Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Расчет тепловой схемы энергетического

Поиск

РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО

БЛОКА С КОНДЕНСАЦИОННОЙ ТУРБИНОЙ

К-80-75

 

Выполнил студент гр.

 

 

Руководитель:

Д.т.н. проф. кафедры ТЭС

 

__________________ Е.В. Барочкин

 

 

Иваново - 200 г.


Р Е Ф Е Р А Т

Выполнен расчет тепловой схемы энергетического блока с турбиной

К-80-75. Система регенерации включает в себя два ПНД, деаэратор и два ПВД.

В результате расчета тепловой схемы получены следующие энергетические показатели:

1.Удельный расход тепла на производство электроэнергии, кДж/кВт 9944,609
2. Абсолютный электрический КПД турбоустановки, % 36,20
3.Удельный расход тепла на выработку электроэнергии (без учета расхода на собственные нужды), кДж/кВт×ч 9851,28
4.КПД блока по выработке электроэнергии без учета расхода на собственные нужды (брутто) (h брбл), % 32,23
5.КПД турбоустановки по выработке электроэнергии (hwэ), % 36,54
6.КПД блока “нетто” (hбл), % 30,0
7.Удельный расход условного топлива (bунг), г у.т/кВт×ч 410,0

Описание турбоустановки. Основное и вспомогательное оборудование блока

Энергетический блок мощностью 80 МВт включает турбогенератор в составе паровой турбины на параметры р0 = 75 бар, t0 = 435 °C с n = 3000 об/мин и электрического генератора переменного трехфазного тока с водородным охлаждением и котельный агрегат номинальной производительностью D = 380 т / ч и параметрами рк = 85 бар, tпе = 440 °C с естественной циркуляцией.

Питательный насос блока имеет номинальные характеристики:

производительность Qн = 430 м3 / ч;

напор на нагнетание рн = 100 бар.

Турбина имеет пять нерегулируемых отборов на регенерацию с давлением в камере отбора: 0,5; 2,6; 9,0; 20,5; 44 бар. Система регенерации включает два подогревателя низкого давления (2 х ПНД) поверхностного типа, один подогреватель смешивающего типа (Д - 6) и два подогревателя высокого давления (2 х ПВД) поверхностного типа. Слив конденсата греющего пара каскадный, из ПВД в деаэратор, из ПНД - в конденсатор.

Для использования тепла отработанного пара основных эжекторов конденсационной установки в схеме предусмотрен эжекторный подогреватель (ЭП). Для использования тепла пара, прошедшего через концевые лабиринтные уплотнения, предусмотрен так называемый “сальниковый подогреватель” (СП).

Утечки цикла и потеря с продувкой котлоагрегата восполняются химически очищенной водой; подача ее производится в конденсатор турбины. Тепло продувочной воды котлоагрегата не используется.


РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

УСТАНОВКИ С КОНДЕНСАЦИОННОЙ ТУРБИНОЙ

Задание

Составить и рассчитать тепловую схему турбоустановки, выбрать паровой котел и вспомогательное оборудование при следующих исходных данных:

1. Номинальная мощность турбогенератора N = 80 МВт.

2. Начальные параметры и конечное давление в цикле: р0 = 75 бар,

t0 = 435°С,

рк = 0,04 бар.

3. Основные характеристики условного процесса турбины в hs - диаграмме:

а) потеря давления в органах регулирования турбины: Dрр1 = 4%, следовательно р¢0 = (1-Dрр1)×р0 = (1-0,04)×р0 = 0,96×р0,

б) внутренний относительный КПД турбины hоi= 0,82.

4. В системе регенерации пять регенеративных подогревателей (m = 5); из них четыре поверхностного типа и один смешивающего - деаэратор. Давление в деаэраторе выбрать стандартным равным 6 бар.

5. Утечки цикла Dут = 2% от расхода пара на турбину; подогрев воды в эжекторном и сальниковым подогревателях Dtэп = 3 °С и Dtсп = 5 °С.

6. Потери давления в паропроводах от камер отборов до поверхностных подогревателей принять Dр5= 4%, Dр4=5%, Dр2= 7%, Dр1= 8%.

7. Поверхностные подогреватели без охладителей пара и охладителей конденсата; слив конденсата каскадный; недогрев воды в подогревателях dtнед = 5 °C.

8. При расчете энергетических показателей блока принять:

- КПД котла hк = 90 %,

- удельный расход электроэнергии на собственные нужды – рсн = 7 %.

 


Составление тепловой схемы


 

По ходу воды в тепловой схме предусмотрены:

· эжекторный подогреватель - ЭП;

· регенеративный поверхностный подогреватель низкого давления - П-1;

· сальниковый подогреватель - СП;

· регенеративный поверхностный подогреватель низкого давления - П-2;

· смешивающий регенеративный подогреватель (деаэратор) - П-3;

· регенеративный поверхностный подогреватель высокого давления - П-4;

· регенеративный поверхностный подогреватель высокого давления - П-5.

Восполнение утечек цикла осуществляется химически очищенной водой в конденсатор турбины. Вода на очистку забирается из обратного циркуляционного водовода. Для создания оптимальных условий коагуляции она подогревается до 40 °С отборным паром турбины.

Распределение подогревов питательной воды по

Регенеративным подогревателям

Выбор места установки деаэратора и давление в нем

При заданном числе регенеративных подогревателе m = 5 в качестве деаэратора установлен подогреватель смешивающего типа П-3. При t3 = 163,9°С давление в нем составит:

рд = рнас» 6,8 бар.

Несмотря на это, выбираем стандартный деаэратор на давление рд = 6 бар (Д - 6). По таблице II [2] для него определяем температуру и энтальпия воды:

температура воды tд = 158,84 °С;

энтальпия воды сtд= 670,4 °С.


Параметры пара в камерах отборов турбины К-80-75

Расчеты по системе регенерации и подсчет расходапара на турбину

Расчет ПВД

Расчетная схема ПВД с необходимыми расчетными данными (энтальпиями пара, питательной воды и дренажа из таблицы 2) дается на рис.4.

Уравнения теплового баланса подогревателей:

D5 (h5 – сtн5 ) = K5 D пв (сt5 - сt4 );

D4 (h4 – сtн4 ) + D5 (сtн5 – сtн4 ) = K4 D пв (сt4 - сtпн);

где коэффициенты рассеяния тепла принимаем (для всех вариантов):

K5 = 1,009; K4 = 1,008;

Подставляя в уравнение известные величины имеем:

D5 (3138 – 1101,7) = 1,009 × 1,02 D (1078,8 - 883,3);

D5 = 0,0988066 D.

D4 (3000 - 902,7) + 0,0988066 D (1101,7 - 902,7) = 1,008 ×1,02 D (883,3 - 675,9);

2097,3 D4 +19,6625 D = 213,24 D;

D4 = ;

D4 = 0,0922986×D.

Таким образом имеем, слив конденсата из ПВД в деаэратор:

D4 + D5 = 0,1911052×D.

В случае, если в системе регенерации три ПВД (например при m = 7), должно быть составлено уравнение теплового баланса третьего подогревателя:

D3 (h3 – сtн3) + (D4 + D5 ) (сtн4 – сtн3 ) = K3 Dп.в (сt3 - сtп.н).

Расчет деаэратора

Расчетная схема с необходимыми расчетными данными дана на рис. 5.

Уравнение теплового баланса запишем в следующем виде, исходя из условия, что пар «выпара» деаэратора не учитывается в тепловом балансе, т.к. его величина невелика:

Dд × (h3 - сtд ) + (D4 + D5 )×(сtH4 - сtд ) = K3×[D’пв×(сtд - сt2 )]

Количество питательной воды, идущей из ПНД, (D’пв) определяется из материального баланса деаэратора:

пв = Dпв - (D5 + D4 + Dд ) = 1,02×D - 0,1911052×D - Dд = 0,8288948×D - Dд

Тогда при Кд = 1,007 (для всех вариатов):

Dд×(2864 - 670,4) + 0,1911052×D×(902,7 - 670,4) = 1,007× [(0,8288948×D - Dд)×(670,4 - 506,8)];

2193,6×Dд + 44,3937×D =136,556×D - 164,745×Dд ;

2358,345×Dд = 92,1623×D;

Dд = 0,03908×D.

В этом случае:

пв = 0,8288948×D - 0,03908×D = 0,789815×D


Таблица 2

Параметры питательной воды и конденсата в системе регенерации турбины К – 80 – 75

Подогреватели Пар в камере отбора (из табл. 1) Потеря давления впаропроводе Dр1,% Пар у регенеративного подогревателя Питательная вода за подогревателями Конденсат из подогревателей
р, бар h, кДж кг t, °С р, бар h, кДж кг tн, °С рв, Бар t, °С сt, кДж кг tн, °С сtн, кДж кг
                         
П –5 44,0       42,2   253,5   248,5 1078,8 253,5 1101,7
П –4 20,5       19,5   211,2   206,2 883,3 211,2 902,7
За питательным насосом __ __ __ __ __ __ __   158,8 675,9 __ __
Д –6 (П –3) 9,0     __ 6,0   158,8 6,0 158,8 670,4 __ __
П –2 2,6   126,1   2,4   126,1 9,0 121,1 506,8 126,1 529,6
СП -- -- -- -- -- -- -- 10,0 79,3 332,8 __ __
П –1 0,5   78,74   0,45   78,74 10,5 73,74 312,8 78,74 329,6
ЭП __ __ __ __ __ __ __ 11,5 32,0 135,0 __ __
За конден. насосом __ __ __ __ __ __ __ 12,0 29,0 122,6 __ __
Конденсатор 0,04 2199,3   __ __ __ __ 0,04   121,4 __ __

1)-повышение энтальпии в питательном насосе

2)- повышение энтальпии в конденсатном насосе


Расчет ПНД

Расчетная схема ПНД с необходимыми данными дана об энтальпии потоков теплоносителей дается на рис.6.

Уравнение теплового баланса для П – 2:

D2×(h2 - сtн2) = K2×D¢п.в×(сt2 - сtсп);

где ctсп – энтальпия пара за сальниковым подогревателем (из табл.2, стр.13).

D2×(2682 - 529,6) = 1,005 × 0,789815×D×(506,8 - 332,8);

D2 = = 0,0657167×D;

D2 = 0,0657167×D.

Уравнение теплового баланса для П – 1:

D1× (h1- ctн1) + D2×(ctн2 - ctн1) = K1×D¢пв×(ct1 - ctэп);

D1×(2471 – 329,6) + 0,0657167×D×(529,6 - 329,6) = 1,004×0,789815×D×(312,8 -135,5);

2141,4×D1 + 13,143×D = 140,9908×D;

D1 = ; D1 = 0,059703 D.


И расход пара в конденсатор

Согласно расчетной тепловой схеме рис.1 и выполненным расчетам по определению расходов пара на подключенные подогреватели, расходы пара из отборов турбины равны:

DV = D5 = 0,0988066×D;

DIV = D4 = 0,0922986×D;

DIII = Dд = 0,03908×D;

DII = D2 = 0,0657167×D;

DI = D1 = 0,059703×D.

И следовательно, суммарный расход пара на все отборы составит: S Dотб = 0,355605×D.

Расход пара в конденсатор турбины определяется из уравнения, характеризующего баланс потоков пара в турбине:

Dк = D - S Dотб = D - 0,355605×D, Dк = 0,644395×D.

Правильность выполненных расчетов устанавливается подсчетом расхода пара в конденсаторе по балансу потоков конденсата в тепловой схеме:

D*к = D¢пв – (D1+ D2 + Dку) = 0,78981×D – (0,059703×Dк + 0,0657167×D + 0,02×D)=

= 0,78981×D – 0,145420×D = 0,644395×D;

D*к = 0,644995×D.

D*к = Dк , что свидетельствует о правильности расчетов.

Показатели турбоустановки

Удельный расход пара на турбину, кг / кВт,

dэ = D / Nэ = (367,706 × 103) / (80 ×103) = 4,60.

Удельный расход тепла на производство электроэнергии, кДж / кВт,

где: сtпв = сt5 - энтальпия питательной воды за подогревателем № 5; Qэ = 795568,7 кДж/ч - расход тепла на производство электроэнергии.

Абсолютный электрический КПД турбоустановки:

Расход тепла в турбинной установке на выработку электроэнергии, без учета затрат тепла на подогрев химически очищенной воды подаваемой в цикл паротурбинной установки для восполнения потерь, кДж / ч:

Q= Qэ - Dдв ×(сtпв - сtприр) = 795568,7×103 - 7,35×(1078,8 - 62,94) × 103 =

= 795568,7×103 - 7466,57×103 = 788102,13,

где сtприр – энтальпия охлаждающей воды, поступающей в конденсатор из внешнего источника водоснабжения, температура воды в котором принимается 15 °С (для всех вариантов), и тогда сtприр =62,94 кДж / кг; Dдв - количество химически очищенной воды подаваемой в цикл паротурбинной установки для восполнения потерь:

Dдв = 0,02×D = 0,02×367,706 = 7,35 т/ч

Удельный расход тепла на выработку электроэнергии (без учета расхода на собственные нужды), кДж /(кВт × ч),

q = Q / Nэ = 788102,13 × 103 / 80 × 103 = 9851,28.

Коэффициент полезного действия турбоустановки по выработке электроэнергии:

Список литературы

 

1. Ушаков Г.А. Расчет тепловой схемы энергетического блока конденсационной электростанции: Учеб. пособие / Иван. энергетич. ин-т. - Иваново, 1979.

2. Ривкин С.Л., Александров А.А.. Термодинамические свойства воды и водяного пара. М.: Энергоатомиздат, 1984.

3. Вукалович М.П.. Теплофизические свойства воды и водяного пара.

М.: Машиностроение, 1967.

4. Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций и тепловых сетей. - М.: Энергия, 1974.

 

 

РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-08-10; просмотров: 340; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.139.69.138 (0.007 с.)