График промышленной нагрузки турбоагрегатов пт-65/75-130/13 и р-50-130/13 представлен на рис. ().

Максимально – зимний режим

Д_пр=116,67 кг/c

Средне – зимний режим

Д_пр=111,11 кг/c

Летний режим

Д_пр=83,33 кг/c

Рисунок Температурный график теплосети.

Рисунок График промышленной нагрузки ПТ – 65/75 – 130/13 и

Р – 50 – 130/13

Расчет тепловой схемы турбоагрегата р-50-130/13 на зимнем режиме

Принципиальная тепловая схема Р – 50 – 130/13 представлена на рис. ()

Расход пара из парогенератора

D_ПГ=116,667 кг/c по п.2

Расход пара в голову турбины

D₀=кг/с

Расход питательной воды

D_ПВ = D_ПГ(1+_Н.ПР)= 116,667(1+0,01)=117,883 кг/с

_Н.ПР – относительный расход воды на продувку

Расход воды на продувку

D_Н.ПР = D_ПВ - D_ПГ=117,883 -116,667=1,167 кг/с

Котловая вода поступает в расширитель непрерывной продувки, вторичный пар направляется на собственные нужды в общий паропровод 0,118,Мпа.

Продувочная вода из расширителя непрерывной продувки сливается в канализацию.

Давление в промышленном отборе

P₃= МПа

Построение H-Sдиаграммы

Начальные параметры пара Р₀= 12,75 МПа,t₀= 560⁰С

Потери давления в стопорных и регулирующих клапанах Р = 0,05

Давление перед турбиной

Р₀₀ = Р₀(1 – Р)=12,75(1 – 0,05)=12,112 МПа

Давление в производственном отборе

Р₃=1,419 МПа

По H-Sдиаграмме найдемh_3t= 2886 кДж/кг

h₀= 3491, кДж/кг, тогда

h_3д = h₀ – (h₀ - h_3t)= 3491 – (3491 – 2886)0,83 = 2989 кДж/кг

где – внутренний относительный КПД ЦВД

Процессы расширения пара в турбине Р-50-130/13 на различных режимах представлены на рис.(), рис.()

H_i– теплоперепад срабатываемый в турбине, кДж/кг

H_i = h₀ – h₃= 3491 – 2989=502 кДж/кг

K_p=1,07– коэффициент регенерации по

Определим электрическую мощность

N_Э= =52510 кВт

где _ЭМ– КПД генератора

Определение давления пара в регенеративных отборах

Давление в отборах, расположенных выше производственного определяются:

где D₀– расход свежего пара в турбину при номинальном режиме, кг/с

P_j0 – давления пара при номинальном режиме, МПа

D – расход пара на рассматриваемом режиме, кг/с

P_n – давления пара в производственном отборе, МПа

Рисунок Процесс расширения пара в турбине Р-50-130/13 на зимнем режиме

Таблица. Таблица давлений и энтальпий

Отбор	Давление PОТБ, МПа	Энтальпия h, кДж/кг
1	4,039	3257
2	2,399	3091
3	1,419	2989

Расчет параметров воды и конденсата в характерных точках системы регенеративных подогревателей

Давления дренажа

где – относительные потери давления в трубопроводах отборов

Температура дренажа

по /4/

Энтальпия дренажа

Температура нагреваемой воды на выходе из j-го подогревателя

где t – недогрев нагреваемой воды вj-ом подогревателе до температуры насыщения греющего пара,⁰С

Для ПВД: t = 2 ºC

Давление питательной воды на выходе из питательного насоса.

P_Н=_НP_О

где _Н= 1,3 – коэффициент, учитывающий потери давления в водопроводном тракте от питательного насоса до стопорных клапанов турбины

P_Н=1,312,75=16,575 МПа

Потери давления питательной воды в каждом из ПВД могут быть приняты на уровне 0,5, МПа

Повышение энтальпии воды в ПН

где P_ДВД– давление в ДВД, МПа

 – средний удельный объем воды в ПН, м³/кг

– внутренний относительный КПД процесса сжатия в насосе

кДж/кг

Повышение энтальпии питательной воды в насосе

h_ПН = h_ДВД +h_ПН= 667+21,371 = 688,371 кДж/кг

Энтальпия воды после подогревателей

h_ПВj = f(t_ПВj; P_ПВj), кДж/кг по /4/

Результаты расчетов сведены в таблицу

Таблица Сводная таблица величин

	tПВj, ºC	PПВj, МПа	hПВj, кДж/кг	PДРj, МПа	tДРj, ºC	hДРj, кДж/кг
1	2	3	4	5	6	7
1	244	16,075	1060	3,837	246	1068
2	217	15,575	934	2,279	219	938
3	193	15,075	825	1,346	195	830

Расчет ПВД

D₁= кг/с

D₂=

кг/с

D₃=

6,979 кг/с

где – КПД ПВД

Расход пара в промышленном отборе

D_ПР= 83,333 кг/с

Количество химически очищенной воды необходимой для восполнения потерь в цикле

D_ХОВ. = D_Н.ПР.+ (D_ПГ – D₀)+_потD_ПР= 1,167+(116,667 – 114,379) +

+ 0,383,333=28,454 кг/с

где _пот – относительная доля потерь в промышленном отборе

Расход пара на ДВД

D_Д=

=

=8,697 кг/с

где_воз– относительная доля возвращаемого конденсата промышленного отбора

t_воз=100 ºC–температура возвращаемого конденсата промышленного отбора

h _воз = f(t _воз )=419 кДж/кг

h _хов= f(Р_ДНД )=437 кДж/кг

Р_ДНД =0,1, МПа

h_ДВД = f(P_ДВД)=667 кДж/кг –энтальпия воды на выходе из ДВД

Р_ДВД =0,6 МПа

Уточним расход пара в голову турбины

D₀ = D₁+ D₂+ D₃+D_Д+ D_ПР=6,921+5,669+6,979+8,697+83,333=111,6 кг/с

D₀=(D₀ – D₀^ут)100/D₀=(114,379 – 111,6) 100/114,79 = 2

Уточним мощность турбины

N_э = ((D₁(h₀ – h₁) + D₂(h₀ – h₂)+( D₃+ D_Д+ D_ПР)( h₀ – h₃)) _ЭМ= =(6,921(3491 – 3257)+5,669(3491 – 3091)+(6,979+8,697+83,333)(3491 – 2989))0,98=52520 кВт

N_э=(N_э – N_э^ут)100/N_э=(52510 – 52520) 100/52510=0,02

Уточним:

D_ПГ = D₀ (1+_СН+_УТ)=111,6(1+0,005+0,015)=113,832 кг/с

D_ПВ = D_ПГ(1+_Н.ПР)=113,832(1+0,01)=114,97 кг/с

D_Н.ПР=D_ПВ-D_ПГ=114,97 – 113,832=1,138 кг/с

Расчет тепловой схемы турбоагрегата ПТ-65/75-130/13

Принципиальная тепловая схема ПТ – 65/75 – 130/13 представлена на рис ()

Расчет узла подпитки теплосети.

Расход сетевой воды в подающей и обратной магистралях определяется из уравнения теплового баланса

_Т=W₁  C_РВ  (₁ - ₂)

где _Т– тепловая нагрузка ТЭЦ на рассматриваемом режиме, кВт

₁и₂–cсоответственно температуры сетевой воды в прямой и обратной магистралях, ºC

W₁– расход воды в прямой магистрали, кг/с

Рисунок Узел подпитки теплосети

, кг/с

кг/с

W_ПТС=·W₁= 0,005 · 257,022 = 1,285 кг/с

W₂ = W₁ – W_ПТС= 257,022 – 1,285 = 255,737 кг/с

W_ПТС– расход воды на подпитку теплосети, кг/с

Для закрытой теплосети имеем:

где – относительная доля утечек в теплосети

h_ДПТС– энтальпия воды на выходе из ДПТС (Р_ДПТС=0,1 МПа), кДж/кг

h_ДПТС =f(Р_ДПТС),

h_ДПТС= 437 кДж/кг

Расчет точки смешения обратной сетевой воды и подпитки теплосети

h_см= , кДж/кг

t_см = f(,h_см )= 70,171, ºC

овая схема ПТ – 65/75 – 130/13

Нагрев сетевой воды в теплофикационном пучке конденсатора

, ºC,

где = 2,36, кг/с – минимальный пропуск пара в конденсатор

h_K= 2202, кДж/кг (принимаем) – теплота, отдаваемая 1 кг пара в конденсаторе

Температура сетевой воды на выходе из конденсатора

_K =t_см +_K= 70,171 +4,826 = 74,997 ºC

Температура насыщения в СП

где t – недогрев нагреваемой воды в сетевом подогревателе до температуры насыщения греющего пара,⁰С

Для СП: t = 4 ºCпо /4/

Давление в СП

,

С учетом потерь: ,

по /1/

Построение H-Sдиаграммы

Начальные параметры пара Р₀= 12,75 МПа,t₀= 555⁰С

Потери давления в стопорных и регулирующих клапанах Р = 0,05

Давление перед турбиной

Р₀₀ = Р₀(1 – Р)=12,75(1 – 0,05)=12,112 МПа

Давление в производственном отборе

Р₃=1,275 МПа

Потери давления после производственного отбора Р₃= 0,155

Р₃₀ = Р₃  (1-Р₃)= 1,275(1 – 0,155) = 1,077 МПа

По H-Sдиаграмме найдемh_3t= 2851 кДж/кг

h₀= 3480 кДж/кг, тогда

h_3д = h₀ – (h₀ - h_3t)= 3480 – (3480 – 2851)0,83 = 2958 кДж/кг

где – внутренний относительный КПД ЦВД

Давление в теплофикационном отборе

Р₆= 0,235 МПа

Потери давления после регулирующей диафрагмы Р₆= 0,3

Р₆₀ = Р₆  (1-Р₆)= 0,235(1 – 0,3) = 0,164 МПа

По H-Sдиаграмме найдемh_6t= 2657 кДж/кг

h_6д = h_3д – (h_3д – h_6t)= 2958 – (2958 – 2657)0,86 = 2699 кДж/кг

где – внутренний относительный КПД ЧСД

Давление в конденсаторе Р_к= 0,0029 МПа

По H-Sдиаграмме найдемh_кt= 2131 кДж/кг

h_кд = h_6д – (h_6д – h_кt)= 2699 – (2699 – 2131)0,7 =2301 кДж/кг

где – внутренний относительный КПД ЧНД

Процесс расширения пара в турбине ПТ-65/75-130/13 представлен на рис.().

Коэффициент недоиспользования мощности пара производственного отбора.

Коэффициент недоиспользования мощности пара отопительного отбора

Расход пара на сетевой подогреватель

21,975 кг/с

где – КПД СП

Расход пара в промышленном отборе

D_ПР= 33,333 кг/с

Оценка расхода свежего пара в турбину

Рисунок Процесс расширения пара в турбине ПТ-65/75-130/13 на

максимально – зимнем режиме

H_i– теплоперепад срабатываемый в турбине кДж/кг

H_i = h₀ –h_k= 3480 – 2301=1179 кДж/кг

N_э– электрическая мощность кВт

K_p=1.181– коэффициент регенерации

=1,181 (+0,55733,333+0,33821,975)=92,026 кг/с

где _ЭМ– КПД электрический и механический

Определение давления пара в регенеративных отборах

Давление в отборах, расположенных выше производственного определяются:

где D₀– расход свежего пара в турбину при номинальном режиме, кг/с

P_j0 – давления пара при номинальном режиме, МПа

D – расход пара на рассматриваемом режиме, кг/с

P_n – давления пара в производственном отборе, МПа

Таблица давлений и энтальпий

Отбор	Давление PОТБ, МПа	Энтальпия h, кДж/кг
1	4,195	3210
2	2,402	3084
3	1,275	2958

Оценка паропроизводительности котельной и подачи питательной воды из ПВД производится на основе материального баланса.

Расход пара из парогенератора

D_ПГ = D₀ (1+_СН+_УТ)=92,026(1+0,005+0,015)=93,867 кг/с

где _СНи_УТ– относительный расход пара на собственные нужды и утечки соответственно

Расход питательной воды

D_ПВ = D_ПГ(1+_Н.ПР)= 93,867(1+0,01)=94,806 кг/с

Расход воды на продувку

D_Н.ПР = D_ПВ - D_ПГ= 94,806 – 93,867=0,939 кг/с

_Н.ПР – относительный расход воды на продувку

Котловая вода поступает в расширитель непрерывной продувки, вторичный пар направляется на собственные нужды в общий паропровод 0,118, МПа

Продувочная вода из расширителя непрерывной продувки сливается в канализацию

Расчет параметров воды и конденсата в характерных точках системы регенеративных подогревателей

Давления дренажа

где – относительные потери давления в трубопроводах отборов

Температура дренажа

Энтальпия дренажа

Температура нагреваемой воды на выходе из j-го подогревателя

где t – недогрев нагреваемой воды вj-ом подогревателе до температуры насыщения греющего пара,⁰С

Для ПВД: t = 2 ºC

Давление питательной воды на выходе из питательного насоса определяется как

P_Н = _Н · P_О

где _Н= 1,3 – коэффициент, учитывающий потери давления в водопроводном тракте от питательного насоса до стопорных клапанов турбины

P_Н=1,312,75=16,575 МПа

Потери давления питательной воды в каждом из ПВД могут быть приняты на уровне 0,5, МПа

Повышение энтальпии воды в ПН

где P_ДВД– давление в ДВД, МПа

 – средний удельный объем воды в ПН, м³/кг

– внутренний относительный КПД процесса сжатия в насосе

Повышение энтальпии питательной воды в насосе

h_ПН = h_ДВД +h_ПН= 667+21,371 = 688,371 кДж/кг

Энтальпия воды после подогревателей

h_ПВj = f(t_ПВj; P_ПВj)

Результаты расчетов сведены в таблицу

Таблица Сводная таблица величин

	tПВj, ºC	PПВj, МПа	hПВj, кДж/кг	PДРj, МПа	tДРj, ºC	hДРj, кДж/кг
1	230	16,075	994	3	232	1001
2	216	15,575	929	2,282	218	935
3	187	15,075	792	1,211	187	795

Расчет ПВД

D₁= кг/с

D₂=

кг/с

D₃=

=4,057 кг/с

где – КПД ПВД

Давления в отборах, расположенных между производственным и отопительным отбором

где D_ЦСДиD_ЦСД0– расходы пара в ЦСД на рассматриваемом и исходном режимах соответственно

P_j0 – давления пара при номинальном режиме, МПа

Р_СП – давления пара в сетевом подогреваеле на рассматриваемом режиме, МПа

Р_СП0 – давления пара в сетевом подогреваеле на номинальном режиме, МПа

=41,49 кг/с

= 92,026 – 2,847 – 6,08 – 4,057 – 0,53 – 33,333 = 45,179, кг/с

Полученные результаты сводим в таблицу

Таблица давлений и энтальпий

Отбор	Давление PОТБ, МПа	Энтальпия h, кДж/кг
4	0,635	2864
5	0,407	2788
6	0,235	2699
7	отключен

Расчет параметров воды и конденсата в характерных точках системы регенеративных подогревателей:

Давления в соответствующих подогревателях

где – относительные потери давления в трубопроводах отборов

Температура дренажа

Энтальпия дренажа

Температура нагреваемой воды на выходе из j-го подогревателя

где t – недогрев нагреваемой воды вj-ом подогревателе до температуры насыщения греющего пара,⁰С

для ПНД: t = 4ºC

Повышение энтальпии воды в КН

где P_К– давление в конденсаторе, МПа

Р_КН=2,5, МПа – давление после конденсаторного насоса

_КН– средний удельный объем воды в КН, м³/кг

– внутренний относительный КПД процесса сжатия в насосе

Повышение энтальпии питательной воды в насосе:

h_КН = h_К +h_КН= 99+3,127 = 102,127 кДж/кг

Нагрев воды в сальниковом и эжекторном подогревателях: h_{П.ЭЖ+С.П.}= 10⁰С (расход пара на эти подогреватели в этом расчете учитывать не буду)

h_{П.ЭЖ+С.П} = h_КН+h_{П.ЭЖ+С.П.}= 102,127+10=112,127 кДж/кг

Энтальпия воды после подогревателей

h_ПВj = f(t_ПВj; P_ПВj)

Потери давления питательной воды в каждом подогревателе могут быть приняты на уровне 0,37, МПа

Результаты расчетов сведены в таблицу

Таблица Сводная таблица величин

	tПВj, ºC	PПВj, МПа	hПВj, кДж/кг	PДРj, МПа	tДРj, ºC	hДРj, кДж/кг
4	154	0,65	645	0,603	158	662
5	137	1,02	574	0,387	141	591
6	119	1,39	496	0,223	123	515
7	отключен

Количество химически очищенной воды необходимой для восполнения потерь в цикле

D_ХОВ. = D_Н.ПР.+ (D_ПГ – D₀)= 0,939+(93,867-92,026) = 2,779 кг/с

Расход сырой воды в ХВО.

D_СВ= (+ D_ХОВ)+=

= (28,566+2,779)1,2+1,11,285= 39,024 кг/с

– потери в цикле турбины Р-50-130/13

,– коэффициенты учитывающие расход воды на собственные нужды ХВО при подготовке химобессоленной воды и умягченной воды

Температура воды после подогревателя сырой воды t_ПСВ= 40⁰С

Температура сырой воды t_СВ= 5⁰С

t_ДРПСВ= t_ПСВ+t=40+4=44⁰С

где t – недогрев нагреваемой воды в подогревателе сырой воды до температуры насыщения греющего пара,⁰С

для ПСВ: t = 4 ºC

Энтальпия дренажа подогревателя сырой воды

h_ДРПСВ= f(t_ДРПСВ)=184 кДж/кг

Расход пара на подогреватель сырой воды

D_ПСВ=кг/с

где – КПД ПСВ

Энтальпия ХОВ

h_ХОВ = С_РВt_ПСВ= 4,1940= 167,6 кДж/кг

Расход пара из отбора турбины на ДНД

h_ДНД– энтальпия воды на выходе из ДНД (Р_ДНД=0,1 МПа), кДж/кг

h_ДНД = f(Р_ДНД),

h_ДНД= 437 кДж/кг

D_ДНД==

=кг/с

где – КПД ДНД

Расход воды на выходе ДНД:

D_x = D_ДНД + D_ПСВ + D_ХОВ= 4,09 + 2,322 + 2,779 = 9,192 кг/с

Материальный баланс деаэратора

D_ПВ= D_ПВ4 + D₁+ D₂+ D₃+ D_Д (а)

Тепловой баланс деаэратора

D_ПВ  h_ДВД= D_ПВ4 h_ПВ4+( D₁+ D₂+ D₃) h_ДР3+ D_Д h₃(б)

Из совместного решения уравнений (а) и (б) находим:

D_Д= 0,061 кг/с – расход пара в ДВД

D_ПВ4 = 81,761 кг/с – вода на входе в ДВД

Расчет ПНД

D₄==кг/с

Принимаем предварительно

h_СМ1= 464 кДж/кг

D₅=

кг/с

Материальный баланс точки смешения

D_ПВ4 = D_ПВ6 + D₄+ D₅+ D₆+ D_Х+ D_СП+ D_ПР(а^*)

Тепловой баланс шестого подогревателя

D₆= (б^*)

где – КПД ПНД

Из совместного решения уравнений (а^*) и (б^*) находим:

D₆= 1,394 кг/с

D_ПВ6= 9,087 кг/с – расход воды в 6-ом подогревателе

Уточним

h_СМ1==

=

кДж/кг

Уточним расход пара в голову турбины

D₀ = D₁+ D₂+ D₃+ D₄+ D₅+ D₆+ D_Д+ D_ДНД+ D_ПСВ+D_СП+ D_ПР+ D_ПВ6= =2,847+6,08+4,057+2,69+4,09+1,394+0,061+4,09+2,322+21,975+33,333+9,087=

=92,026 кг/с

D=(D₀ – D₀^ут)100/ D₀=(92,026 – 92,026)100/92,026=0

Уточним мощность турбины

N_э = (D₁(h₀-h₁) + D₂(h₀-h₂)+( D₃+ D_Д+ D_ПР)( h₀-h₃)+ D₄(h₀-h₄)+ D₅(h₀- -h₅)+( D₆ + D_ДНД + D_ПСВ + D_СП)( h₀-h₆)+ D_ПВ6(h₀-h_к))_эм = ((2,847(3480 –

– 3210)+6,08(3480 – 3084)+(4,057+0,061+33,333)(3480 –2958)+2,69(3480 –

– 2864)+4,09(3480 – 2788)+(1,394+4,09+2,322+21,975)(3480 – 2699)+ 9,087

(3480 – 2301))0,98=59960 кВт

N=(N_э – N_э^ут)100/ N_э=(60000 – 59960)100/60000=0,07