напор в конденсаторе ,град.

Дt_нап=t_п- -

Дt_нап=34-= 12 град

Найти температуру конденсата на выходе из конденсатора,  град.

t_к=t _п- Дt_нап

t_к=34,5-12=22,5 град

Определить необходимую поверхность охлаждающих труб в конденсаторе ,м².

S= =0,13м²

Результаты расчета представим в виде таблицы.

Dт	Dв	Dв/Dт	Qк	D t в	D t нап	S
т/ч	т/ч	-	кДж/ч	град.	град.	м2
6780	376290	55,5	20447598	13	12	0,13

Вывод: После проведенных расчетов мы видим что температура конденсации в наибольшей степени зависит от начальной температуры охлаждающей воды и, следовательно, от источника и системы водоснабжения, у нас температура конденсации составляет 22,5 град , что отвечает параметрам конденсата , экономически такой конденсатор применять целесообразно из -за небольших габаритов.

3.4 Оценка технико-экономических показателей ТЭЦ

Для заданных исходных данных рассчитать основные технико-экономические показатели тепловой электрической станции (ТЭЦ)

Исходные данные:

Р_н=50 МВт - номинальная мощность турбогенератора электростанции;

N = 4 число турбогенераторов;

Q^p_H= 5400ккал/кг - теплота сгорания топлива;

h _к= 90 % КПД парогенератора;

Т_у=5900 час - число часов использования установленной мощности электростанции;

Q_т=⁶Гкал/год - отпуск тепла внешним потребителям (1 Гкал=10⁹кал);

СН=9,3% - доля расхода энергии на собственные нужды;

D_п = 6,4 10⁶ т/год - годовой расход пара;

И = 8,6кг/кг - испарительная способность топлива (кг пара на кг топлива)

Значения указанных параметров принимать по табл. 4 (прил.) в соответствии с приведенным в задании вариантом.

Годовая выработка энергии ТЭЦ,кВтч.

Э_г=Р_н NТ_у;

Э_г= 50кВтч.

Годовой расход натурального топлива на теплоснабжение внешних потребителей ,т/год.

B_Q=

B_Q==5,55т/год.

Годовой расход натурального топлива на ТЭЦ в целом ,т/год.

В_г=

В_г= =744186,04 т/год.

Расход топлива на выработку электроэнергии, т/год.

В_э=В_г-B_Q

В_э= 744186,04-5,55 = 744180,49 т/год

Удельный расход топлива на выработку 1 кВтч электроэнергиикг/кВтч.

в_э= = 0,63 кг/кВтч

6. КПД ТЭЦ по выработке электроэнергии с учетом расхода на собственные нужды

h _э= (1-)

h _э= (1- ) = 0,22 %

(860 - тепловой эквивалент одного кВтч: 1кВтч=860 ккал).

7. КПД ТЭЦ по теплу

h _Q=

h _Q= =90,09 %

8. Общий КПД ТЭЦ

h = =0,25 %

Результаты расчета представим в виде таблицы

Эг	ВQ	Вэ	Вг	вэ	h э	h Q	h
МВтч	т/год	т/год	т/год	кг/кВтч	%	%	%
1180000	5,55	744180,49	744186,04	0,63	0,22	90 .09	0,25

Вывод : Годовая выработка электроэнергии составила 1180000 при расходе натурального топлива 744180,49 что характеризует работу ТЭЦ с минимальными потерями . Затраты на СН ТЭЦ так же минимальны. h _Q>h _э. это связанно с тем, что по принятому МЭиЭ СССР методу, на выработку тепла относят расход топлива, эквивалентный количеству этого тепла с уче-том КПД парогенератора, КПД теплового потока и расходов на собственные нужды. Остальной расход топлива относят на выработку электрической энергии.

Вывод

После проделанной работы, я научился выполнять разработку структурной схемы, и расчет основных элементов тепловой электрической станции, определять их технические параметры работы. Разработанная мной ТЭЦ полностью отвечает технико-экономическим показателям.

Список литературы

1. Гиршфельд Б.Я. Кароль Л.А. Общий курс электростанций- М.: ,1976-270с. 2. Гинзбург-Шик Л.Д. Тепловые электрические станции и их технологическое оборудование.-М.: Энергия 1979-240с.

Размещено на Allbest.ru

...