Санкт-Петербургский Политехнический университет имени Петра Великого

Институт Энергетики

Высшая школа высоковольтной энергетики

Курсовой проект по дисциплине:

«ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА ТЭС И АЭС»

по теме:

"РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ МОЩНОСТЬЮ 200 МВт"

Выполнил студент гр.

Проверил: доцент

Амосов Н.Т.

Санкт-Петербург

2024

Оглавление

Описание тепловой схемы 4

Расчёт параметров теплоносителя для элементов тепловой схемы ПТУ 5

Расчёт параметров отборного пара 6

Построение процесса расширения пара в проточной части турбины на H-S диаграмме 7

_Расчёт энтальпии дренажа 10

Расчётная схема и уравнение теплового баланса для подогревателей высокого давления 10

Расчётная схема и уравнение теплового баланса для подогревателей низкого давления 11

Расчёт коэффициентов недовыработки мощности 12

Сводная таблица результатов расчёта тепловой схемы 12

Расчёт технико-экономических показателей ПТУ 13

Вывод 15

Список литературы 16

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
2024-2025
ПО ДИСЦИПЛИНЕ "ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА ТЭС И АЭС"
"РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ МОЩНОСТЬЮ      200       МВт"
Выполнить расчёт тепловой схемы и энергетических показателей для паротурбинной установки (ПТУ).
Схема ПТУ				Энергетические показатели ПТУ :
Деаэраторная схема с регенеративными подогревателями				1. Термический КПД
поверхностного типа.				2. Абсолютный внутренний КПД и КПД ПТУ.
				3. Расход пара на турбину
				4. Расход пара через нерегулируемые отборы.
				5. Коэффициенты недовыработки мощности.
				6. Удельный расход топлива на выработку электроэнергии.
				7. Годовая выработка электроэнергии.
				8. Годовой расход топлива.
Исходные данные
Последняя цифра зачётной книжки		1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Давление пара на входе в турбину, МПа	P0	21,6	21,4	22,2	21,7	21,8	21,4	21,6	21,7	21,3	20,8
Температура пара на входе в турбину, °C	t0	545	515	535	555	525	515	555	565	525	535
Давление в деаэраторе, МПа	Pд	0,7	0,62	0,72	0,61	0,62	0,64	0,71	0,67	0,68	0,65
Число подогревателей высокого давления, шт	Zпвд	2	3	2	3	2	3	2	3	2	3
Число подогревателей низкого давления, шт	Zпнд	3	2	3	2	3	2	3	2	3	2
Давление пара на выходе из турбины, кПа	pk	4,4	5,6	4,6	5,8	4,8	5,0	4,0	5,2	4,2	5,4
Мощность турбины, МВт	N	260	230	240	180	200	220	180	160	220	210
Предпоследняя цифра зачётной книжки		1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
КПД котельного агрегата	ηка	0,92	0,93	0,94	0,96	0,92	0,94	0,96	0,91	0,93	0,97
Внутренний относительный КПД турбины	ηoi	0,84	0,83	0,85	0,83	0,84	0,82	0,85	0,83	0,86	0,81
Число часов использования мощности, час/год	Т	7200	7800	5900	5800	7800	6800	6300	7100	7500	6200
Температура питательной воды, °С	tпв	240	250	230	240	230	250	240	250	240	230
КПД транспорта	ηтранc	0,97	0,96	0,94	0,97	0,96	0,97	0,96	0,95	0,94	0,98
Электромеханический КПД	ηэм	0,94	0,91	0,93	0,94	0,92	0,93	0,94	0,95	0,92	0,93

Описание тепловой схемы

Производство тепловой и электрической энергии связано с последовательным преобразованием энергии одного вида в другой. При сжигании топлива в котле выделяется количество теплоты, которое передаётся промежуточному теплоносителю (воде). Вода нагревается до температуры насыщения и идёт парообразование. Пар поступает в пароперегреватель и перегревается до рабочей температуры 525°C. Затем пар по паропроводам направляется к стопорным и регулирующим клапанам турбины под давлением 21,8 МПа. В турбине пар проходит через проточную часть. В сопловых решётках потенциальная энергия пара преобразуется в кинетическую. В рабочих решётках, которые являются частью ротора, кинетическая энергия потока пара преобразуется в механическую энергию вращения ротора. Однако часть пара отбирается для работы деаэратора и регенеративных подогревателей. Ротор турбины через муфту связан с ротором генератора. Далее отработанный пар с давлением 4,8 кПа попадает в конденсатор, где он конденсируется в воду с помощью охлаждающей воды, поступающей из реки, озера или системы охлаждения. Далее конденсатным насосом вода подаётся в подогреватели низкого давления (3 штуки), где вода нагревается с помощью промежуточных отборов пара. Далее конденсат с давлением 0,62 МПа попадает в деаэратор для удаления растворённых газов, таких как кислород и углекислый газ, из конденсата. Это помогает предотвратить коррозию в котле и других элементах системы. Далее питательным насосом вода подаётся в подогреватели высокого давления (2 штуки), где вода ещё нагревается до температуры 250°C с помощью промежуточных отборов пара и снова попадает в котёл. Подогреватели повышают общую эффективность установки, так как позволяет использовать тепло, которое в противном случае было бы потеряно.

Расчёт параметров теплоносителя для элементов тепловой схемы пту

1) Определим температуру конденсата по таблице термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по давлению):

2) Определим температуру насыщения за деаэратором, используя ту же таблицу:

3) Определим температуру насыщения до деаэратора. Дополнительный нагрев в деаэраторе находится в диапазоне 10 – 15°C и в расчёте принимается равным 10°C.

4) Определим температуру подогрева для каждого подогревателя низкого давления и соответствующие температуры:

5) Определим температуру подогрева для каждого подогревателя высокого давления и соответствующие температуры:

6) Пользуясь таблицей термодинамических свойств воды и водяного пара в состоянии насыщения (по температуре), находим и записываем результаты в таблицу результатов расчёта (таблица 2).

Расчёт параметров отборного пара

– температура недогрева для подогревателей поверхностного типа. Рассчитаем температуру отборного пара:

Определим давления отборного пара, исходя из таблиц свойств воды и водяного пара. Пользуясь этими таблицами, находим: P” _отб1 … P” _отб6:

Построение процесса расширения пара в проточной части турбины на h-s диаграмме

В соответствии с методикой, для определения энтальпии пара в отборе воспользуемся h-s диаграммой. Зная давление и температуру пара на входе в турбину (21,8 МПа, 525°С), находим начальную точку процесса на диаграмме. По давлению пара на выходе из турбины (4,8 кПа) определяем конечную теоретически возможную точку процесса. В этих точках определяем энтальпию пара:

Определим Н₀ – располагаемый теплоперепад:

Зная внутренний относительный КПД турбины , находим действительный теплоперепад – Н_i:

Находим конечную точку процесса, определяем в ней энтальпию пара:

По полученному процессу и известному давлению на элементах схемы определяем энтальпию пара в этих элементах. Т.е. передвигаясь по полученному процессу, будем фиксировать энтальпию, соответствующую значению давления.

_Расчёт энтальпии дренажа

Определение энтальпии отборной воды в дренаже производится исходя из таблиц свойств воды и водяного пара. Пользуясь этими таблицами, находим:

Расчётная схема и уравнение теплового баланса для подогревателей высокого давления

Произведём расчёт относительного расхода пара через нерегулируемые отборы (α_пв = 1):