Расчет тепловой схемы и определения энергетических показателей теплоэнергетической установки с конденсационной турбиной

Задание

Составить и рассчитать тепловую схему турбоустановки, выбрать паровой котел и вспомогательное оборудование при следующих исходных данных:

1. Номинальная мощность турбогенератора N = 75 МВт.

2. Начальные параметры и конечное давление в цикле:

р₀ = 90 бар,

t₀ = 460С,

р_к = 0,06 бар.

3. Основные характеристики условного процесса турбины в h-s – диаграмме:

а) потеря давления в органах регулирования турбины:

р_р1 = 5%, следовательно

р'₀ = (1-р_р1)·р₀ = (1-0,05)·р₀ = 0,95·р₀,

б) внутренний относительный КПД турбины _оi = 0,89.

4. В системе регенерации пять регенеративных подогревателей (m = 5); из них четыре поверхностного типа и один смешивающего – деаэратор. Давление в деаэраторе выбрать стандартным равным 6 бар.

6. Утечки цикла D_ут = 1% от расхода пара на турбину; подогрев воды в эжекторном и сальниковым подогревателях t_эп = 6С и t_сп = 4С.

8. Потери давления в паропроводах от камер отборов до поверхностных подогревателей принять:

р₅ = 4%, р₄ =5%, р₂ = 7%, р₁ =8%.

4. Поверхностные подогреватели без охладителей пара и охладителей конденсата; слив конденсата каскадный; недогрев воды в подогревателях t_нед = 6C.

9. При расчете энергетических показателей блока принять:

- КПД котла _К = 93%,

- удельный расход электроэнергии на собственные нужды – р_сн = 7%.

1. Составление тепловой схемы

Рис. 1. Расчетная тепловая схема теплоэнергетической установки с турбиной К-80-75

На рис. 1 представлена принципиальная тепловая схема энергетического блока с конденсационной турбиной К-80-75. Тепловая схема состоит из: парового котла (ПК), паровой турбины (ТГ) с генератором (Г), конденсатора (К), конденсатного и питательного насосов (КН, ПН), и подогревателей поверхностного и смешивающего типов.

По ходу воды в схеме предусмотрены:

- эжекторный подогреватель – ЭП;

- регенеративный поверхностный подогреватель низкого давления – П-1;

- сальниковый подогреватель – СП;

- регенеративный поверхностный подогреватель низкого давления – П-2;

- смешивающий регенеративный подогреватель (деаэратор) – П-3;

- регенеративный поверхностный подогреватель высокого давления – П-4;

- регенеративный поверхностный подогреватель высокого давления – П-5.

Восполнение утечек цикла осуществляется химически очищенной водой в конденсатор турбины. Вода на очистку забирается из обратного циркуляционного водовода. Для создания оптимальных условий коагуляции она подогревается до 40С отборным паром турбины.

2. Распределение подогревов питательной воды по регенеративным подогревателям

2.1. Давление пара в регенеративных отборах

При начальных параметрах р₀= 90 бар, t₀ = 460С по таблице III [2] (или в прилож. 3) определяем энтальпию пара: h₀ = 3272 кДж/кг, а по табл. II (или прилож. 3) температуру насыщения пара при начальном давлении р₀ = 90 бар: t₀^н = 303,31С (t₀^н  303,3С) и при конечном давлении р_к = 0,06 бар, t_к = 36,18С (t_к  36,2С). Один из способов распределения величины подогрева воды между регенеративными подогревателями основан на равенстве подогрева ее в подогревателях от температуры в конденсаторе (в данном примере 36,2С) до температуры насыщения в цикле (при р₀ = 90 бар температура насыщения t^н = 303,3С). При этом одним из подогревателей считается водяной экономайзер парового котла. Кроме регенеративных подогревателей в тепловых схемах ТЭС предусматриваются эжекторные и сальниковые подогреватели. При равномерном распределении подогрева воды по регенеративным подогревателям и при t_эп = 6С и t_сп = 4С величина подогрева питательной воды в каждом подогревателе определяется из следующей зависимости:

.

В этом случае температура питательной воды за каждым подогревателем:

за ЭП t_эп = t_к + t_эп = 36,2 + 6 = 42,2С;

за П-I t₁ = t_эп + t_под = 42,2 + 42,85 = 85,05С;

за СП t_сп = t₁ + t_сп = 85,05 + 4 = 89,05С;

за П-2 t₂ = t_сп + t_под = 89,05 + 42,85 = 131,9С;

за П-3 t₃ = t₂ + t_под = 131,9 + 42,85 = 174,75С;

за П-4 t₄ = t₃ + t_под = 174,75 + 42,85 = 217,6С;

за П-5 t₅ = t₄ + t_под = 217,6 + 42,85 = 260,45С.

Примечание. Правильность определения температур за подогревателями рекомендуется проверить. Должно иметь место равенство: t₅ + t_под  t₀^н.

В данном случае t₅ + t_под = 260,45 + 42,85 = 303,3С.