 
        
        книги из ГПНТБ / Керцелли, Ю. Л. Методика расчета тепловых схем современных электростанций лекция для слушателей специальности Тепловые электрические станции
.pdf 
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СССР
ВСЕСОЮЗНЫЙ ЗАОЧНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Факультет повышения квалификации инженеров — руководящих работников и специалистов МЭиЭ СССР
•Утверждено проректором но учебной работе
Ю. Л. КЕРЦЕЛЛИ
МЕТОДИКА
РАСЧЕТА ТЕПЛОВЫХ СХЕМ СОВРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Лекция
для слушателей специальности
ТЕПЛОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ
РЕДАКЦИОННО-ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ОТДЕЛ
Москва 1974
научна - вибякэт.’
Q
о г л а в л е н и е
| 
 | 
 | 
 | 
 | стр. | 
| 1. | Введение | . | .................................................................... | 3 | 
| 11. | Методика | расчета | принципиальных тепловых схем | 4 | 
III.Пример расчета принципиальной тепловой схемы блока
| К-500-240 ......................................... | 
 | 
 | 
 | ................................................... | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 5 | 
| IV Пример расчета принципиальной тепловой схемы турбоустановки | ||||||||||
| ПТ-135/165—130/15 | . | . | . | ; | . | . | ; | . | . | . г5 | 
1. ВВЕДЕНИЕ
Принципиальная тепловая схема электростанции пред ставляет собой графическое изображение котлотурбинного оборудования и основных паро-водяных линий в пределах этого оборудования. Эта схема характеризует процесс пре образования энтальпии водяного пара в электрическую энергию и включает в себя котел, турбину с регенеративной системой, конденсатор, электрический генератор, а также установки по отпуску тепла внешним потребителям и по при готовлению добавочной воды для котлов и тепловых сетей. Кроме того, на принципиальную тепловую схему наносятся насосы, служащие для перекачки питательной воды, конден сата, сетевой и сырой воды. На принципиальной тепловой схеме показывается только различное оборудование. Одина ковые котлы, турбины и относящиеся к ним вспомогатель ные установки условно объединяются и изображаются од ним агрегатом.
Принципиальная тепловая схема составляется на стадии технического проекта на основании заданных электрических и тепловых нагрузок, подлежащих покрытию от проектируе мой электростанции.
При составлении принципиальной тепловой схемы ре шаются следующие вопросы:
1.Тип электростанцииконденсационная (КЭС) или 'ктлоэлектроцептпаль (ТЭЦ).
2.Начальные параметры пара и вид цикла.
3.Единичная мощность, количество и тип основного обо рудования.
4. Регенеративная схема подогрева питательной воды, тип и место включения деаэраторов и питательных насосов, чип привода питательного насоса.
5.Способ подготовки добавочной воды для котлов и теп лосети.
6.Схема отпуска тепла внешним потребителям.
Для обеспечения максимальной тепловой экономичности электростанции, как правило, выполняется несколько вари
| антов тепловых схем, отвечающих | заданным нагрузкам. | 
| Каждый вариант рассчитывается, и | путем сопоставления | 
| 2—*2252 | 3 | 
результатов расчетов выявляется напвыгоднейшая принци пиальная чсиловая схем-а.
От точности расчетов тепловых схем зависит правильный выбор оптимального варианта. Следовательно, проектиров щики, а также эксплуатационный персонал, в задачи кото рого входят и вопросы реконструкции тепловых схем, долж ны уметь рассчитывать сложные тепловые схемы современ ных электростанций. Настоящая лекция имеет целью озна комление слушателей с применяемой ib настоящее время ме тодикой расчета принципиальных тепловых схем. Для луч шего усвоения материала в лекции приведены примеры рас чеюв принципиальных тепловых схем КЭС и ТЭЦ.
П МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ
Расчет принципиальной тепловой схемы выполняется для определения расходов свежего пара на турбину, пара из от боров и в конденсатор, энтальпий этих потоков, а также всех остальных потоков пара и воды на электростанции и их
| параметров. В конце | расчета | определяются показатели | теп | ||
| ловой экономичности | электростанции | в целом | и отдельных | ||
| ее установок. | 
 | расчета | являются | тин и | мощ | 
| Исходными данными дли | |||||
ность турбоустановки, параметры пара перед турбиной, дав ление пара в отборах, отпуск тепла внешним потребителям, а также величина и температура возвращаемого с производ ства конденсата.
Значения внутренних относительных к.п.д. ступеней тур бины принимаются по заводским данным. Расчет тепловой схемы начинается с построения на /s-диаграмме рабочего процесса пара в турбине, причем потеря давления свежего пара в регулирующих органах турбины составляет 5—6%, а потеря давления в поворотных диафрагмах регулируемых отборов теплофикационных турбин принимается 12—14%■ Согласно данным /s-диаграммы и таблицам теплофизических свойств пара и воды определяются и записываются в табли цу параметры пара в отборах турбины и у подогревателей. Потеря давления в паропроводах отбора пара с учетом паро охладителей принимается 5—10%.
Подогрев воды в поверхностных подогревателях опреде ляется давлением отборного пара перед ними и наличием пароохладителей. Подогрев воды в пароохладителях состав ляет 3—5 ккал/кг. Энтальпия дренажа греющего пара подо гревателей определяется также давлением пара и наличием охладителей, которые снижают энтальпию дренажа на 2— 4 ккал[кг.
4
Далее производится расчет питательного насоса. Па элек тростанциях с давлением пара 100 кгс/см2 и выше следует учитывать подогрев воды в питательном насосе. Если рабо чий питательный насос имеет паровой привод, то определяет ся расход пара на приводную турбину. Следующим этапом расчета тепловой схемы является составление и решение уравнений теплового баланса различных подогревателей, причем потери тепла от рассеивания учитываются к.п.д., рав ным 0,98—0,99, или обратной его величиной к = 1,01 -р 1,02. В первую очередь рассчитываются внешние узлы: сетевая подогревательная установка, установка по приготовлению добавочной обессоленной воды для котлов, испарительная и паропреобразовательиая установки. Во вторую очередь про изводится расчет регенеративной системы турбины. Этот рас чет начинается с верхних регенеративных подогревателей вы сокого давления и заканчивается последним подогревателем низкого давления.
Весь расчет подогревательной системы для конденсацион ных станций рекомендуется производить в долях от расхода свежего пара па турбину, а для теплоэлектроцентралей целе сообразно определять абсолютные расходы пара на подогре ватели.
Завершающим этапом расчета тепловой схемы является определение расходов свежего.пара на турбину, пара в отбо ры и конденсатор.
Ш. ПРИМЕР РАСЧЕТА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ БЛОКА К-500-240
Принципиальная тепловая схема блока показана на рис. 1.
Исходные данные
Параметры пара перед турбиной — 240 кгс/см2, 540° С. Параметры промперегрева у тур- — 40/36 кгс/см2, 540° С.
| бины | — 0,035 кгс/см2. | 
| Давление пара в конденсаторе | |
| Температура питательной воды | —- 265° С. | 
Турбина имеет девять нерегулируемых отборов на регене рацию следующих давлений (в камере цилиндра): 56,5; 40,0; 16,0; 10,0; 5,5; 2,5; 1,2; 0,58; 0,25 кгс/см2.
При построении процесса работы пара в /s-диаграмме принять следующие значения внутренних относительных к.п.д. отсеков турбины.
| 2* | о | 
| I------------------------------------------------------------------------------------ | _J | 
Рис.1. Принципиальная тепловая схема турбоустановки K-500-24Q
/ Л-Аго-л/ Э/imaA k,nU9>, С /Агг
Рис.2. Процесс работы пара в турбине K-50Q-240
| 3—'2I2S2 | 7 | 
| Интервалы давления. | 240—89 | 89—40 | 3G—2,5 | 2,5—0,035 | 
| кгс/см2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Внутренний относительный | 82,5 | 85,5 | 90,1 | 84,6 | 
| к.п.д., % | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Внутренний относительный к.п.д. турбины питательного | ||||
| насоса т]о;=79%. | (в долях от расхода' пара на тур | |||
| В расчете принимаются | ||||
| бину). | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Потери пара и конденсата внутри стан | - &пот | ■0,02. | ||
| ции | 
 | 
 | ||
| Расход пара накалориферы котла | — «кал = | 0,03. | ||
| Утечки через питательный насос (рецир | — аут — 0,02. | |||
| куляция в деаэратор). | 
 | 
 | ||
| Расход пара наэжекторы | 
 | — аэж = | 0,005. | |
| Расход пара на уплотнения турбины | — аупл = | 0,008. | ||
| Расход пара на пиковый сетевой подо | 
 | 
 | ||
| греватель | 
 | 
 | — аспп = | 0,005. | 
| Расход пара на основной сетевой подо | 
 | 
 | ||
| греватель | 
 | 
 | — с£п = 0,025. | |
Процесс работы пара в турбине приведен на рис. 2. Расчет тепловой схемы производится в долях от расхода
свежего пара па турбину.
Определение параметров отборов пара и конденсата
Параметры отборов пара и конденсата, определенные по /s-диаграмме и таблицам теплофизических свойств воды, приводятся в табл. 1.
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Таблица 1 | 
| № | Р | 1 | Р' | 
 | ° с | ккал/кг | <7 | 
| отбора | кгс/см2 | ккал/кг | кгс/см2 | 
 | ккал/кг | ||
| 1 | 5 | 714 | 52,0 | 
 | .265 | 277 | 437 | 
| 2 | 40,0 | 698 | 36,8 | 
 | 244 | 253 | 445 | 
| 21 | 36,0 | 846 | — | 
 | — | — | — | 
| 3 | 1:6,0 | 790 | 44,7 | 
 | 200 | 204 | 586 | 
| 4 | 10,0 | 761 | 9,2 | 
 | 179 | 481 | 580 | 
| 5 | ’ 5,5 | 727 | 5,1 | 
 | 155 | 156 | 571 | 
| 6 | 25 | 688 | 2,3 | 
 | 127 | 127 | 561 | 
| 7 | 1,2 | 660 | 1,1 | 
 | 104 | 104 | 556 | 
| 8 | 0,68 | 634 | 0,54 | 
 | 85 | 85 | 549 | 
| 9 | 0,25 | 608 | 0,23 | 1 | 65 | 66 | 543 | 
| К | 0,035 | 554 | — | 26 | 26 | 5:28 | 
8
| Здесь Р | — давление в отборе турбины; | 
| Р' | — давление у подогревателя; | 
| i | — энтальпия отбора; | 
| /н | — температура конденсата при насыщении; | 
| q | — энтальпия конденсата при насыщении; | 
| — тепло, отдаваемое греющим паром в подогрева | |
| 
 | теле (включая пароохладитель) при конденса | 
| 
 | ции. | 
Энтальпия свежего пара перед турбиной г0=793 ккал/кг,
Определение подогрева воды в подогревателях
| Величины подогрева | воды | в подогревателях приводятся | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | Т а б л и ц а 2 | 
| № подо | 
 | V | V | X | 
| гревателя | . ОГ' | ккал/кг | ккал/кг | |
| 
 | о | |||
| m | 
 | 265 | 276 | 31 | 
| П2 | 
 | 237 | 245 | 43 | 
| 113 | 
 | 196 | 202 | 33,5 | 
| Д | 
 | — | 168,5 | --- | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | |
| П4 | 
 | 140 | 141 | '5 | 
| П5 | 
 | 136 | 136 | 17,3 | 
| П6 | 
 | 118 | 1.18,7 | 49,2 | 
| П7 | 
 | 99 | 99,5 | 22 | 
| П8 | 
 | 77 | 77,5 | 18 2 | 
| П9 | 
 | 59 | 59,3 | 24 | 
| ОУ | 
 | 35 | 35,3 | 4,3 | 
| ОЭ | 
 | 31 | 31 | 5 | 
| К | 
 | 26 | 26 | — | 
Здесь Р — температура воды за подогревателем; Г — энтальпия воды за подогревателем;
т — подогрев воды в подогревателе, включая охлади тель дренажа.
Расчет приводной турбины питательного насоса
Идеальная работа сжатия воды в насосе
| h на = Иср(Рн - Р | в) — =0,0011-300— —7,7 ккал/кг. | |
| г ' “ | в/ Л07 | Л07 | 
Подогрев воды в насосе с учетом внутренних потерь
К7,7 —■9,1 ккал/кг.
Лн/ 0.845
| 3’ | 9 | 
