Пример расчета 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 _a = 80 МВт.

2. Начальные параметры и конечное давление в цикле: P ₀ = 75 бар, t₀ = 435°С, P _К = 0.04 бар.,

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

а) потеря давления в органах регулирования турбины: DР_р1 = 4%, следовательно

P ’ ₀ = (1-DР_р1) P ₀ = (1-0,04) P ₀ = 0,96P ₀,

б) внутренний относительный КПД турбины h_0i = 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 D _ут = 2% от расхода пара на турбину; подогрев воды в эжекторном и сальниковым подогревателях D t_эп = 3°С и D t_сп = 5°С.

6. Потери давления в паропроводах от камер отборов до поверхностных подогревателей принять DP₅= 4%, DP₄=5%, DP₂= 7%, DP₁= 8%.

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

8. При расчете энергетических показателей блока принять КПД котла h_К = 90%, удельный расход электроэнергии на собственные нужды P_СН = 7%.

1. Составление тепловой схемы

P_K, t_ПС, h_ПС Т

Г

t_0, Р_0, h₀

D_пв t_пв/t_ав

П-5 90 бар

D_в (DР₅=4%)

D_пр 95 бар D_к

П-4 D₄ (DР₄=5%)

100 бар

выпар (D_вып)

6,0 бар

Ред

П-3 D₃ (D₅)

9,0 бар

П-2 D₂ (DР₂=7%)

10 бар

СП 10,5 бар

П-1

D₁

11,5 бар

ЭП

12 бар КН Р_к=0,04 бар

Рис. 1. Расчетная тепловая схема теплоэнергетической

установки с турбиной К-80-75

Схема показана на рис.1.

По ходу воды в ней предусмотрены:

эжекторный подогреватель - ЭП;

регенеративный поверхностный подогреватель - П-1;

сальниковый подогреватель - СП;

регенеративный поверхностный подогреватель - П-2;

смешивающий регенеративный подогреватель (деаэратор) - П-3;

регенеративный поверхностный подогреватель - П-4;

регенеративный поверхностный подогреватель - 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.

2. Распределение подогревов питательной воды по регенеративным подогревателям.

2.1 Давление пара в регенеративных отборах.

При начальных параметрах P ₀ = 75 бар, t₀ = 435°С по табл. III теплофизических свойств водяного пара [ Л.2 ] определяем энтальпию пара: h₀ = 3242 кДж / кг, а по табл. II температуру насыщения пара при начальном давлении 75 бар: t₀^н= 290,51°С (t₀^н» 290,5°С) и при конечном давлении P_К = 0,04 бар, t_К = 28,9°С (t_К» 29,0°С).

Один из способов распределения величины общего подогрева воды между регенеративными подогревателями основан на равенстве подогрева ее в подогревателях от температуры в конденсаторе (в данном примере 29°С) до температуры насыщения в цикле (при 75 бар температура насыщения 290,5 ° С). При этом одним из подогревателей считается водяной экономайзер парового котла. Кроме регенеративных подогревателей в тепловых схемах ТЭС предусматриваются эжекторные и сальниковые подогреватели. При равномерном распределении подогрева воды по регенеративным подогревателям и при Dt_эп= 3°С и Dt_сп= 5°С величина подогрева питательной воды в каждом подогревателе определяется из следующей зависимости:

t₀^н– t_К – (Dt_эп+ Dt_сп) 290,5 - 29,0 - (3 + 5) 253,5

Dt_под= = = = 42,3°С

m + 1 5 + 1 6

В этом случае температура питательной воды за каждым подогревателем:

за ЭП t_эп = t_К + Dt_эп= 29 + 3 = 32°С,

за П-I t₁ = t_эп + Dt_под=32 + 42,3 = 74,3°С

за СП t_сп = t₁ + Dt_сп=74,3 + 5 = 79,3°С,

за П-2 t₂ = t_сп + Dt_под =79,3 + 42,3 = 121,6°С,

за П-3 t₃ = t₂ + Dt_под =121,6 + 42,3 = 163,9°С,

за П-4 t₄ = t₃ + Dt_под =163,9 + 42,3 = 206,2°С,

за П-5 t₅ = t₄ + Dt_под=206,2 + 42,3 = 248,5°С.

Примечание. Правильность определения температур за подогревателями рекомендуется проверить. Должно иметь место равенство

t₅ + D t_под » t₀^Н

В данном случае t₅ + D t_под = 248,5 + 42,3 = 290,8» 290,5°С

2.2. Выбираем место установки деаэратора и давление в нем.

При заданном числе регенеративных подогревателе m = 5 в качестве деаэратора должен быть назначен подогреватель П-3. При t₃ = 163,9°С давление в нем, бар,

P _д = P _нас» 6,8

Выбираем стандартный деаэратор на давление P _д = 6 бар (Д - 6). По таблице II [Л.2] для него определяем температуру и энтальпия воды (для всех вариантов задания):

температура воды t_д = 158,84°С

энтальпия воды сt _д = 670,4°С

Примечание. При выборе места установки деаэратора и давления пара в нем следует руководствоваться правилом: число регенеративных подогревателей высокого давления (ПВД) не должно быть больше числа подогревателей низкого давления (ПНД), поскольку ПВД, трубная система которых находиться под давлением питательных насосов, значительно дороже, чем ПНД. Поэтому, например, при m = 6 следует принимать три ПНД и два ПВД, а при m = 7 - три ПНД и три ПВД.