Расчет принципиальной тепловой схемы электростанции на базе теплофикационной паровой турбины ПТ-80/100-130/13
Суть принципиальной тепловой схемы турбоустановки. Расчет давлений в отборах турбины, вычисление параметров процесса расширения пара в отсеках. Определение расходов пара, конденсата в элементах тепловой схемы. Проверка расчета по материальному балансу.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 31.05.2016 |
Размер файла | 834,0 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/
Аннотация
В данной курсовой работе произведен расчет принципиальной тепловой схемы электростанции на базе теплофикационной паровой турбины
ПТ-80/100-130/13 при температуре окружающей среды , рассчитана система регенеративного подогрева и сетевых подогревателей, а также показатели тепловой экономичности турбоустановки и энергоблока.
В приложении приведены принципиальная тепловая схема на базе турбоустановки ПТ-80/100-130/13, график температур сетевой воды и теплофикационной нагрузки, h-s диаграмма расширения пара в турбине, диаграмма режимов турбоустановки ПТ-80/100-130/13, общий вид подогревателя высокого давления ПВ-350-230-50, спецификация общего вида ПВ-350-230-50, продольный разрез турбоустановки ПТ-80/100-130/13, спецификация общего вида вспомогательного оборудования, входящего в схему ТЭС.
Работа составлена на 45-х листах и включает в себя, 6 таблиц и 17 иллюстраций. В работе было использовано 5 литературных источников.
Содержание
- Введение
- Обзор научно-технической литературы(Технологии генерации электрической и тепловой энергии)
- 1. Описание принципиальной тепловой схемы турбоустановки ПТ-80/100-130/13
- 2. Расчет принципиальной тепловой схемы турбоустановки ПТ-80/100-130/13 на режиме повышенной нагрузки
- 2.1 Исходные данные для расчета
- 2.2 Расчет давлений в отборах турбины
- 2.3 Расчет параметров процесса расширения пара в отсеках турбины в h-S диаграмме
- 2.4 Расчет термодинамических параметров в подогревателях
- 2.5 Параметры пара и воды в турбоустановке
- 2.6 Определение расходов пара и конденсата в элементах тепловой схемы
- 2.6.1 Сетевая подогревательная установка (бойлерная)
- 2.6.2 Регенеративные подогреватели высокого давления и питательная установка (насос)
- 2.6.3 Деаэратор питательной воды
- 2.6.4 Подогреватель сырой воды
- 2.6.5 Двухступенчатый расширитель продувки
- 2.6.6 Деаэратор добавочной воды
- 2.6.7 Регенеративные подогреватели низкого давления
- 2.6.8 Конденсатор
- 2.7 Проверка расчета по материальному балансу
- 2.8 Энергетический баланс турбоагрегата ПТ-80/100-130/13
- 2.9 Показатели тепловой экономичности турбоустановки
- 2.10 Энергетические показатели ТЭЦ
- Заключение
- Список литературы
- Введение
- Для крупных заводов всех отраслей промышленности, имеющих большое теплопотребление, оптимальной является система энергоснабжения от районной или промышленной ТЭЦ.
- Процесс производства электроэнергии на ТЭЦ характеризуется повышенной тепловой экономичностью и более высокими энергетическими показателями по сравнению с конденсационными электростанциями. Это объясняется тем, что отработавшее тепло турбины, отведенное в холодный источник (приемника тепла у внешнего потребителя), используется в нем.
- В работе произведен расчет принципиальной тепловой схемы электростанции на базе производственной теплофикационной турбины ПТ-80/100-130/13, работающей на расчетном режиме при наружной температуре воздуха .
- Задачей расчета тепловой схемы является определение параметров, расходов и направлений потоков рабочего тела в агрегатах и узлах, а также общего расхода пара, электрической мощности и показателей тепловой экономичности станции.
- 1. Описание принципиальной тепловой схемы турбоустановки ПТ-80/100-130/13
Энергоблок электрической мощностью 80 МВт состоит из барабанного котла высокого давления Е-320/140, турбины ПТ-80/100-130/13, генератора и вспомогательного оборудования .
Энергоблок имеет семь отборов. В турбоустановке можно осуществлять двухступенчатый подогрев сетевой воды. Имеется основной и пиковый бойлера, а также ПВК, который включается если бойлера не могут обеспечить требуемого нагрева сетевой воды.
Свежий пар из котла с давлением 12,8 МПа и температурой 555 0С поступает в ЦВД турбины и, отработав, направляется в ЧСД турбины, а затем в ЧНД. Отработав пар поступает из ЧНД в конденсатор.
В энергоблоке для регенерации предусмотрены три подогревателя высокого давления (ПВД) и четыре низкого (ПНД). Нумерация подогревателей идет с хвоста турбоагрегата. Конденсат греющего пара ПВД-7 каскадно сливается в ПВД-6, в ПВД-5 и затем в деаэратор (6 ата). Слив конденсата из ПНД4, ПНД3 и ПНД2 также осуществляется каскадно в ПНД1. Затем из ПНД1 конденсат греющего пара, направляется в СМ1(см. ПрТС2).
Основной конденсат и питательная вода подогреваются последовательно в ПЭ, СХ и ПС, в четырех подогревателях низкого давления (ПНД), в деаэраторе 0,6 МПа и в трех подогревателях высокого давления (ПВД). Отпуск пара на эти подогреватели осуществляется из трех регулируемых и четырех нерегулируемых отборов пара турбины.
На блоке для подогрева воды в теплосети имеется бойлерная установка, состоящая из нижнего(ПСГ-1) и верхнего(ПСГ-2) сетевых подогревателей, питающихся соответственно паром из 6-го и 7-го отбора, и ПВК. Конденсат из верхнего и нижнего сетевых подогревателей подается сливными насосами в смесители СМ1 между ПНД1 и ПНД2 и СМ2 между подогревателями ПНД2 и ПНД3.
Температура подогрева питательной воды лежит в пределах (235-247)0С и зависит о начального давления свежего пара, величины недогрева в ПВД7.
Первый отбор пара (из ЦВД) идет на нагрев питательной воды в ПВД-7, второй отбор (из ЦВД) - в ПВД-6, третий (из ЦВД) - в ПВД-5, Д6ата, на производство; четвертый (из ЧСД) - в ПНД-4, пятый (из ЧСД) - в ПНД-3, шестой (из ЧСД) - в ПНД-2, деаэратор (1,2 ата), в ПСГ2, в ПСВ; седьмой (из ЧНД) - в ПНД-1 и в ПСГ1.
Для восполнения потерь в схеме предусмотрен забор сырой воды. Сырая вода подогревается в подогревателе сырой воды (ПСВ) до температуры 35 оС, затем, пройдя химическую очистку, поступает в деаэратор 1,2 ата. Для обеспечения подогрева и деаэрации добавочной воды используется теплота пара из шестого отбора.
Пар из штоков уплотнений в количестве Dшт = 0,003D0 идет в деаэратор (6 ата). Пар из крайних камер уплотнений направляется в СХ, из средних камер уплотнения - в ПС.
Продувка котла - двухступенчатая. Пар с расширителя 1-ой ступени идет в деаэратор(6 ата), с расширителя 2-ой ступени в деаэратор(1,2 ата). Вода с расширителя 2-ой ступени подается в магистраль сетевой воды, для частичного восполнения потерь сети.
Рисунок 1. Принципиальная тепловая схема ТЭЦ на базе ТУ ПТ-80/100-130/13
2. Расчет принципиальной тепловой схемы турбоустановки ПТ-80/100-130/13 на режиме повышенной нагрузки
Расчет принципиальной тепловой схемы турбоустановки производится исходя из заданного расхода пара на турбину. В результате расчета определяют:
? электрическую мощность турбоагрегата - Wэ;
? энергетические показатели турбоустановки и ТЭЦ в целом:
а. тепловая нагрузка парогенераторной установки;
б. коэффициент полезного действия ТЭЦ по производству электроэнергии;
в. коэффициент полезного действия ТЭЦ по производству и отпуску теплоты на отопление;
г. удельный расход условного топлива на производство электроэнергии;
д. удельный расход условного топлива на производство и отпуск тепловой энергии.
2.1 Исходные данные для расчета
Давление свежего пара -
Температура свежего пара -
Давление в конденсаторе - Pк=0,00226 МПа
Параметры пара производственного отбора:
расход пара -
давление пара -
Далее, используя заданную температуру наружной среды по температурному графику (Приложение Б), определяем температуру сетевой воды :
подающей - ,
обратной - .
Расход свежего пара на турбину -
Отопительная нагрузка ТЭЦ -
Значения КПД элементов тепловой схемы приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1. КПД элементов тепловой схемы
Элемент тепловой схемы |
Коэффициент полезного действия |
||
Обозначение |
Значение |
||
Расширитель непрерывной продувки |
0,98 |
||
Нижний сетевой подогреватель |
0,995 |
||
Верхний сетевой подогреватель |
0,995 |
||
Система регенеративного подогрева: |
|||
ПВД1 |
0,995 |
||
ПВД2 |
0,995 |
||
ПВД3 |
0,995 |
||
ПНД4 |
0,995 |
||
ПНД5 |
0,995 |
||
ПНД6 |
0,995 |
||
ПНД7 |
0,995 |
||
Питательный насос |
0,8 |
||
Деаэратор питательной воды |
0,995 |
||
Охладитель продувки |
0,995 |
||
Подогреватель очищенной воды |
0,995 |
||
Деаэратор конденсационной воды |
0,995 |
||
Смесители |
0,995 |
||
Подогреватель уплотнений |
0,995 |
||
Эжектор уплотнений |
0,995 |
||
Трубопроводы |
0,995 |
||
Генератор |
0,99 |
||
0,998 |
2.2 Расчет давлений в отборах турбины
Тепловая нагрузка ТЭЦ определяется потребностями производственного потребителя пара и отпуском теплоты внешнему потребителю на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
Для расчета характеристик тепловой эффективности ТЭЦ промышленно-теплофикационной турбиной на режиме повышенной нагрузки ( ниже -5єС) необходимо определить давление пара в отборах турбины. Это давление устанавливается исходя из требований промышленного потребителя и температурного графика сетевой воды.
В данной курсовой работе принят постоянный отбор пара на технологические (производственные) нужды внешнего потребителя, который равен с давлением , что соответствует номинальному режиму работы турбоустановки, следовательно, давление в нерегулируемых отборах турбины №1 и №2 равно: ,
Параметры пара в отборах турбины при номинальном режиме известны из ее основных технических характеристик.
Необходимо определить действительное (т.е. для заданного режима) значение давления в теплофикационном отборе. Для этого выполняется следующая последовательность действий:
1. По заданной величине и выбранному (заданному) температурному графику теплосети определяем температуру сетевой воды за сетевыми подогревателями при данной температуре наружного воздуха tНАР
t ВС = tО.С + бТЭЦ (tП.С - tО.С)
t ВС = 55,6+ 0,6 (106,5 - 55,6)=86,140С
2. По принятой величине недогрева воды и и значению tВС находим температуру насыщения в сетевом подогревателе:
= t ВС + и
= 86,14 + 4,3 = 90,440С
Затем по таблицам насыщения для воды и водяного пара [2] определяем давление пара в сетевом подогревателе РВС=0,07136 МПа.
3. Тепловая нагрузка на нижний сетевой подогреватель достигает 60% от всей нагрузки на бойлерную
t НС = tО.С + 0,6 (tВ.С - tО.С)
t НС = 55,6+ 0,6 (86,14 - 55,6)=73,9240С
По таблицам насыщения для воды и водяного пара [2] определяем давление пара в сетевом подогревателе РНС=0,04411 МПа.
4. Определяем давление пара в теплофикационных (регулируемых) отборах №6, №7 турбины с учётом принятых потерь давления по трубопроводам:
,
где потери в трубопроводах и системах регулирования турбины принимаем :; ;
,
.
5. По значению давления пара (Р6) в теплофикационном отборе №6 турбины уточняем давление пара в нерегулируемых отборах турбины между промышленным отбором №3 и регулируемым теплофикационным отбором №6 (по уравнению Флюгеля - Стодолы):
,
где D0 , D, Р60, Р6 - расход и давление пара в отборе турбины на номинальном и рассчитываемом режиме, соответственно.
.
2.3 Расчет параметров процесса расширения пара в отсеках турбины в h-S диаграмме
По описанной ниже методике и найденным в предыдущем пункте значениям давлений в отборах построим диаграмму процесса расширения пара в проточной части турбины при tнар=-15єС.
Точка пересечения на h,s - диаграмме изобары с изотермой определяет энтальпию свежего пара (точка 0).
Потери давления свежего пара в стопорном и регулирующим клапанах и тракте паров пуска при полностью открытых клапанах составляет примерно 3%. Поэтому давление пара перед первой ступенью турбины равно:
На h,s - диаграмме отмечается точка пересечения изобары с уровнем энтальпии свежего пара (точка 0/).
Для расчета параметров пара на выходе каждого отсека турбины мы располагаем величинами внутренних относительных КПД отсеков.
Таблица 2.2. Внутренние относительные КПД турбины по отсекам
Обозначение |
Величина |
|
0,8 |
||
0,84 |
||
0,85 |
Из полученной точки (точка 0/) вертикально вниз (по изоэнтропе) проводится линия до пересечения с изобарой давления в отборе №3 . Энтальпия точки пересечения равна .
Энтальпия пара в камере третьего регенеративного отбора в реальном процессе расширения равна:
Аналогично на h,s - диаграмме находятся точки, соответствующие состоянию пара в камере шестого и седьмого отборов.
После построения процесса расширения пара в h, S - диаграмме на него наносятся изобары нерегулируемых отборов на регенеративные подогреватели Р1, Р2, Р4, Р5 и устанавливаются энтальпии пара в этих отборах.
Построенные на h,s - диаграмме точки соединяются линией, которая отражает процесс расширения пара в проточной части турбины. График процесса расширения пара приведен на рис.А.1. (Приложение А).
По построенной h,s - диаграмме определяем температуру пара в соответствующем отборе турбины по значениям его давления и энтальпии. Все параметры приведены в таблице 2.3.
2.4 Расчет термодинамических параметров в подогревателях
Давление в регенеративных подогревателях меньше давления в камерах отборов на величину потерь давления из-за гидравлического сопротивления трубопроводов отбора, предохранительной и запорной арматуры.
1. Рассчитываем давление насыщенного водяного пара в регенеративных подогревателях. Потери давления по трубопроводу от отбора турбины до соответствующего подогревателя принимаются равными :
.
.
.
Давление насыщенного водяного пара в деаэраторах питательной и конденсационной воды известно из их технических характеристик и равно соответственно ,
2. По таблице свойств воды и пара в состоянии насыщения [2], по найденным давлениям насыщения определяем температуры и энтальпии конденсата греющего пара.
;
;
;
;
;
;
;
;
;
3. Принимаем недогрев воды :
- в регенеративных подогревателях высокого давления - 2єС
- в регенеративных подогревателях низкого давления - 5єС,
- в деаэраторах - 0єС ,
следовательно, температура воды на выходе из этих подогревателей равна:
, єС
4. Давление воды за соответствующими подогревателями определяется гидравлическим сопротивлением тракта и режимом работы насосов. Значения этих давлений принимаются и приведены в таблице 2.3.
5. По таблицам для воды и перегретого пара [2], определяем энтальпию воды после подогревателей (по значениям и ):
;
;
;
;
;
;
;
.
6. Подогрев воды в подогревателе определяется как разность энтальпий воды на входе и выходе из подогревателя:
, кДж/кг;
кДж/кг;
кДж/кг;
кДж/кг;
кДж/кг
кДж/кг;
кДж/кг;
кДж/кг;
кДж/кг,
где - энтальпия конденсата на выходе из подогревателя уплотнений. В данной работе эта величина принимается равной .
7. Тепло, отдаваемое греющим паром воде в подогревателе:
;
;
;
;
;
;
;
2.5 Параметры пара и воды в турбоустановке
Для удобства дальнейшего расчета параметры пара и воды в турбоустановке, рассчитанные выше, сведены в таблице 2.3.
Данные о параметрах пара и воды в охладителях дренажа приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.3. Параметры пара и воды в турбоустановке
Точка |
p, Мпа |
t, 0С |
h, кДж/кг |
p', Мпа |
t'H, 0С |
hBH, кДж/кг |
0С |
pB, МПа |
tП, 0С |
hBП, кДж/кг |
, кДж/кг |
|
0 |
12,8 |
555 |
3487 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
0' |
12,416 |
553,7 |
3487 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
1 |
4,57 |
412,1 |
3233,4 |
3,965 |
253,35 |
1102 |
2 |
16,5 |
251,35 |
1092 |
144,4 |
|
2 |
2,66 |
347,7 |
3118,2 |
2,346 |
222,85 |
956,7 |
2 |
17 |
220,85 |
947,6 |
163,4 |
|
3 |
1,27 |
271,5 |
2981,4 |
1,1684 |
186,75 |
793,2 |
2 |
17,5 |
184,75 |
784,2 |
90,4625 |
|
ДПВ |
1,27 |
271,5 |
2981,4 |
0,6 |
158,85 |
670,5 |
0 |
0,588 |
158,85 |
670,6 |
93,6 |
|
4 |
0,4477 |
167,5 |
2790,38 |
0,384 |
142,15 |
598,4 |
5 |
1,92 |
137,15 |
577 |
169,9 |
|
5 |
0,119 |
104,6 |
2608,1 |
0,1095 |
102,15 |
428,2 |
5 |
2,08 |
97,15 |
407,1 |
36,7 |
|
6 |
0,087 |
94,75 |
2566,94 |
0,08 |
93,45 |
391,6 |
5 |
2,22 |
88,45 |
370,4 |
58,3 |
|
ДКВ |
0,087 |
94,75 |
2566,94 |
0,08 |
93,45 |
391,6 |
0 |
- |
93,45 |
391,6 |
- |
|
7 |
0,0507 |
81,65 |
2502,39 |
0,0467 |
79,55 |
333,3 |
5 |
2,36 |
74,55 |
312,1 |
154,4 |
|
К |
0,00226 |
19,45 |
2442,93 |
- |
19,45 |
81,62 |
0 |
- |
19,45 |
81,62 |
- |
Таблица 2.4. Параметры пара и воды в охладителях дренажа
Теплообменник |
tД, 0С |
hВД, кДж/кг |
,кДж/кг |
,кДж/кг |
qО.Д,, кДж/кг |
|
ОД1 |
230,85 |
994,2 |
10 |
40,4 |
107,8 |
|
ОД2 |
194,75 |
828,8 |
10 |
36,6 |
127,9 |
2.6 Определение расходов пара и конденсата в элементах тепловой схемы
Расчет выполняется в следующем порядке:
1. Расход пара на турбину при расчетном режиме .
2.Утечки пара через уплотнения
Принимаем , тогда
3.Паровая нагрузка парогенератора
.
4. Расход питательной воды на котел (с учетом продувки)
,
где - количество котловой воды, идущей в непрерывную продувку
Рекомендуется процент непрерывной продувки парогенератора при восполнении потерь химически очищенной водой принимать % Принимаем бпр=1,5%, тогда
Dпр=(бпр/100)·Dпг=(1,5/100)·131,15=1,968 кг/с
5. Выход пара из расширителя продувки
,
где - доля пара, выделяющегося из продувочной воды в расширителе непрерывной продувки
, тогда
6.Выход продувочной воды из расширителя
7.Расход добавочной воды из цеха химической водоочистки (ХВО)
,
где - коэффициент возврата конденсата от
производственных потребителей, принимаем ;
Расчет расходов пара в регенеративные и сетевые подогреватели в деаэратор и конденсатор, а также расходов конденсата через подогреватели и смесители основывается на уравнениях материальных и тепловых балансов.
Балансовые уравнения составляются последовательно для каждого элемента тепловой схемы.
Первым этапом расчета тепловой схемы турбоустановки является составление тепловых балансов сетевых подогревателей и определение расходов пара на каждый из них на основании заданной тепловой нагрузки турбины и температурного графика. После этого составляются тепловые балансы регенеративных подогревателей высокого давления, деаэраторов и подогревателей низкого давления.
2.6.1 Сетевая подогревательная установка (бойлерная)
Отопительная нагрузка ТЭЦ
Таблица 2.5. Параметры пара и воды в сетевой подогревательной установке
Показатель |
Нижний подогреватель |
Верхний подогреватель |
|
Греющий пар Давление в отборе Р, МПа |
0,0507 |
0,087 |
|
Давление в подогревателе Р?, МПа |
0,0467 |
0,08 |
|
Температура пара t,єС |
81,65 |
95,75 |
|
Отдаваемое тепло qнс, qвс, кДж/кг |
2181,29 |
2188,14 |
|
Конденсат греющего пара Температура насыщения tн,єС |
76,697 |
90,44 |
|
Энтальпия при насыщении h?, кДж/кг |
321,1 |
378,8 |
|
Сетевая вода Недогрев в подогревателе Инс, Ивс,єС |
4,3 |
4,3 |
|
Температура на входе tос, tнс, єС |
55,6 |
72,397 |
|
Энтальпия на входе , кДж/кг |
232,8 |
303,1 |
|
Температура на выходе tнс ,tвс , єС |
72,397 |
86,14 |
|
Энтальпия на выходе , кДж/кг |
303,1 |
360,7 |
|
Подогрев в подогревателе фнс, фвс, кДж/кг |
70,3 |
57,6 |
Определение параметров установки выполняется в следующей последовательности.
1.Расход сетевой воды для рассчитываемого режима
.
2.Тепловой баланс нижнего сетевого подогревателя
.
Расход греющего пара на нижний сетевой подогреватель
, где
из табл.2.1.
.
3.Тепловой баланс верхнего сетевого подогревателя
.
Расход греющего пара на верхний сетевой подогреватель
, где
.
Регенеративные подогреватели высокого давления и питательная установка (насос)
ПВД 7
Уравнение теплового баланса ПВД7
Расход греющего пара на ПВД7
,,
где ;
;
.
ПВД 6
Уравнение теплового баланса ПВД6
Расход греющего пара на ПВД6
,,
где
тепло, отводимое из дренажа ОД2
.
Питательный насос (ПН)
Давление после ПН
.
Давление в насосе в ПН
Перепад давления
,
.
Удельный объем воды в ПН vПН - определяем из таблиц [1] по значению
РПН.
.
КПД питательного насоса
.
Подогрев воды в ПН
,
.
Энтальпия после ПН
, где - из таблицы 2.3;
.
ПВД5
Уравнение теплового баланса ПВД5
где
Расход греющего пара на ПВД5
2.6.3 Деаэратор питательной воды
Расход пара из уплотнений штоков клапанов в ДПВ принимаем
Энтальпия пара из уплотнений штоков клапанов принимаем
(при Р = 12,9 МПа и t = 556 0С) :
Выпар из деаэратора:
Dвып=0,02DПВ=0.02
Доля пара (в долях от выпара из деаэратора, идущего на ПЭ, уплотнения средних и концевых камер уплотнения
Уравнение материального баланса деаэратора:
.
Уравнение теплового баланса деаэратора
После подстановки в это уравнение выражения DКД получаем:
Расход греющего пара из третьего отбора турбины на ДПВ
отсюда расход греющего пара из отбора №3 турбины на ДПВ:
DД = 4,529.
Поток конденсата на входе в деаэратор:
DКД = 111,82 - 4,529= 107,288.
2.6.4 Подогреватель сырой воды
Энтальпия дренажа hПСВ=140
.
2.6.5 Двухступенчатый расширитель продувки
2 - ая ступень : расширение воды, кипящей при 6 ата в количестве
до давления 1 ата.
= + (-)
направляется в атмосферный деаэратор.
2.6.6 Деаэратор добавочной воды
Размещено на http://www.allbest.ru/
Уравнение материального баланса деаэратора обратного конденсата и добавочной воды ДКВ.
Поток конденсата на выходе из ДКВ:
DКВ = + DП.О.В + DОК + DОВ;
Расход химически очищенной воды:
DОВ = (DП - DОК) ++ DУТ.
Тепловой баланс охладителя продувочной воды ОП
конденсат турбоустановка материальный
где qОП = h h теплота, подводимая к добавочной воде в ОП.
qОП = 670,5- 160 = 510,5 кДж / кг,
где: h энтальпия продувочной воды на выходе из ОП.
Принимаем возврат конденсата от производственных потребителей теплоты ?к = 0,5 (50%), тогда:
DОК = ?к*DП = 0,5 51,89 = 25,694 кг / с;
DОВ = (51,89 - 25,694) + 1,145 + 0,65 = 27,493 кг / с.
Подогрев добавочной воды в ОП определим из уравнения теплового баланса ОП:
= 27,493 отсюда:
= 21,162 кДж / кг.
После охладителя продувки (ОП) добавочной воды поступает на химводоочистку, а затем в подогреватель химически очищенной воды.
Тепловой баланс подогревателя химически очищенной воды ПОВ:
где q6 - количество теплоты, переданной в подогревателе паром из отбора №6 турбины;
подогрев воды в ПОВ. Принимаем hОВ = 140 кДж / кг, тогда
.
Расход пара на ПОВ определим из теплового баланса подогревателя химически очищенной воды:
DПОВ 2175,34= 27,493 230,4 откуда DПОВ = 2,897кг / с.
Таким образом,
DКВ = D
Уравнение теплового баланса деаэратора химически очищенной воды:
D h6 + DПОВ h+ DОК h+ DОВ hDКВ h
D 2566,944+ 2,897 391,6+ 25,694 376,77 + 27,493 370,4= (D+ 56,084) * 391,6
Отсюда D = 0,761 кг / с - расход греющего пара на ДКВ и отбора №6 турбины.
Поток конденсата на выходе из ДКВ:
DКВ = 0,761+56,084 = 56,846 кг / с.
2.6.7 Регенеративные подогреватели низкого давления
ПНД 4
Уравнение теплового баланса ПНД4
.
Расход греющего пара на ПНД4
,,
где
ПНД3 и смеситель СМ2
Объединенное уравнение теплового баланса:
где поток конденсата на выходе ПНД2:
DК6 = DКД - DКВ- DВС - DПСВ =107,288-56,846-8,937-2,897=38,609
подставим DК2 в объединенное уравнение теплового баланса:
D = 0,544кг/с - расход греющего пара на ПНД3 из отбора №5
турбины.
ПНД2 ,смеситель СМ1, ПНД1
Температура за ПС:
Составляются 1 уравнение материального и 2 уравнения теплового балансов:
1.
2.
3.
подставим в уравнение 2
Получаем:
кг/с;
DП6 = 1,253 кг/с;
DП7 = 2,758 кг/с.
2.6.8 Конденсатор
Уравнение материального баланса конденсатора
.
2.7 Проверка расчета по материальному балансу
Проверка правильности учета в расчетах всех потоков тепловой схемы осуществляется сравнением материальных балансов по пару и конденсату в конденсаторе турбоустановки.
Расход отработавшего пара в конденсатор:
,,
где - расход пара из камеры отбора турбины с номером .
Расходы пара из отборов приведены в табл.2.6.
Таблица 2.6. Расходы пара по отборам турбины
№ отбора |
Обозначение |
Расход пара, кг/с |
|
1 |
D1=DП1 |
8,631 |
|
2 |
D2=DП2 |
8,929 |
|
3 |
D3=DП3+DД+DП |
61,166 |
|
4 |
D4=DП4 |
8,358 |
|
5 |
D5= DНС +DП5 |
9,481 |
|
6 |
D6=DП6+DВС++DПСВ |
13,848 |
|
7 |
D7=DП7+DHC |
13,699 |
Суммарный расход пара из отборов турбины
,
.
Поток пара в конденсатор после турбины:
.
Погрешность по балансу пара и конденсата
,
.
Так как погрешность по балансу пара и конденсата не превышает допустимую, следовательно, все потоки тепловой схемы учтены правильно.
2.8 Энергетический баланс турбоагрегата ПТ-80/100-130/13
Определим мощность отсеков турбины и полную ее мощность:
Ni=
где NiОТС - мощность отсека турбины, NiОТС = DiОТС HiОТС,
HiОТС = HiОТС- Hi+1ОТС - теплоперепад в отсеке, кДж/кг,
DiОТС - пропуск пара через отсек, кг/с.
отсек 0-1:
D01ОТС= D0 =130,5 кг/с,
H01ОТС = H0ОТС- H1ОТС =3487-3233,4=253,6 кДж/кг,
N01ОТС=130,5 . 253,6 =33,095 МВт.
- отсек 1-2 :
D12ОТС= D01 - D1=130,5-8,631=121,869 кг/с,
H12ОТС = H1ОТС- H2ОТС = 3233,4-3118,2= 115,2кДж/кг,
N12ОТС =121,869 .115,2=14,039 МВт.
- отсек 2-3 :
D23ОТС= D12 - D2=121,869-8,929=112,94 кг/с,
H23ОТС = H2ОТС- H3ОТС = 3118,2-2981,4=136,8кДж/кг,
N23ОТС =112,94. 136,8=15,45 МВт.
- отсек 3-4 :
D34ОТС = D23 - D3 =112,94 -61,166=51,774кг/с,
H34ОТС = H3ОТС- H4ОТС = 2981,4-2790,384=191,016 кДж/кг,
N34ОТС=51,774. 191,016=9,889 МВт.
- отсек 4-5 :
D45ОТС= D34 - D4=51,774-8,358=43,416 кг/с,
H45ОТС = H4ОТС- H5ОТС=2790,384-2608,104=182,28 кДж/кг,
N45ОТС=43,416. 182,28=7,913 МВт.
- отсек 5-6 :
D56ОТС= D45 - D5=43,416 -9,481=33,935 кг/с,
H56ОТС = H5ОТС- H6ОТС=2608,104-2566,944=41,16кДж/кг,
N45ОТС=33,935. 41,16=1,397 МВт.
- отсек 6-7 :
D67ОТС= D56 - D6=33,935 -13,848=20,087 кг/с,
H67ОТС = H6ОТС- H7ОТС=2566,944-2502,392=64,552 кДж/кг,
N67ОТС=20,087. 66,525=1,297 МВт.
- отсек 7-К :
D7кОТС= D67 - D7=20,087 -13,699=6,388 кг/с,
H7кОТС = H7ОТС- HкОТС=2502,392-2442,933=59,459 кДж/кг,
N7кОТС=6,388. 59,459=0,38 МВт.
3.5.1 Суммарная мощность отсеков турбины
3.5.2 Электрическая мощность турбоагрегата определяется по формуле:
NЭ=Ni
где механический и электрический КПД генератора,
NЭ=83,46. 0,99.0,98=80,97МВт.
2.9 Показатели тепловой экономичности турбоустановки
Полный расход теплоты на турбоустановку
, МВт
.
2. Расход теплоты на отопление
,
где зТ - коэффициент, учитывающий потери теплоты в системе отопления.
3. Общий расход теплоты на производственных потребителей
,
.
4. Общий расход теплоты на внешних потребителей
, МВт
.
5. Расход теплоты на турбинную установку по производству электроэнергии
,
6. Коэффициент полезного действия турбоустановки по производству электроэнергии (без учета собственного расхода электроэнергии)
,
.
7. Удельный расход теплоты на производство электроэнергии
,
2.10 Энергетические показатели ТЭЦ
Параметры свежего пара на выходе парогенератора .
- давление РПГ = 12,9МПа;
- КПД парогенератора брутто зПГ = 0,92;
- температура tПГ = 556 оС;
- hПГ = 3488 кДж / кг при указанных РПГ и tПГ.
КПД парогенератора, взят из характеристик котла Е-320/140
.
1. Тепловая нагрузка парогенераторной установки
, МВт
2. Коэффициент полезного действия трубопроводов (транспорта теплоты)
,
.
3. Коэффициент полезного действия ТЭЦ по производству электроэнергии
,
.
4. Коэффициент полезного действия ТЭЦ по производству и отпуску теплоты на отопление с учетом ПВК
,
.
ПВК при tН=-150С работает,
5. Удельный расход условного топлива на производство электроэнергии
,
.
6. Удельный расход условного топлива на производство и отпуск тепловой энергии
,
.
7. Расход теплоты топлива на станцию
,
.
8. Полный коэффициент полезного действия энергоблока (брутто)
,
9. Удельный расход теплоты на энергоблок ТЭЦ
,
.
10. Коэффициент полезного действия энергоблока (нетто)
,
.
где ЭС.Н - собственный удельный расход электроэнергии, ЭС.Н=0,03.
11. Удельный расход условного топлива "нетто"
,
.
12. Расход условного топлива
кг/с
13. Расход условного топлива на выработку теплоты, отпущенной внешним потребителям
кг/с
14. Расход условного топлива на выработку электроэнергии
ВЭУ=ВУ-ВТУ=13,214-8,757=4,457 кг/с
Заключение
В результате расчёта тепловой схемы электростанции на базе производственной теплофикационной турбины ПТ-80/100-130/13, работающей на режиме повышенной нагрузки при температуре окружающей среды воздуха получены следующие значения основных параметров, характеризующие электростанцию такого типа:
- расходы пара в отборах турбины
,
,
,
,
,
,
.
- расходы греющего пара на сетевые подогреватели
,
.
- отпуск тепла на отопление турбоустановкой
QТ = 72,22МВт;
- отпуск тепла турбоустановкой на производственные потребители
QП = 141,36 МВт;
- общий расход теплоты на внешних потребителей
QТП = 231,58 МВт;
- мощность на клеммах генератора
Nэ=80,97 МВт;
- КПД ТЭЦ по производству электроэнергии
- КПД ТЭЦ по производству и отпуску теплоты на отопление
- удельный расход топлива на производство электроэнергии
bЭУ=162,27г/кВт/ч
- удельный расход топлива на производство и отпуск тепловой энергии
bТУ=40,427 кг/ГДж
- полный КПД ТЭЦ «брутто»
- полный КПД ТЭЦ «нетто»
-удельный расход условного топлива на станцию "нетто"
.
Список литературы
1. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов - 2-е изд., перераб. - М.: Энергия, 1976.-447с.
2. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. - М.: Изд. МЭИ, 1999. - 168с.
3. Полещук И.З. Составление и расчет принципиальных тепловых схем ТЭЦ. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине “ТЭС и АЭС”, /Уфимский гос. авиац. тех.ун - т. - Уфа, 2003.
4. Стандарт предприятия (СТП УГАТУ 002-98). Требования к построению, изложению, оформлению.-Уфа.:1998.
5. Бойко Е.А. Паротрубинные энергетические установки ТЭС: Справочное пособие - ИПЦ КГТУ, 2006. -152с
6. . Тепловые и атомные электрические станции: Справочник/Под общей ред. чл.-корр. РАН А.В. Клименко и В.М. Зорина. - 3-е изд. - М.: Изд МЭИ, 2003. - 648с.: ил. - (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 3).
7. . Турбины тепловых и атомных электрических станций: Учебник для вузов/ Под ред. А.Г, Костюка, В.В. Фролова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд МЭИ, 2001. - 488 с.
8. Расчет тепловых схем паротурбинных установок: Учебное электронное издание/Полещук И.З.. - ГОУ ВПО УГАТУ, 2005.
Условные обозначения энергетических установок, оборудования и их элементов (в тексте, на рисунках, в индексах)
Д - деаэратор питательной воды;
ДН - дренажный насос;
К - конденсатор,котел;
КН - конденсатный насос;
НОК -
ОЭ - охладитель дренажа;
ПрТС - принципиальная тепловая схема;
ПВД, ПНД - подогреватель регенеративный (высокого, низкого давления);
ПВК - пиковый водогрейный котёл;
ПГ - парогенератор;
ПЕ - пароперегреватель (первичный);
ПН - питательный насос;
ПС - подогреватель сальниковый;
ПСГ - сетевой подогреватель горизонтальный;
ПСВ - подогреватель сырой воды;
ПТ - паровая турбина; теплофикационная турбина с промышленным и отопительным отборами пара;
ПУ-
ПХОВ - подогреватель химически очищенной воды;
ПЭ - охладитель эжектора;
Р - расширитель;
ТП -
ТЭЦ - теплоэлектроцентраль;
СМ - смеситель;
СН-
СХ - сальниковый холодильник;
ЦВД - цилиндр высокого давления;
ЦНД - цилиндр низкого давления;
ЭГ - электрогенератор;
Приложение А
Приложение Б
Диаграмма режимов ПТ-80/100
Приложение В
Отопительные графики качественного регулирования отпуска тепла по среднесуточной температуре наружного воздуха
tн.в. |
T1 |
T2 |
|
8 |
53,2 |
35,8 |
|
7 |
55,7 |
36,8 |
|
6 |
58,1 |
37,7 |
|
5 |
60,5 |
38,7 |
|
4 |
62,9 |
39,6 |
|
3 |
65,3 |
40,6 |
|
2 |
67,7 |
41,5 |
|
1 |
70 |
42,4 |
|
0 |
72,4 |
43,3 |
|
-1 |
74,7 |
44,2 |
|
-2 |
77 |
45 |
|
-3 |
79,3 |
45,9 |
|
-4 |
81,6 |
46,7 |
|
-5 |
83,9 |
47,6 |
|
-6 |
86,2 |
48,4 |
|
-7 |
88,5 |
49,2 |
|
-8 |
90,8 |
50,1 |
|
-9 |
93 |
50,9 |
|
-10 |
95,3 |
51,7 |
|
-11 |
97,6 |
52,5 |
|
-12 |
99,8 |
53,3 |
|
-13 |
102 |
54 |
|
-14 |
104,3 |
54,8 |
|
-15 |
106,5 |
55,6 |
|
-16 |
108,7 |
56,3 |
|
-17 |
110,9 |
57,1 |
|
-18 |
113,1 |
57,9 |
|
-19 |
115,3 |
58,6 |
|
-20 |
117,5 |
59,4 |
|
-21 |
119,7 |
60,1 |
|
-22 |
121,9 |
60,8 |
|
-23 |
124,1 |
61,6 |
|
-24 |
126,3 |
62,3 |
|
-25 |
128,5 |
63 |
|
-26 |
130,6 |
63,7 |
|
-27 |
132,8 |
64,4 |
|
-28 |
135 |
65,1 |
|
-29 |
137,1 |
65,8 |
|
-30 |
139,3 |
66,5 |
|
-31 |
141,4 |
67,2 |
|
-32 |
143,6 |
67,9 |
|
-33 |
145,7 |
68,6 |
|
-34 |
147,9 |
69,3 |
|
-35 |
150 |
70 |
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет принципиальной тепловой схемы, построение процесса расширения пара в отсеках турбины. Расчет системы регенеративного подогрева питательной воды. Определение расхода конденсата, работы турбины и насосов. Суммарные потери на лопатку и внутренний КПД.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 19.03.2012Построение 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 05.12.2012Анализ методов проведения поверочного расчёта тепловой схемы электростанции на базе теплофикационной турбины. Описание конструкции и работы конденсатора КГ-6200-2. Описание принципиальной тепловой схемы теплоцентрали на базе турбоустановки типа Т-100-130.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 02.09.2010Тепловая 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 17.09.2012Построение 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 10.06.2010Выбор 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 25.12.2012Расчет паровой турбины, параметры основных элементов принципиальной схемы паротурбинной установки и предварительное построение теплового процесса расширения пара в турбине в h-s-диаграмме. Экономические показатели паротурбинной установки с регенерацией.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 16.07.2013Составление расчетной тепловой схемы ТУ АЭС. Определение параметров рабочего тела, расходов пара в отборах турбоагрегата, внутренней мощности и показателей тепловой экономичности и блока в целом. Мощность насосов конденсатно-питательного тракта.
курсовая работа [6,8 M], добавлен 14.12.2010Процесс 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 19.03.2014Изучение конструкции турбины К-500-240 и тепловой расчет турбоустановки электростанции. Выбор числа ступеней цилиндра турбины и разбивка перепадов энтальпии пара по её ступеням. Определение мощности турбины и расчет рабочей лопатки на изгиб и растяжение.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.10.2014Состав комплектующего оборудования турбоустановки. Мощности отсеков турбины. Предварительное построение теплового процесса турбины в h,s-диаграмме и оценка расхода пара. Тепловой расчет системы регенеративного подогрева питательной воды турбоустановки.
курсовая работа [375,7 K], добавлен 11.04.2012Расчет 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 24.02.2013Способы определения параметров дренажей. Знакомство с этапами расчета тепловой схемы и проточной части паровой турбины К-160-130. Анализ графика распределения теплоперепада, диаметра и характеристического коэффициента. Особенности силового многоугольника.
дипломная работа [481,0 K], добавлен 26.12.2016Выбор и обоснование тепловой схемы турбоустановки. Расчёт теплообменных аппаратов. Определение расхода пара на турбину и энергетический баланс турбоустановки. Расчет коэффициентов ценности теплоты отборов и анализ технических решений по тепловой схеме.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 12.03.2013Значение тепловых электростанций. Определение расходов пара ступеней турбины, располагаемых теплоперепадов и параметров работы турбины. Расчет регулируемой и нерегулируемой ступеней и их теплоперепадов, действительной электрической мощности турбины.
курсовая работа [515,7 K], добавлен 14.08.2012Расчет 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 26.12.2011Описание принципиальной тепловой схемы энергоустановки. Тепловой баланс парогенератора, порядок и принципы его составления. Параметры пара в узловых точках тепловой схемы. Расчет теплоты и работы цикла ПТУ, показателей тепловой экономичности энергоблока.
курсовая работа [493,1 K], добавлен 22.09.2011Теплоэлектроцентраль как разновидность тепловой электростанции: знакомство с принципом работы, особенности строительства. Рассмотрение проблем выбора типа турбины и определения необходимых нагрузок. Общая характеристика принципиальной тепловой схемы.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 14.04.2014Модернизация турбоустановки Кумертауской ТЭЦ; описание и расчет принципиальной тепловой схемы в номинальном и конденсационном режимах; выбор основного и вспомогательного оборудования; тепловой и поверочный расчеты сетевого подогревателя; себестоимость.
дипломная работа [755,1 K], добавлен 07.08.2012Проект цилиндра паровой конденсационной турбины турбогенератора, краткое описание конструкции. Тепловой расчет турбины: определение расхода пара; построение процесса расширения. Определение числа ступеней цилиндра; расчет на прочность рабочей лопатки.
курсовая работа [161,6 K], добавлен 01.04.2012