Министерство образования российской федерации
ГОУ ВПО череповецкий государственный университет
Инженерно-технический институт
К
афедра
промышленной теплоэнергетики
Расчетно-графическое задание «расчет тепловой схемы тэц»
Учебно-методическое пособие
Специальность: 100700 – промышленная теплоэнергетика
Череповец 2007
Рассмотрено на заседании кафедры теплотехники и гидравлики, протокол № 2 от 11.09.07 г.
Одобрено редакционно-издательской комиссией Инженерно-технического института ГОУ ВПО ЧГУ, протокол № 5 от 20.09.07 г.
Составители: С.В. Лукин — канд. техн. наук, доцент (ЧГУ) ,
Р.А. Юдин — докт. техн. наук, профессор (ЧГУ)
Рецензенты: Н.Н. Синицын — д-р техн. наук, профессор (ЧГУ);
Н.С. Григорьев — канд. техн. наук, доцент (ЧГУ)
Научный редактор: Н.Н. Синицын — д-р техн. наук, профессор
ГОУ ВПО Череповецкий государственный
университет, 2007
Введение
Все промышленные предприятия нуждаются одновременно в теплоте и электроэнергии. Комплекс установок и агрегатов, генерирующих и транспортирующих теплоту и электроэнергию к потребителям, называют системой теплоэнергоснабжения предприятия.
В отличие от электроэнергии теплота (особенно при теплоносителе – паре) не может экономично подаваться на очень большие расстояния, поэтому каждому предприятию требуется свой источник теплоты нужных параметров. Такими источниками являются теплоэлектроцентрали, на которых производится комбинированная выработка тепловой и электрической энергии.
ТЭЦ дают большую экономию топлива по сравнению с раздельным получением тепловой и электрической энергии.
Настоящее учебно-методической пособие предназначено для студентов, владеющих навыками грамотного руководства проектированием и эксплуатацией современного производства, представляющего собой совокупность технологических и тепловых процессов и соответствующего технологического и теплоэнергетического оборудования.
Пособие посвящено расчету схемы тепловой электрической станции, работающей по теплофикационному циклу с регенерацией теплоты, и имеет своей целью закрепление теоретических знаний у студентов, ознакомление их с оборудованием и технологическими процессами, протекающими на ТЭЦ, методиками теплотехнических расчетов оборудования теплоэлектроцентрали.
Описание принципиальной тепловой схемы тэц
На рис. 1 показана принципиальная тепловая схема промышленно-отопительной ТЭЦ, где введены следующие обозначения: ПГ – парогенератор; Г – генератор; К – конденсатор; П1, П2, П3 – подогреватели высокого давления; ПН – питательный насос; ДПВ – деаэратор питательной воды; П4, П5, П6, П7 – подогреватели низкого давления; СМ1, СМ2, СМ3 – смесители; КН – конденсатный насос; ДН – дренажные насосы; СНI, СНII – сетевые насосы первой и второй ступени; НС, ВС – нижний и верхний сетевой подогреватель; ПВК – пиковый водогрейный котел; ТП – тепловой потребитель; ДКВ – деаэратор обратного конденсата и добавочной воды; Р – расширитель продувочной воды; ОП – охладитель продувочной воды.
Массовые
расходы на рис. 1 обозначены следующим
образом: D0
– расход свежего пара; Dк
– пропуск пара в конденсатор; D1,
D2,
D3,
D4,
D5,
D6,
D7
– расходы греющего пара на подогреватели;
Dп
– расход пара на производственные
нужды; Dо.к
– расход
обратного конденсата; Dв.с
– расход греющего пара на верхнюю
ступень сетевого подогревателя; Dн.с
– расход греющего пара на нижнюю ступень
сетевого подогревателя; Dд
– расход греющего пара на деаэратор
питательной воды; Dд(в)
– расход
греющего пара на деаэратор обратного
конденсата и добавочной воды; Dпг
– паропроизводительность парогенератора;
Dут
– потери
от утечек; Dпр
– расход продувочной воды; D´пр
– потери с продувочной водой; D´п
– выпар из расширителя продувочной
воды.
Турбоустановка ПТ имеет параметры свежего пара р0 = 13 МПа, t0 = 560 °С; давление в конденсаторе турбины составляет рк = 4 кПа. Коэффициент полезного действия парогенератора пг = 0,92; электромеханический к.п.д. турбины эм = 0,98; к.п.д. транспорта определяется потерями от утечек пара. Турбина имеет производственный отбор с давлением рп = 1,2 МПа в количестве Dп т/ч (выбирается согласно варианту) и два теплофикационных отбора с номинальным отпуском тепла Qт0 МВт при расчетном режиме, соответствующем температуре наружного воздуха –5°С. Доля обратного конденсата от производственного потребителя составляет о.к % (от расхода отпущенного пара). Температура обратного конденсата tо.к = 70 °С.
Турбина
ПТ двухцилиндровая, расход свежего пара
на турбину D0
т/ч. Внутренний относительный к.п.д.
цилиндра высокого давления составляет
,
внутренний относительный к.п.д. цилиндра
низкого давления составляет
.
Потери пара и конденсата от утечек в
долях от расхода свежего пара составляют
ут
%. Расход продувочной воды в долях от
паропроизводительности парогенератора
составляет пр
%. Промышленный отбор осуществляется
после цилиндра высокого давления (ЦВД),
пар на подогрев сетевой воды отбирается
из цилиндра низкого давления (ЦНД).
Основной конденсат и питательная вода подогреваются последовательно в четырех подогревателях низкого давления, в деаэраторе питательной воды ДКВ с давлением 0,6 МПа и в трех подогревателях высокого давления. Отпуск пара на эти подогреватели осуществляется из трех регулируемых и четырех нерегулируемых отборов пара.
Пар на подогреватели П1 и П2 отбирается отбирается из ЦВД, на подогреватель П3 и деаэратор ДПВ – из регулируемого промышленного отбора за ЦВД, на подогреватели П4 и П5 – из нерегулируемых отборов ЦНД, и на подогреватели П6 и П7 – из регулируемых теплофикационных отборов.
Подогреватели П1 и П2 имеют встроенные охладители дренажа. Энтальпия охлажденного дренажа превышает энтальпию воды на входе в данный подогреватель на величину од = 25 кДж/кг. Недогрев воды до температуры конденсации греющего пара в подогревателях высокого давления (П1, П2, П3) составляет нед = 3 °С, в подогревателях низкого давления (П4, П5, П6, П7) – нед = 5 °С.
Дренаж из подогревателей высокого давления сливается каскадно в деаэратор. Из П4 дренаж сливается в П5 и затем в П6, откуда дренажным насосом подается в смеситель СМ1 на линии основного конденсата между П5 и П6. Из П7 дренаж сливается в смеситель СМ3 перед конденсатным насосом КН.
Конденсат греющего пара из верхнего и нижнего сетевых подогревателей ВС и НС соответственно подаются дренажными насосами в смесители СМ1 между подогревателями П5 и П6 и СМ2 между подогревателями П6 и П7. Подогрев сетевой воды предусматривается последовательно в двух сетевых подогревателях. На входе в нижний сетевой подогреватель температура обратной сетевой воды составляет tо.с = 35 °С. Недогрев сетевой воды до температуры конденсации греющего пара в обоих подогревателях составляет нед = 2 °С. Насосы сетевой воды СНI установлены перед сетевыми подогревателями, сетевые насосы СНII – после сетевых подогревателей, перед пиковыми водогрейными котлами ПВК.
Добавочная вода, восполняющая потери пара и конденсата, подогревается сначала в охладителе продувочной воды ОП, затем в деаэраторе ДКВ, где подогревается также обратный конденсат производственного отбора. В охладителе продувки ОП продувочная вода охлаждается до температуры, которая на о.п = 10 °С превышает температуру добавочной воды, нагретой в охладителе продувки. Исходная температура добавочной воды tдв = 20 °С. Деаэратор ДКВ обогревается паром из верхнего теплофикационного отбора, давление в деаэраторе поддерживается равным 0,12 МПа. Общий поток воды из ДКВ перекачивается в смеситель СМ1.
Значения давлений пара в отборах турбины приведены в таблице 1. Остальные параметры выбираются согласно своему варианту из таблицы 2.
Требуется рассчитать принципиальную тепловую схему и определить энергетические характеристики электростанции.
Таблица 1.
№ отбора |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
рr, МПа |
3,0 |
2,0 |
1,2 |
0,5 |
0,26 |
0,12 |
0,05 |
Таблица 2.
В-т |
D0, т/ч |
Dп, т/ч |
Qт0, МВт |
|
|
о.к % |
ут % |
пр % |
1 |
700 |
250 |
120 |
0,85 |
0,8 |
40 |
1,0 |
1,5 |
2 |
600 |
200 |
80 |
0,87 |
0,82 |
60 |
1,5 |
2,0 |
3 |
800 |
300 |
130 |
0,88 |
0,81 |
50 |
1,4 |
1,3 |
4 |
550 |
210 |
110 |
0,84 |
0,79 |
60 |
1,2 |
1,9 |
5 |
400 |
150 |
80 |
0,86 |
0,78 |
30 |
1,3 |
2,1 |
6 |
500 |
190 |
90 |
0,88 |
0,8 |
20 |
1,1 |
1,5 |
7 |
750 |
250 |
130 |
0,85 |
0,78 |
30 |
1,3 |
2,1 |
8 |
650 |
250 |
110 |
0,87 |
0,8 |
20 |
1,1 |
1,5 |
9 10 |
850 |
310 |
120 |
0,88 |
0,8 |
40 |
1,0 |
1,5 |
550 |
210 |
110 |
0,84 |
0,82 |
60 |
1,5 |
2,0 |
|
11 |
450 |
170 |
90 |
0,86 |
0,81 |
50 |
1,4 |
1,3 |
12 13 |
780 |
300 |
110 |
0,86 |
0,78 |
25 |
1,2 |
1,8 |
720 |
230 |
130 |
0,82 |
0,77 |
40 |
1,6 |
2,1 |
|
14 |
630 |
220 |
95 |
0,86 |
0,81 |
35 |
1,1 |
1,5 |
15 |
790 |
320 |
160 |
0,87 |
0,8 |
60 |
1,2 |
1,9 |
16 |
570 |
230 |
100 |
0,84 |
0,78 |
55 |
1,2 |
2,2 |
17 |
430 |
150 |
90 |
0,88 |
0,82 |
45 |
1,1 |
1,6 |
18 |
540 |
210 |
110 |
0,88 |
0,79 |
55 |
1,4 |
1,8 |
19 |
560 |
110 |
70 |
0,87 |
0,81 |
45 |
1,15 |
1,7 |
20 |
760 |
310 |
85 |
0,85 |
0,8 |
50 |
1,8 |
2,5 |
21 |
640 |
230 |
105 |
0,84 |
0,79 |
30 |
1,5 |
1,8 |
22 |
810 |
270 |
140 |
0,89 |
0,83 |
50 |
1,1 |
1,7 |
23 |
570 |
220 |
95 |
0,87 |
0,82 |
75 |
1,3 |
2,7 |
24 |
460 |
160 |
110 |
0,86 |
0,82 |
40 |
1,3 |
1,6 |
25 |
510 |
270 |
100 |
0,88 |
0,8 |
80 |
1,0 |
2,0 |
26 |
750 |
250 |
130 |
0,85 |
0,8 |
40 |
1,0 |
1,5 |
27 |
650 |
250 |
110 |
0,87 |
0,82 |
60 |
1,5 |
2,0 |
28 |
850 |
300 |
130 |
0,88 |
0,81 |
50 |
1,4 |
1,3 |
29 |
550 |
210 |
110 |
0,84 |
0,79 |
60 |
1,2 |
1,9 |
30 |
450 |
170 |
90 |
0,86 |
0,78 |
30 |
1,3 |
2,1 |
|
||||||||