Суммарные расходы пара в отборы турбины

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:

D_V = D₅ = 0,0988066×D;

D_IV = D₄ = 0,0922986×D;

D_III = D_д = 0,03908×D;

D_II = D₂ = 0,0657167×D;

D_I = D₁ = 0,059703×D.

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

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

D_к = D - S D_отб = D - 0,355605×D, D_к = 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 + D_ку) = 0,78981×D – (0,059703×D_к + 0,0657167×D + 0,02×D)=

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

D^*_к = 0,644995×D.

D^*_к = D_к , что свидетельствует о правильности расчетов.

Определение расхода пара на турбину.

Расход пара на турбину подсчитываем по уравнению, основанному на балансе мощностей потоков пара в ней, МВт:

S N_m = N_э = К S D_m H_im,

где: , H_im – используемые тепловые перепады в турбине соответствующих расходов пара из отборов; (определяли в разделе 2.3) D_m H_im– произведение этих величин показывает количество энергии, которое вырабатывает поток пара, проходящий до отбора; h_м– механический КПД (определяет потери на трение в подшипниках турбоагрегата); h_э – КПД электрогенератора. Значения h_м и h_э приняты по табл.I (прилож. 3 [I]) при номинальной мощности турбоагрегата N _э = 80 МВт.

Определяем величину D_m × H_im для каждого отбора:

D_V×(h₀ - h₅ ) = 0,0988066×D×(3242,4 - 3138) = 10,315409×D_;

D_IV×(h₀ - h₄ ) = 0,0922986×D×(3242,4 - 3000) = 22,37318×D_;

D_III×(h₀ - h₃ ) = 0,03908×D×(3242,4 - 2864) =14,78787×D;

D_II×(h₀ - h₂ ) = 0,0657167×D×(3242,4 - 2682) = 36,827638×D;

D_I×(h₀ - h₁ ) = 0,059703×D×(3242,4 - 2471) = 46,05489×D.

Определяем количество энергии, которое вырабатывает поток пара, проходящий через всю турбину в конденсатор:

D_к×H_i = 0,644995×D×1043,1 = 672,1684×D.

Суммируем полученные выше выражения:

S D_m×H_im= D_V×(h₀ - h₅) + D_IV×(h₀ - h₄) + D_III×(h₀ - h₃) + D_II×(h₀ - h₂) + D_I×(h₀ - h₁) + D_к×H_i= 10,315409×D+ 22,373181×D + 14,78787×D + 36,82763×D + 46,05489×D + 672,1684×D = 802,52738×D.

Таким образом S D_m×H_im = 802,52738×D,

тогда S N_m = N_э = К×S D_m×H_im, следовательно:

80 МВт = 0,0002711 × 802,52738×D = 0,217565×D.

Расход пара на турбину: D = 80 / 0,217565 = 367,706 т / ч.

Проверку правильности определения расхода пара на турбину сделаем подсчетом “D” по уравнению мощности, т / ч:

D = d_э×N_э + S y_т×D_эт.

 

Здесь удельный расход пара на выработку электрической энергии:

,

где: h_м– механический КПД; h_э – КПД электрогенератора; H_i - используемый теплоперепад в турбине; y_т – коэффициент недовыработки мощности турбины.

Определяем коэффициенты недовыработки мощности турбины:

Таким образом, коэффициент недовыработки, например, пятого отбора у₅ =0,8999 (у₅ @ 0,9) показывает, что поток пара направленный в этот отбор выработал только 1 - у₅ = 1 - 0,9 = 0,1 или 10% энергии, от энергии, которую он мог выработать, если бы он прошел через всю проточную часть турбины до конденсатора. Соответственно, коэффициент недовыработки потока пара, направленного в первый отбор у₁ @ 0,26, и следовательно, этот поток выработал при прохождении проточной части турбины от ее начала до места отбора 1 – у₁ = 1 – 0,26 = 0,74 или 74% потенциально имевшейся в нем энергии. Аналогичные выводы можно сделать по остальным потокам пара, направляемым в соответствующие отборы.

Определяем произведение y_тD_эт:

у₅×D_V = 0,8999 × 0,0988066×D = 0,088916×D;

у₄×D_IV = 0,7676 × 0,0922986×D = 0,070848×D;

у₃×D_III = 0,6372 × 0,03766×D = 0,024902×D;

у₂×D_II = 0,46276 × 0,0657167×D = 0,030411×D;

у₁×D_I = 0,2605 × 0,059709×D = 0,015554×D

S y_т×D_эт = 0,230631×D

Тогда расчет расхода пара на турбину из уравнения мощности:

D = d_э×N_э + S y_т×D_эт;

D = 3,53561 × 80 + 0,230631×D;

0,769369×D = 282,8488;

D = = 367,637 т / ч.

Невязка, равная DD =367,706 - 367,637 =0,069 т / ч, ничтожно мала (DD = 0,019%).

Расход пара на регенеративные подогреватели:

П – 5: D₅ = 0,0988066D = 0,0988066 × 367,706 @ 36,331 т / ч;

П – 4: D₄ = 0,0922986 D = 0,0922986 × 367,706 @ 33,939 т / ч;

Д – 6: D_д = 0,03766 D = 0,03908 × 367,706 @ 14,370 т / ч;

П – 2: D_к = 0,0658349 D = 0,0657167 × 367,706 @ 24,164 т / ч;

П – 1: D₁ = 0,059328 D = 0,059703 × 367,706 @ 21,953 т / ч;

Энергетические показатели турбоустановки и блока котел-турбина

Показатели турбоустановки

Удельный расход пара на турбину, кг / кВт,

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

Удельный расход тепла на производство электроэнергии, кДж / кВт,

где: сt_пв = сt₅ - энтальпия питательной воды за подогревателем № 5; Q_э = 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_wэ = Q_э - D_дв ×(сt_пв - сt_прир) = 795568,7×10³ - 7,35×(1078,8 - 62,94) × 10³ =

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

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

D_дв = 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_wэ = Q_wэ / N_э = 788102,13 × 10³ / 80 × 10³ = 9851,28.

Коэффициент полезного действия турбоустановки по выработке электроэнергии: