Курсовая работа по курсу «тэс и аэс»

КУРСОВАЯ РАБОТА ПО КУРСУ «тэс и аэс»

РАСЧЕТ тепловой схемы энергоблока на базе турбины Т-180/210-130

Факультет: фэн

Группа: АТЭ-71

Выполнил:

Студент – Редин В.С.

Проверил:

Преподаватель – Матвеев М.В.

Отметка о защите:

 

 

 

Новосибирск 2010

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ.. 3

2. ВЫБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ЭНЕРГОБЛОКА 6

3. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК.. 7

4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДОГРЕВА ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ МЕЖДУ РЕГЕНЕРАТИВНЫМИ ПОДОГРЕВАТЕЛЯМИ И ПОЛУЧЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РАСЧЕТА ПТС.. 11

4.1 Распределение подогрева питательной воды. 11

4.2. Определение параметров в точках отборов и построение рабочего процесса в турбине HS диаграмме. 13

4.3. Определение коэффициентов недовыработки. 15

4.4. Построение цикла в PH – диаграмме. 16

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ РАСХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ.. 17

5.1. Расчет для группы ПВД. 17

5.2. Расчет для группы ПНД. 19

6. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ ДЛЯ.. 27

ЭНЕРГОБЛОКА.. 27

6.1. Оценка расхода электроэнергии на собственные нужды. 28

6.2. Показатели тепловой экономичности энергоблока. 30

7. ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЭС.. 30

7.1. Расчет дымовой трубы. 30

Заключение. 34

Список используемой литературы.. 35

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Турбина Т-180/210-130 номинальной мощностью 180 МВт рассчитана на параметры свежего пара 12,8 МПа и 540°С, температуру промперегрева 540°С и давление в конденсаторе 5,8 кПа. Частота вращения турбины 50Гц.

Турбина имеет два отопительных отбора пара – верхний и нижний, предназначенные для ступенчатого подогрева сетевой воды. Регулирование давления в отопительных отборах поддерживается: в верхнем – при включении двух отопительных отборах, в нижнем – при включенном одном нижнем отопительном отборе.

Сетевая вода через сетевые подогреватели нижней и верхней ступени подогрева должна пропускаться последовательно и в одинаковом количестве и расход ее должен контролироваться.

Допускается кратковременная непрерывная работа турбины не более 30 минут при отклонениях параметров от номинальных. При достижении этих значений в любых сочетаниях суммарная продолжительность работы турбины при этих параметрах не должна превышать 200ч в год.

Расход пара на холостом ходу составляет ориентировочно 30 т/ч. Турбина может работать на холостом ходу после сброса нагрузки до 15 минут при условии охлаждения конденсатора циркуляционной водой, проходящей через основную поверхность и при полностью открытых регулирующих диафрагмах.

Важным достоинством турбины является возможность работать с максимальным расходом пара, обеспечивающим мощность 210 МВт при конденсационном режиме. Это позволяет не только эффективно использовать турбину в начальный период эксплуатации, когда тепловые сети ещё не готовы, но и активно привлекать ее к покрытию переменной части графика нагрузки в летний период, когда тепловая нагрузка мала.

Проектирование турбины Т-180/210-130 велось на основе хорошо проверенной в эксплуатации К-210-12.8-3, чем объясняется большая унификация деталей, узлов и даже цилиндров.

В блоке с турбиной работает котел Еп - 670-13,8-540БТ (БКЗ 670-140-1). Котел предназначен для работы на березовском и других бурых углях Сибири в сейсмичных районах.

Котел вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией, однобарабанный, однокорпусный, закрытой П-образной компоновки, в газоплотном исполнении, с уравновешенной тягой.

 

 

Табл. 1.1

Номинальные значения основных параметров турбины Т-180/210-130

Показатель	Значение
Мощность, МВт: номинальная максимальная на конденсационном режиме
Расход свежего пара, т/ч: номинальный
Параметры свежего пара: давление, кгс/см" (МПа) температура, °С	130(12,8)
Параметры пара после промежуточного перегрева: Давление, (МПа) Температура, (°С)	2.49
Тепловая нагрузка отопительная, Гкал/ч: номинальная максимальная
Пределы изменения давления в регулируемых отборах, кгс/см^! верхнего отопительного нижнего отопительного	0,6-3 0,5-2,5
Длина рабочей лопатки последней ступени, мм
Число ступеней: ЦBД ЦСД ЦНД	1р+11 2x4
Охлаждающая вода: расчетная температура, °С расчетный расход, м /ч давление пара в конденсаторе, кПа	5,8
Поверхность охлаждения конденсатора, м
Структурная формула системы регенерации	ЗПВД+Д+4ПНД
Расчетная температура питательной воды,°С

 

 

Табл.1.2

Техническая характеристика котла БКЗ 670-140-1

 

Номинальная паропронзводнтельность, т/ч
Давление пара на выходе из котла. МПа	13.8
Температура. °С:
перегретого пара
питательной воды
уходящих газов
КПД (брутто) при номинальной нагрузке, %
расчетный	89,3
Габаритные размеры ячейки по осям, м Ширина Глубина	19,120 34,93
Высота до верха хребтовой балки, м	63,78
Эквивалентный уровень звука в зоне
обслуживания. дБ
Удельный выброс окислов азота при сжигании
расчетного топлива, мг/нм^3

* В числителе приведена температура питательной воды при нормальном режиме, в знаменателе - при отключенных ПВД.

 

 

Расчет для группы ПВД.

 

 

Рис.5.1 Расчетная схема группы ПВД

Система уравнений энергетического баланса для П1-П3 (рис.5.1.):

Известные величины:

;

(5,2)

Полученную систему уравнений (5.2) решаем численно в программе Mathcad 2000:

 

 

 

 

Решив уравнения, получаем:

 

Расчет для группы ПНД.

• Деаэратор

Рис.5.2 Схема потоков в узле деаэратора

Составим систему уравнений материального и энергетического балансов для

деаэратора (рис.5.2.):

В расширителе продувки происходит дросселирование КВ Д P / P и отделяется пар от

воды:

Проверка:

Температура продувочной воды на выходе из ОП При давлении бар,

как в деаэраторе, ее энтальпия

Количество поступающей в деаэратор химически подготовленной воды:

Ее температура 30 ⁰С, а давление 0,5 МПа

Тепловой баланс ОП:

Откуда:

Температурный напор на выходе греющей среды из охладителя (противоток):

достаточен.

Решив систему уравнений (5.3), получим:

• ПНД

Рис.5.3 Расчетная схема ПНД

 

Составляем системы уравнений материального и энергетического балансов для П4-П7,

точек смешения (рис.5.3.):

ТС3:

П4:

ТС2:

(5.4)

П5:

ТС1:

П6:

П7:

где

Решаем полученную систему уравнений (5.4) в Mathcad 2000:

В результате вычисления получаем:

соответственно расходы пара в подогреватели П4, П5, П6, П7; расходы воды через

подогреватели П5, П6, П7; энтальпии в точках смешения ТС1, ТС2, ТС3.

Относительное значение расхода пара в конденсатор:

В итоге получили следующие значения относительных расходных параметров:

Проверим баланс потоков:

1,00=1,00 – баланс сходится.

Расход пара в голову турбины:

где

Расход пара в конденсатор:

> соблюдается условие по охлаждению ротора ЧНД.

 

Характеристики отборов турбины T-180/210-130

Номер отбора	Подогреватель	Параметры отборов
Давление, МПа	Температура, ^0С, или степень сухости	количество отбираемого пара, кг/с
	ПВД 1	3,43	360,2	8,18
	ПВД 2	2,203	309,2	8,691
	ПВД 3	1,35	452,2	4,771
	Деаэратор	0,96		3,238
	ПНД 4	0,42	310,9	6,476
	ПНД 5	0,199	236,4	4,09
	ПНД 6	0,083	163,3	2,727
	ПНД 7	0,03	118,6	0,341
Т1	ВСП	0,083	163,3	62,898
Т2	НСП	0,03	118.6	62,319

 

Уточняем значение мощности теплового потребления:

Проверяем энергетический баланс, для этого находим выработанные отсеками турбины

мощности:

где D_j – все пропуски пара, Δh_j - соответствующее изменение энтальпии по отсекам.

Расчет представляется в виде табл. 5.2

 

Таблица 5.2

Расходы пара и теплоперепады по отсекам

№ отсека	Цилиндры	Относительный расход пара через отсек	Расход пара через отсек	Использованный теплоперепад Δhj	Мощность на отсек
-	-	-	кг/с	кДж/кг	кВт
I	ЧВД		170,41	316,2	52805,97
II	0,953	162,4
III	ЧСД	0,902	153,71	180,6	27204,8
IV	0,873	148,9	282,4	41208,3
V	0,8168	139,19		19778,9
VI	0,7928	135,1
VII	ЧНД	0,4077	69,47		5650,69
VIII	0,04	6,82	200,8	1342,07
Мощность турбины N, кВт

 

Энергетический баланс сходится в пределах допустимой погрешности

.

 

ЭНЕРГОБЛОКА

 

• Расход пара турбогенераторной установкой:

• Расход теплоты турбогенераторной установкой:

• КПД турбогенераторной установки по производству электроэнергии:

• Расход пара на входе в конденсатор:

• Паровая нагрузка парогенератора:

Уточняем КПД котла по эмпирической зависимости:

• Тепловая нагрузка парогенератора:

Где

КПД транспорта теплоты

• КПД энергоустановки по отпуску теплоты

• Ориентировочный расход натурального топлива

Расчет дымовой трубы.

7.1.1. Принимается скорость газа в устье трубы = 25 м / с

7.1.2. Расход натурального топлива при номинальной нагрузке (см. выше):

B =38,2 кг / с

7.1.3.Расчитываем выброс в атмосферу золы и недогоревших частиц топлива (г/с) при

очистке дымовых газов в электрофильтрах:

(7.1)

где =4,7%- зольность топлива на рабочую массу; = 2%, = 0,9- величины

механического недожога и коэффициента уноса при сжигании бурых углей в топке

с твердым шлакоудалением.

7.1.4. Оцениваем максимальное количество окислов серы (г/с), выбрасываемых с

дымовыми газами в атмосферу:

(7.2)

где = 0,2%- содержание серы на рабочую массу топлива (табл.3.1[1]), =0,8.

7.1.5.Суммарное количество окислов азота, выбрасываемых в атмосферу (с учетом

систем подавления окислов азота):

(7.3)

где =0,4 - КПД систем подавления окислов азота при сжигании твердого топлива;

=0,6- поправочный коэффициент (принимается по табл. 3.2 [1]); = 0,01-

коэффициент для твердого топлива;

7.1.6. Определяем минимально допустимую высоту дымовой трубы (при которой

максимальная концентрация каждого вредного вещества не должна превышать

соответствующую ПДК, определяемую по табл. 3.3[1]):

• При выбросах золы и недогоревших частиц топлива:

(7.4)

(7.5)

где z =1- число стволов; A = 200 - коэффициент для Сибири; F =1(при выбросе

окислов серы и азота) и F = 2 (при выбросе золы); n =1, m = 0,9 (для принятых в

расчетах ).

Суммарный объемный расход газов:

(7.6)

где = 1,05 – коэффициент по производительности; =1,55 - коэффициент избытка

воздуха в уходящих газах перед дымовой трубой;

= 5,01 м³ / кг - теоретический

объем продуктов сгорания; = 4,26 м³ / кг - теоретическое количество воздуха,

необходимое для сгорания;

Для ТЭЦ в г. Новосибирск =-17,1⁰С- средняя температура самого холодного месяца.

ПДК_А = 0,5 мг / м - предельно допустимая концентрация золы по табл. 3.3 [1].

• При выбросах окислов серы и азота

По табл. 3.3 [1]: ; ;

7.1.7. Высота дымовой трубы выбирается наибольшей из рассчитанных в п.6 значений

7.1.8. Полученное значение H = 87,8м округляется в большую сторону до

стандартного типоразмера.

Принимаем H = 90 м.

7.1.9. Рассчитываем диаметр ствола трубы

округлив до стандартного значения, получим: =5,4 м

7.1.10. Оцениваем расстояние, на котором наблюдается максимальная концентрация

вредных примесей у поверхности земли.

 

 

Заключение

В курсовом проекте был проведен расчет энергоблока мощностью 180 МВт с турбиной Т-180/210-130. В первой части работы была рассчитана тепловая схема ТЭУ: построены графики тепловых нагрузок, диаграммы процесса работы рабочего тела в турбине в p-h, h-s диаграммах, определены параметры воды и пара в тепловой схеме, составлены энергетические балансы регенеративных подогревателей.

Во второй части определены технико-экономические показатели:

· расход натурального топлива: В = 38,2 кг/с;

· коэффициент затрат энергоблока на собственные нужды К_сн = ;

· КПД энергоустановки по отпуску электроэнергии ;

· КПД энергоустановки по отпуску тепла ;

· удельный расход условного топлива по отпускаемой электроэнергии ;

· удельный расход условного топлива по отпускаемой теплоте .

В третьей части произведена оценка вредного воздействия выбросов в атмосферу. Выбросы золы, оксидов серы, окислов азота в атмосферу составили , , . В результате определен типоразмер дымовой трубы: H = 90 м, d₀ = 5,4 м. Расстояние, на котором наблюдаются максимальная концентрация вредных примесей у поверхности земли: 1800 м.

 

 

Список используемой литературы

 

1. Расчеты тепловых схем ТЭС. Г. В. Ноздренко, В. М. Гурджиянц, Ю.В. Овчинников, Ю. И. Шаров. Методические указания/ НЭТИ.- Новосибирск. 1991.

2. Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки / А.Д.Трухний, Б.В., Б.В. Ломакин. – 2-е изд., стереот. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006.

3. Паротурбинные энергетические установки: Отраслевой каталог/ Центральный научно-исследовательский институт технико-экономических исследований по тяжелому и транспортному машиностроению.- М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1994.

4. Слайд-лекция «Порядок расчета подогревателей» /НГТУ. - Новосибирск.2009.

 

кУРСОВАЯ РАБОТА ПО КУРСУ «тэс и аэс»