МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра Тепловых электростанций

Курсовая работа по курсу “Тепловые электрические станции”

ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ТУРБОУСТАНОВКИ Т-250-240

Группа: ТФ-6-01 Студент: Болонов В.О. Преподаватель: Дорохов Е.В. Дата выполнения работы: 04.12.2005

Москва МЭИ 2005

Содержание

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) 0

Кафедра Тепловых электростанций 0

Курсовая работа по курсу “Тепловые электрические станции” 0

ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ТУРБОУСТАНОВКИ Т-250-240 0

Группа: ТФ-6-01 Студент: Болонов В.О. Преподаватель: Дорохов Е.В. Дата выполнения работы: 04.12.2005 0

Москва МЭИ 2005 0

Содержание 1

Задание на курсовую работу 2

Исходные данные 2

1. Описание энергоблока с турбоустановкой Т-250-240 [1] 3

2. Расчет тепловой схемы с турбоустановкой 9

2.1 Декомпозиция тепловой схемы 9

2.2 Определение давления и энтальпии в камерах отборов турбины и в конденсаторе 9

2.2.1 Расчет вспомогательных параметров 9

2.2.2 Определение давления в камере верхнего теплофикационного отбора 11

2.2.3 Определение давления в камере нижнего теплофикационного отбора 11

2.2.4 Определение давлений в камерах регенеративных отборов 12

2.2.5 Определение давления в конденсаторе [2] 12

2.2.6 Расчет энтальпий пара в камерах отборов турбины и в конденсаторе 13

3. Моделирование системы регенеративного подогрева турбоустановки 13

3.1 Математическое описание группы ПВД 13

3.2 Математическое описание деаэратора 14

3.3 Математическое описание группы ПНД 15

4. Моделирование системы сетевых подогревателей 17

4.1 Уравнение теплового баланса для верхнего сетевого подогревателя ПСГ-: 17

4.2 Уравнение теплового баланса нижнего сетевого подогревателя ПСГ- и его решение относительно греющего пара: 17

5. Рабочие листы расчетного файла с результатами расчета тепловой схемы 17

Литература 26

Задание на курсовую работу

1. Выполнить поверочный расчет принципиальной тепловой схемы турбоуста­новки Т–250–240 в режиме работы по тепловому графику при температуре на­ружного воздуха -10 ^оС.

2. Дополнительные указания:

2.1 Расчет тепловой схемы выполнить в компьютерной среде Excel.

Исходные данные

Расход охлаждающей воды 18160 м3/ч,

Температура охлаждающей воды 18 ^оС,

Расход сетевой воды 2000 кг/с.

1. Описание энергоблока с турбоустановкой т-250-240 [1]

В состав энергоблока входит теплофикационная турбина Т-250/300-23,5 Турбомоторного завода (ТМЗ), которая рассчитана на работу в блоке с прямоточ­ным котлом, имеющим параметры пара и и турбогенератором ТВВ-320-2 завода «Электросила».

Турбина имеет номинальную мощность при начальных парамет­рах свежего пара и (перед стопорными клапанами). Номиналь­ная тепловая нагрузка , расчетное давление в конденсаторе (температура охлаждающей воды ). Частота вращения . Тур­бина имеет ступенчатый теплофикационный отбор: в верхнем отборе давление изменяется в пределах , а в нижнем – . Максимальную мощность турбина развивает при конденсационном режиме.

Турбина состоит из четырех цилиндров:

• противоточного ЦВД, с подводом свежего пара в среднюю часть;

• однопоточного ЦСД-1;

• двухпоточного ЦСД-2 (со встречным направлением потоков);

• двухпоточного ЦНД.

Свежий пар по двум паропроводам диаметром подводится к блокам клапанов, расположенным рядом с турбиной. Каждый блок состоит из стопор­ного и трех регулирующих клапанов, от которых десятью гибкими трубами пар подается в четыре сопловых сегмента, вваренных во внутренний корпус ЦВД. Во внутреннем корпусе ЦВД расположены одновенечная регулирующая ступень и пять нерегулируемых ступеней, пройдя которые, пар поворачивает на и расширяется в шести ступенях, расположенных в наружном корпусе ЦВД.

Пар после ЦВД двумя трубами диаметром направляется в промежу­точный пароперегреватель, из которого с параметрами и посту­пает к двум блокам стопорных и регулирующих клапанов, подающих пар по двум патрубкам, расположенным в нижней половине корпуса, в ЦСД-1.

ЦСД-1 имеет десять нерегулируемых ступеней. Из ЦСД-1 пар по двум вы­ходным патрубкам, расположенным в нижней половине корпуса, поступает в две ресиверные трубы, из которых по четырем паровпускным патрубкам входит в ЦСД-2. Таким образом, в цилиндр входит два потока пара, однако в отличие от обычной схемы двухпоточного цилиндра пар направляется к середине цилиндра.

После расширения в четырех ступенях ЦСД-2 пар поступает в камеру, из ко­торой осуществляется верхний теплофикационный отбор двумя трубами в каж­дом потоке из нижней половины корпуса. Две последние ступени ЦСД-2 образуют промежуточный отсек. После этих двух ступеней потоки пара сливаются в один. Значительная часть пара по четырем паропроводам на­правляется в сетевой подогреватель (нижний теплофикационный отбор), а осталь­ной пар по двум перепускным трубам, расположенным в верхней половине кор­пуса, с давлением поступает в ЦНД.

ЦНД – двухпоточный с тремя ступенями в каждом потоке. На входе в каж­дый поток установлена одноярусная поворотная диафрагма, с помощью которой регулируется пропуск пара в ЦНД, то есть регулируется тепловая нагрузка. Обе диафрагмы приводятся одним сервомотором. Последняя ступень имеет рабочую лопатку длиной .

Учитывая два характерных режима работы теплофикационной турбины (кон-денсационный и теплофикационный), трубный пучок конденсатора К2-14000-1 турбины Т-250/300-23,5 разделяют на две части:

• главный трубный пучок,

• вспомогательный трубный пучок.

При конденсационном режиме обязательно используется главный трубный пучок, в который подается вода из охлаждающего устройства (градирни). При те­пло­фикационном режиме основная часть пара, поступающего в турбину, на­прав­ляется в подогреватели сетевой воды, а в конденсатор поступает только не­боль­шое количество пара ( ), необходимое для вентиляции ЦНД. Для его кон­денсации часто нецелесообразно использовать главный пучок и большое количе­ство охлаж­дающей воды, на прокачку которой требуется значительная мощность циркуля­ционных насосов. Поэтому выделяют отдельный вспомогательный пучок не­большой мощности и только в него подают либо часть обратной сетевой воды [отсюда другое название вспомогательного пучка – встроенный (в конденсатор) теплофикационный пучок], либо подпиточную воду теплосети. При работе с теп­лофикационным трубным пучком нет потерь тепла конденсации с охлаждающей водой, поэтому его использование весьма целесообразно.

В корпус конденсатора вводится резервная линия рециркуляции. Трехходовой клапан управления рециркуляцией (КУР) обеспечивает возврат части основного конден­сата обратно в конденсатор для создания нормальной работы сальникового по­догревателя и охладителей эжекторов (ОЭ) в режимах с прикрытой поворотной диа­фрагмой. Для нормальной работы ОЭ расход основного конденсата должен быть не менее .

Образовавшийся в конденсаторе конденсат скапливается на дне конденса­тосборника и отводится в систему регенерации, которую можно разделить на конденсатный и питательный тракты.

Тракт от конденсатора до деаэратора обычно называют конденсатным. Он включает следующие подогреватели: пять подогревателей низкого давления (ПНД), охладитель конденсата сетевых подогревателей (ОКБ), охладители основ­ных эжекторов (ЭО) и эжекторов уплотнений (ЭУ).

Для откачки конденсата из конденсатора служат конденсатные насосы турбо­установки (КНТ), кото­рые устанавливаются в две ступени:

• КНТ- – КсВ500-85,

• КНТ- – КсВ500-150.

Первая группа конденсатных насосов служит для прокачки конденсата через блочную обессоливающую установку (БОУ), а вторая – для подачи конденсата через по­догреватели в деаэратор. Разделение КНТ на две группы делается вследствие того, что фильтры БОУ не могут выдержать больших давлений. В БОУ прово­дится очистка конденсата от продуктов коррозии, солей и других загрязнений, попадающих в тракт с присосами охлаждающей воды.

Конденсат от насосов КНТ- поступает в холодильники основных паро­струйных эжекторов, которые служат для удаления паровоздушной смеси из кон­денсатора, и эжекторов уплотнений, отсасывающих пар из концевых уплотнений турбины. Холодильники эжекторов необходимы, для того чтобы тепло рабочего пара и сам пар не терялись безвозвратно.

После охладителей эжекторов основной конденсат проходит последова­тельно пять подогревателей низкого давления П1П5. ПНД-1 питается паром из десятого отбора турбины. Однако в зимний период, когда пропуск пара в конден­сатор незначительный, в ПНД-1 поступает часть пара из концевых уплотнений турбины, то есть он выполняет функцию сальникового подогревателя. Подогрева­тель низкого давления П2 питается паром из нижнего теплофикационного отбора, а ПНД-3 – паром верхнего теплофикационного отбора. Греющий пар в ПНД-5 в нормальном режиме работы поступает с выхлопа приводной турбины питатель­ного насоса. Остальная часть пара из приводной турбины с помощью паропровода направляется в паровой тракт главной турбины, а именно в голову ЦСД-2. Также в П5 поступает доля пара из концевых уплотнений ЦВД и ЦСД-1. Перед подогре­вателями П4 и П3 имеются смесители С2 и С1 соответственно.

Дренажи ПНД-5 и ПНД-4 каскадно сливаются в ПНД-3. Дренаж ПНД-3 в свою очередь дренажным насосом подается в линию основного конденсата в сме­ситель С2. Дренаж ПНД-2 сбрасывается с помощью сливного насоса вперед себя в смеситель С1.

В случае высокой степени загрязнения конденсата сетевых подогревателей присосами сетевой воды, он группой насосов перекачивается в охладитель кон­денсата бойлеров (ОКБ), откуда попадает в расширитель конденсатора (РК), ко­торый с помощью гидрозатвора связан с конденсатосборником. Таким образом, дренаж сетевых подогревателей попадает в линию основного конденсата, только пройдя БОУ. {Примечание: Данную схему сегодня не используют. Конденсат после ОКБ подают непосредственно в БОУ, поскольку КНТ- не справляется с ра­ботой, и конденсатор «захлебывается»}. Если же дополнительная очистка конден­сата бойлеров не требуется (химические анализы нормальные), он перекачивается в смесители С1 и С2 из ПСГ-1 и ПСГ-2 (соответственно).

Конструктивно ПНД представляют собой теплообменные аппараты поверхно­стного типа, в которых греющий пар и основной конденсат разделены металлом стенок трубок. Нагрев воды осуществляется за счет конденсации грею­щего пара в межтрубном пространстве и передачи теплоты через металл трубок. Для успешной работы подогревателей поверхностного типа необходима опреде­ленная разность температур греющего пара и нагреваемой среды. Как правило, эта разность температур или температурный напор (недогрев) для ПНД состав­ляет . Однако в отличие от остальных подогревателей низкого давления ПНД-5 (помимо зоны конденсации) имеет в свое составе встроенный пароохлади­тель. Поэтому его недогрев составляет .

Пройдя группу подогревателей низкого давления, основной конденсат попа­дает в деаэратор ДП-1000 с давлением , который присоединен к самостоятель­ному пятому отбору.

Тракт от деаэратора до котла, включающий турбопитательный насос (ПТН) с предвключенным бустерным насосом (БН) и три подогревателя высокого давле­ния (ПВД), называют питательным.

Питательный турбонасос повышает давление питательной воды примерно до и служит для подачи ее в котел из баков деаэратора через систему ПВД. Запас потенциальной энергии, приобретенный водой в питательном насосе, в дальнейшем используется для совершения работы в турбине. Поскольку во вса­сывающий патрубок насоса поступает питательная вода из деаэратора, в котором она имеет температуру насыщения, то для бескавитационной работы насоса необ­ходим значительный подпор, который обеспечивается за счет размещения деаэра­тора выше насоса и установки бустерных насосов. Для привода питательного на­соса использована вспомогательная приводная турбина, питаемая из отбора ЦСД. Пар, отработавший в приводной турбине, сбрасывается в паропровод, из которого часть пара проходит в подогреватель низкого давления, а избыток – обратно в главную турбину.

Подогреватели высокого давления имеют встроенные охладители пара и дре­нажа. В охладителе пара питательная вода отбирает от поступающего перегре­того пара тепло перегрева. Пройдя охладитель, пар поступает в собственно подог­реватель, где происходит массовая конденсация греющего пара и передача тепла конденсации питательной воде. Образующийся конденсат греющего пара имеет температуру насыщения, которая значительно выше температуры поступающей питательной воды. Поэтому для более полного использования тепла конденсат направляется в охладитель дренажа. Охлажденный конденсат ПВД каскадно сли­вается в деаэратор.

Подогреватель высокого давления ПВД-7 питается паром из "холодной" нитки промперегрева. Помимо этого в него поступает пар из концевых уплотне­ний турбины. Таким образом, пар из уплотнений турбины подается в ПВД-7, ПНД-5, ПНД-1 и сальниковый бойлер (СБ), который в нормальном ре­жиме отключен (используется как резервный). Паровоздушная смесь из концевых камер отсасывается эжектором. При расходе конденсата менее ПНД-1 отключается, чтобы горячий пар уплотнений не попал в турбину вследствие очень низкого давления в отборе.

Одной из главных задач энергоблока с теплофикационной турбиной явля­ется отпуск тепла с сетевой водой потребителю. Для нагрева сетевой воды ис­пользуется теплофикационная установка, в состав которой входят:

1. сетевые подогреватели

• ПСГ-5000-2,5-8-,

• ПСГ-5000-3,5-8-;

2. система насосов, обеспечивающая циркуляцию сетевой воды через теплофикацион­ную установку и через теплосеть

• сетевой насос -го подъема СЭ-5000-70,

• сетевой насос -го подъема СЭ-5000-160;

3. паропроводы отопительных отборов;

4. система эвакуации конденсата греющего пара;

5. система удаления неконденсирующихся газов;

6. система подпитки тепловой сети.

Часть элементов теплофикационной установки на принципиальной схеме турбоустановки не показана.

Сетевая вода из магистрали обратной сетевой воды ТЭЦ сетевыми насосами -го подъема СН- подается к нижнему сетевому подогревателю ПСГ-. В некото­рых режимах ее предварительно можно подогреть в теплофикационном пучке конденсатора. После ПСГ-, если температура сетевой воды соответствует требо­ваниям температурного графика тепловой сети, она через байпасные линии сете­выми насосами -го подъема СН- направляется в напорную магистраль прямой сетевой воды ТЭЦ. Если же температура прямой сетевой воды меньше, чем тре­бует температурный график сети, то сетевая вода подается в ПСГ-, обогревае­мый паром с большим давлением и соответственно с более высокой температурой конденсации. Как правило, сетевую воду в обоих сетевых подогревателях нагре­вают до . При необходимости иметь более высокую температуру сете­вой воды, ее после двух ПСГ направляют в пиковый водогрейный котел.

Рис.1.1. Принципиальная тепловая схема турбоустановки Т-255-23,5