Атмосферный деаэратор

Рисунок 3 – Расчетная схема атмосферного деаэратора

Расчет деаэратора производится совместным решением уравнений материального и теплового балансов.

Уравнение материального баланса

Уравнение теплового баланса

где – энтальпия греющего пара пятого отбора;

– энтальпия деаэрированной добавочной воды;

– КПД атмосферного деаэратора;

– энтальпия добавочной воды

Подставляя известные значения в систему уравнений, получаем

Решая полученную систему, получаем значения удельного расхода греющего пара на деаэратор и удельного расхода основного конденсата в деаэратор .

Испаритель

Испаритель служит для восполнения потерь рабочего тела дистиллятом, полученным из добавочной воды термическим способом. Расчетная схема испарителя представлена на рисунке 2.5.

Рисунок 4- Расчетная схема испарительной установки

Целью расчета испарителя является определение относительного расхода греющего пара из отбора турбины. Этот расход определяется при решении уравнения теплового баланса испарителя:

,

где , - энтальпии пара и дренажа для отбора, из которого пар поступает на испаритель (из сводной таблицы , );

, - энтальпии вторичного пара и продувочной воды испарителя, определяются по температуре вторичного пара ( принимается на ⁰С меньше температуры насыщения греющего пара ⁰С), получаем, ,

- энтальпия добавочной воды на входе в испаритель ( ).

- относительный расход вторичного пара, определяется

,

- КПД испарителя, принимается .

,

.

Составление общих уравнений материального баланса

Материальные балансы по пару

_{Относительный расход пара на турбину}

_,

_{где т.к. РОУ в схеме отсутствует.}

_ту = ₀ = 1,

_{Относительный расход пара из парогенератора}

_где - относительный расход утечек, принимается 0,005÷0,012, принимаем ;

- относительный расход пара из уплотнений турбины, принимается

0,020,04, принимаем .

Материальный баланс по воде

Относительный расход питательной воды

,

где – относительный расход из парогенератора;

– относительный расход продувочной воды, принимаю , т.к. котел прямоточный.

Материальный баланс добавочной воды

Относительный расход добавочной воды, компенсирующей потери рабочего тела на ТЭС, в общем случае определяется:

_дв=_вн + _внеш,

где _вн-относительные внутренний потери рабочего тела, определяются:

_вн=_ут+_пи= 0,012+0,00019=0,0122;

_внеш – относительные внешние потери рабочего тела, т.к в данной схеме внешние потери рабочего тела отсутствуют, то _внеш = 0.

_дв= _вн =0,0122

Составление и решение уравнений материального и теплового балансов подогревателей регенеративной системы

Целью расчета регенеративных подогревателей является определение относительных расходов греющего пара на них из отборов турбины.

В тепловой схеме ТЭС сначала рассчитываются ПВД, против хода питательной воды, потом деаэратор и затем группа ПНД от деаэратора к конденсатору.

-КПД поверхностного подогревателя принимается равным 0,98;

Уравнения тепловых балансов для поверхностных подогревателей высокого давления, представленных на рисунках 10.1 – 10.3 запишутся в виде:

ПВД 3:

Рисунок 7- Расчетная схема ПВД

= =0,0458;

ПВД 2:

Рисунок 7- Расчетная схема ПВД

_др2=_др1+₂

=0,0884

=0,0426

ПВД 3:

Рисунок 7- Расчетная схема ПВД

. Здесь

- энтальпия воды в состоянии насыщения при давлении в деаэраторе Р_д,

- адиабатная работа сжатия 1 кг воды в питательном насосе, определяется по формуле:

где - удельный объем воды в состоянии насыщения при давлении Р_Д в м³/кг;Р_ПВ, Р_Д – давление питательной воды за питательным насосом и в деаэраторе в МПа.

= +

=0,0356;

=0,124.

Расчет деаэратора:

Рисунок 8- Расчетная схема деаэратора

По давлению в деаэраторе определяем энтальпию насыщения пара в деаэраторе.

= 2759,6 кДж/кг;

=0,8943;

=0,0166.

Расчет ПНД:

Особенностью расчета ПНД является необходимость учета точек ввода в линию основного конденсата различных потоков. В таких точках смешения происходит изменение расхода и энтальпии основного конденсата.

Совместно с уравнениями балансов для групп ПНД решаются уравнения материального и теплового балансов для точек смешения. Запишем систему уравнений тепловых и материальных балансов для ПНД-4, ПНД-3, ПНД-2,ПНД-1 и 3 точек смешения:

Подставив известные значения энтальпий и относительных расходов, перепишем уравнения материальных и тепловых балансов для ПНД и точек смешения:

Решая полученную систему уравнений в программе MathCad получаем значения:

=190,14

=0,4300

=0,0580

_=0,0239

_{Расчёт расходов в тракте основного конденсата закончен.}

Проверка материального баланса рабочего тела в схеме

В результате решения балансовых уравнений определяются относительные расходы пара из отборов турбины на каждый элемент тепловой схемы. Относительный расход пара из j – ого отбора турбины определяется как сумма относительных расходов пара из этого отбора на все питающиеся из него элементы (подогреватель, деаэратор, испаритель).

Если расход пара из отбора, на какой – либо элемент получается отрицательным, то он уменьшает суммарный расход пара на все элементы; если других элементов нет, то этот расход идет в турбину и работает там до конденсатора.

После определения расходов пара из всех j – тых отборов турбины можно из материального баланса турбины определить относительный расход пара в конденсатор:

0,3567

Проверка для производится по формуле:

,

где относительный расход основного конденсата на входе в группу ПНД:

=0,0372+0,003+0,03=0,0702

Относительная ошибка:

Определение расхода пара на турбину

Расход пара на турбину определяются по формуле:

,

где все входящие величины определены ранее.

кг/с

Так как данная ошибка не превышает 2%, рассчитанные относительные расходы переводим в абсолютные значения

Тогда

Проверка мощности

Правильность расчета расходов можно определить по расчетной электрической мощности:

<1% расчет верен.

Расчёт показателей тепловой экономичности

Показатели и порядок их расчета зависят от типа электростанции (ТЭС или АЭС) и вида паротурбинной установки. В данном пункте курсовой работы будут рассчитаны показатели тепловой экономичности теплофикационной паротурбинной установки.

Тепловая нагрузка парогенерирующей установки

Тепловая нагрузка парогенерирующей установки:

h₀, h_пв, -энтальпии пара на входе в турбину, питательной воды на входе в па-

рогенератор кДж/кг;

_пг- относительный расход пара из парогенерирующей установки;

Полная тепловая нагрузка турбоустановки

Полная тепловая нагрузка турбоустановки:

_дв- относительный расход добавочной воды;

h_дв-энтальпия добавочной воды,

Тепловая нагрузка турбоустановки на отопление

где

- тепловая нагрузка сетевых подогревателей:

Тепловая нагрузка турбоустановки по производству электроэнергии

МВт.

КПД турбоустановки по производству электроэнергии

,

КПД трубопроводов, связывающих парогенерирующую установку с турбиной

%.

КПД станции по отпуску электроэнергии (нетто)

, где

- КПД парогенерирующей установки, для парового котла ТЭС выбирается по данным таблицы 3 [1]. Принимаем _ПГУ=0,96;

k_с.н- удельный расход электроэнергии на собственные нужды станции, принимается для ТЭС при газообразном топливеk_с.н=0,020,04;

принимаемk_с.н=0,02.

%.

Удельный расход условного топлива по отпуску электроэнергии

гу.т./(кВт∙ч)

КПД станции по отпуску теплоты

%.

Удельный расход условного топлива по отпуску теплоты

кгу.т./(МВт∙ч)

На данном этапе расчёттепловой схемы в базовом режиме можно считать законченным.

ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ПАРОВОДЯНОГО ТРАКТА

К оборудованию пароводяного тракта относятся основные агрегаты (котлы и турбины) и вспомогательное теплообменное и насосное оборудование.

Выбор насосов:

Выбор питательных насосов:

Напор, развиваемый питательным насосом, с учетом потерь давления в тракте и необходимой высоты подъема воды:

Расход питательной воды определим по формуле:

Определяется максимальная подача питательного насоса как:

где – удельный объем воды

Напор:

где , – давление питательной воды и давление в деаэраторе (таблица 2);

- ускорение свободного падения.

Выбираем питательный насос типа ОСПТ-1150М [3, таблица 5.4]. Его характеристики: подача ; напор 3400 м; частота вращения ;КПД насоса 80 %; тип привода ОР12МП ПО КТЗ; завод изготовитель: ПОТ ЛМЗ.

Выбираем пускорезервный насос типа СВПЭ-320-550 [3, таблица 5.4]. Его характеристики: подача 600 м³/ч; напор 3200 м (32 МПа); частота вращения 7500 об/мин; КПД насоса 78 %; тип привода АГД, 8000 кВт; завод - изготовитель ПОТ ЛМЗ.

Основной питательный насос включен последовательно с бустерным насосом, который приводится в работу от вала приводной турбины через редуктор. Выбираем бустерный насос типа Д1250-125 (14Д-6) [3, табл. 7.2, с. 483]. Характеристики насоса: подача 1250 м³/ч; напор 125 м (1.25 МПа); допустимый кавитационный запас 7 м; частота вращения 1480 об/мин; КПД насоса 76 %; потребляемая мощность 630 кВт; завод - изготовитель ПО «Ливгидромаш».

Выбор конденсатных насосов:

Конденсатные насосы выбирают с одним резервным насосом: два насоса с подачей, равной 100 % полной или три насоса с подачей, равной 50 %.

Определим расход основного конденсата:

Максимальная подача КН определяется по формуле:

где удельный объем воды

Напор:

где , – давление ОК и давление в конденсаторе (таблица 2);

- ускорение свободного падения.

Выбираем 2 насоса типа КсВ500-150 [3, таблица 5.5].

Характеристики насоса: подача 500 м³/ч; напор 150 м допустимый кавитационный запас 2,5 м; частота вращения 1500 ; потребляемая мощность 272кВт; КПД насоса 75 %; завод изготовитель: ПО «Насосэнергомаш», г. Сумы. Схему включения KН применяем, как один рабочий и один резервный, каждый на 100% полного расхода воды.

Выбор дренажных насосов:

Дренажные насосы без резерва с применением резервной линии каскадного слива дренажа в линию основного конденсата применяют для отвода дренажа из регенеративных подогревателей поверхностного типа.

ДН1

Максимальная подача ДН определяется по формуле:

где удельный объем воды

– расход дренажа с ПНД-2

Напор:

где , – давление ОК и давление в ПНД-2 (таблица 2);

- ускорение свободного падения.

Выбираем насос типа Кс-80-155 [3, таблица 5.5]. Его характеристики: подача 80 ; напор 150 м; допустимый кавитационный запас 1,6 м; частота вращения 3000 ; потребляемая мощность 52 кВт; КПД насоса 65 %; завод изготовитель: ПО «Насосэнергомаш», г. Сумы.

ДН2

Подача:

Напор:

Выбираем насос типа КсД-140-140/3 [3, таблица 5.5]. Его характеристики: подача 140 ; напор 140 м; допустимый кавитационный запас 1,6 м; частота вращения 1500 ; потребляемая мощность 77 кВт; КПД насоса 62 %; завод изготовитель: ПО «Насосэнергомаш», г. Сумы.

ДН3

Подача:

Напор:

Выбираем насос типа КсВ-200-220 [3, таблица 5.5]. Его характеристики: подача 200 ; напор 220 м; допустимый кавитационный запас 2,5 м; частота вращения 1500 ; потребляемая мощность 164 кВт; КПД насоса 73 %; завод изготовитель: ПО «Насосэнергомаш», г. Сумы.

Для перекачивания дренажа ВСП(ДН4) примем тот же тип насоса.

Выбор сетевого насоса

Найдем удельный объем воды по формуле:

где

Максимальная подача определяется по формуле:

Напор:

Выбираем насос типа СЭ5000-160 [3, таблица 5.6] (один в резерве). Его характеристики: подача 5000 ; напор 160 м; допустимый кавитационный запас 40м; частота вращения 3000 ; потребляемая мощность 2350 кВт; КПД насоса 87 %; завод изготовитель: ПО «Насосэнергомаш», г. Сумы.