Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет двухтопливной ПГУ с параллельной схемой работы. Учебное пособие
.pdf
3. Массовый расход продуктов сгорания, кг/с:
ρ 1, 3 кг/м3 при 0 С; – избыток воздуха ( = 1,4…1,55 для пы-
где
г
леугольных котлов и
= 1,25…1,3 для котлов на газе).
гг
г
ρGV
, (2.33)
4. Строят Qt-диаграммы каждой поверхности нагрева (рис. 2.10).
Указывают численные значения температур. На рисунке показаны
ориентировочные значения возможных температурных напоров для
поверхностей нагрева, сформированных для тепловой схемы котла
(см. рис. 2.8).
5. Конвективный тепловой поток, передаваемый от продуктов сго-
рания рабочему телу в радиационной части, кВт:
к
Q с G . (2.34)
РЧ г
θ
p
Здесь
G
с , кДж/(кг К), – изобарная теплоемкость продуктов сгорания;
p
, кг/с, – расход продуктов сгорания; ; С – теплоперепад на рас-
г
четном участке между температурой входа и выхода продуктов сгора-
= – ’’), определяется при помощи Qt-диаграммы (рис. 2.10).
ния (
6. Лучистый тепловой поток, передаваемый от продуктов сгорания
рабочему телу в радиационной части, кВт:
лк
k = 1,4…1,6 – поправочный коэффициент, учитывающий лучи-
где
q
QkQ , (2.35)
q
РЧ РЧ
стую составляющую теплообмена, бо´ льшие значения – для более высоких температур ядра факела.
7. Полный тепловой поток, передаваемый от продуктов сгорания
рабочему телу в радиационной части, кВт:
QQQ
РЧ РЧ РЧ
кл
. (2.36)
8. Среднелогарифмический температурный напор в расчетной по-
верхности нагрева,
С:
t
ср
tt
бм
ln
. (2.37)
t
б
t
м
61
t
Δt
ж
1100
= 700
м
400
1500
Δt
б
= 1150
Δt
350
Q
= 275
м
820
545
t
1100
Δt
= 700
б
400
Q
а б
Δt
= 200
м
Δt
м
650
450
450
= 178
272
t
820
Δt
= 280
б
540
Q
Δt
= 140
м
460
320
t
650
Δt
450
= 200
б
Q
в г
t
560
Δt
370
= 190
б
Δt
Q
= 50
м
370
320
t
450
Δt
= 100
б
350
Q
д е
Δt
= 120
м
t
140
20
320
300
= 20
Δt
б
Q
Рис. 2.10. Qt-диаграммы поверхностей нагрева энергетического котла:
а – радиационной части (РЧ); б – ширмового пароперегревателя (ШП); в – полу-
радиационной части конвективного пароперегревателя первой ступени (ПП1);
г – заключительной части конвективного пароперегревателя первой ступени (ПП1);
д – конвективного пароперегревателя второй ступени (ПП2); е – водяного
экономайзера (ВЭК);
ж – воздухоподогревателя (ВЗП)
62
В этом выражении
F
F
t
и
t
б
– бо´ льшая и меньшая разность темпера-
м
тур на холодном и горячем конце соответствующей поверхности
нагрева. Определяется при помощи
9. Расчетная поверхность нагрева радиационной части, м
В этом выражении
k, Вт/(м
F
РЧ
2
К), – коэффициент теплопередачи, ко-
Qt-диаграммы (рис. 2.10).
Q
3
РЧ
10
. (2.38)
kt
ср
2
:
торый для радиационного теплообмена можно принять на уровне
k = 140…150.
10. Определяют тепловой поток и площадь поверхностей нагрева
для каждой последующей расчетной зоны котла.
Повторяют расчет по определению теплового потока
Q
ПП1
F
ПП1
расчетной зоны котла: ШП, ПП1
Q
,
F
,
ПП1
ПП1
Q
,
F
,
ПП1
ПП2
Q
,
,
F
ВЭК
ПП2
,
Q
F
,
и поверхностей нагрева
ВЗП
ВЭК
,
F
для каждой последующей
ВЗП
, ПП1, ПП1, ПП2, ВЭК, ВЗП. При
Q ,
расчете ширмового (ШП) и первого по ходу конвективного (ПП1
ШП
Q
ПП1
F ,
ШП
)
,
пароперегревателя учитывают конвективную и лучистую составляющую (для этих поверхностей
редачи
k = 140…150 Вт/(м
лучистая составляющая отсутствует, а коэффициент теплопередачи
принимают на уровне
k = 60…100 Вт/(м
k = 0,9…1,1), а коэффициент теплопе-
q
2
К). Для остальных поверхностей нагрева
2
К).
11. С учетом давлений и температур определяют марку стали
для каждой расчетной поверхности нагрева (табл. П3.5 и П3.6 приложения 3).
2.7. РАСЧЕТ ЭНЕРГОБЛОКА ПРИ РАБОТЕ ПТУ
В АВТОНОМНОМ РЕЖИМЕ
Цель расчета: определение расходов рабочего тела в каждом контуре тепловой схемы при максимальной мощности ПТУ в автономном
режиме работы.
Задачи:
определение долей нерегулируемых отборов;
определение пропуска пара в конденсатор.
63
Расчет выполняют по каждому элементу системы регенерации
тепловой схемы ПТУ (см. рис. 2.3). В общем случае по известным термодинамическим характеристикам в каждой точке тепловой схемы
необходимо определить расходные значения потоков для каждого нерегулируемого отбора в линии основного конденсата и питательной
воды. Для ведения расчетов составляют уравнения теплового и материального
баланса для каждого подогревателя и деаэратора. Расчет
можно вести в любом направлении от П1 к П6 или наоборот. Результаты расчетов наносят на детализированную тепловую схему ПГУ.
На рис. 2.11,
а на рис. 2.11,
а показана схема простейшего подогревателя (П1),
б подогреватель (П2) имеет три входных (греющий пар,
дренаж из предшествующего подогревателя и нагреваемая вода) и два
выходных (нагретая вода и конденсат греющего пара, смешанный с
дренажем) потока (рис. 2.11,
б). Ниже для них составлены уравнения
материального и энергетического баланса.
П
α ; h
вв2
1 др1
2
α ?
П
1
α
в
h
в1
α
h
др1
а б
Рис. 2.11. Примеры R-подогревателей для составления
уравнений материального и энергетического баланса:
а – простейший подогреватель; б – с вводом дренажа
1
h
1
α
в
h
в1
1
α ; h
α ?
2
h
2
α ; h
αα
12
h
др2
вв2
1. Уравнение материального баланса для схемы простейшего подо-
гревателя (рис. 2.11,
а)
()() . (2.39)
1 в вход 1 в выход
2. Уравнение энергетического баланса для той же схемы
hh h h
. (2.40)
11 вв11др в в1
вход
64
выход
3. Искомая величина доли отборного пара, с учетом тепловых по-
()
терь
дополнительным потоком дренажа (рис. 2.11,
в аппарате:
т
hh
4. Уравнение материального баланса для схемы подогревателя с
вв1 в1
1
η ()
hh
т 1 др
. (2.41)
б):
5. Уравнение энергетического баланса для той же схемы:
6. Искомая величина доли отборного пара:
Во всех случаях коэффициент тепловых потерь принимают равным
η
= 0,98. Энтальпию воды можно определить по выражению
т
h с t , где теплоемкость воды 4,19
в2 вp
7. Уравнения материального и энергетического баланса деаэратора
(рис. 2.12):
Решая систему (2.45), получим долю пара
мую в деаэратор:
()() . (2.42)
1 в 2 вход в 12
()()ηhh hh hh
1 др1 др222др2 твв2 в2
hh h h
пв от к др
()ηη().
hh h h hh
от от д т др др д т к д к
вв2 в2 т 1 др1 др2
2
ПВД
ПВД ПВД
η ()
η ()
hh
т 2 др2
с
p
,
выход
кДж/кг.
i-го отбора, направляе-
. (2.43)
. (2.44)
(2.45)
() η
hh h h
от
пв д к др т др к
ПВД ПВД
(η )
hh
тот к
65
. (2.46)
α ?
от
α ?
к
h
к
ПВД
α
др
ПВД
h
др
Рис. 2.12. Пример расчетной схемы деаэратора
α
п.в
h
д
h
от
В случае совмещения отбора на ПВД и Д определяют суммарную
долю пара
i-го отбора:
iii
. (2.47)
Доля основного конденсата:
1
. (2.48)
кПВД
Для более сложных компоновок теплообменного оборудования систем регенерации, например с точками смешения, двух уравнений может быть недостаточно для определения всех неизвестных. В этом
случае, как правило, составляют большее число уравнений [10, 14, 15].
Далее для разработанной тепловой схемы паротурбинной части
ПГУ (см. рис. 2.3) выполняют расчет, представленный ниже, при этом
для каждого
подогревателя составляют расчетную схему.
8. Массовый расход пара в отборах определяют по выражению,
кг/с:
GG
i – номер отбора.
где
. (2.49)
0ii
9. Характеристики отборов сводят в таблицу (табл. 2.3).
10. Пропуск пара в конденсатор в автономном режиме работы
ПТУ, кг/с:
ПТУ
GGG
к 0
66
. (2.50)
i
Таблица 2.3.
р
р
Характеристики отборов паровой турбины для схемы
на закритические параметры с давлением 24 МПа
Относительный
Давление,
Номер
I 11,89 2688 0,14 0,084 19,89 11,79
II 6,81 2775 0,075 0,045 10,59 6,28
III 3,59 2803 0,052 0,03 7,29 4,33
IV
V 0,26 2719 0,029 0,039 4,18 5,48
VI 0,11 2680 0,027 0,036 3,85 5,04
VII 0,04 2638 0,025 0,033 3,56 4,66
VIII 0,013 2593 0,023 0,03 3,29 4,32
МПа
отбора
ПВД4 1,69
Д 0,6
Энтальпия,
кДж/кг
2794 0,149 0,08 21,05 10,95
асход пара
Расчетный режим
автономный ПГУ автономный ПГУ
Абсолютный
асход, кг/с
2.8. РАСЧЕТ ЭНЕРГОБЛОКА ПРИ РАБОТЕ
В СОСТАВЕ ПГУ
Цель расчета: определение расходов рабочего тела в каждом расчетном контуре тепловой схемы при максимальной мощности ПГУ и
совместной работе газовой и паровой части установки.
Задачи:
определение долей нерегулируемых отборов;
определение пропуска пара в конденсатор.
Не уменьшая общности расчетов, определяют расходные характеристики потоков с использованием тех же методических положений,
которые применялись в предыдущем разделе.
1. Расход питательной воды на группу ПВД:
ПГУ
пв п.вТВД
GG
ТВД
0 п.в
G
0
. (2.49)
В этом выражении
ме работы;
– доля воды, направляемая в подогреватель высокого
ТВД
– доля питательной воды в автономном режи-
п.в
давления в КУ.
67
2. С использованием выражений из пп. 1–7 раздела 2.7, но подстав-
ляя
ПГУ
п.в
вместо
, находят
п.в
ПГУ
. Результаты заносят в табл. 2.3.
ПВД
i
3. Расход основного конденсата через группу ПНД, кг/с:
ПГУ ПГУ
GGGGG
ПНД 0 ПВД ПГ ТНД
i
. (2.52)
4. Доля основного конденсата через группу ПНД:
ПГУ
G
ПГУ
ПНД
ПНД
. (2.53)
G
к
5. С использованием выражений из пп. 1–7 раздела 2.7, но подстав-
ПГУ
вместо
ляя
ПНД
, находят
к
ПГУ
. Результаты заносят в табл. 2.3.
ПНД
i
6. Пропуск пара в конденсатор в комбинированном режиме работы
ПГУ, кг/с:
ПГУ ПГУ ПГУ
GGG G
к ПНД ТНД ПНД
i
. (2.54)
7. Мощность, вырабатываемая паровой турбиной на дополнитель-
ном (от КУ) потоке пара, МВт:
3 ПГ
Здесь
H , кДж/кг, – теплоперепад дополнительного потока пара в
доп
NGH
доп пв доп о
турбине, определяемый при помощи
10
. (2.55)
i
hs-диаграммы (см. рис. 2.2).
8. Полная мощность паровой турбины при работе в режиме ПГУ,
МВт:
где
N , МВт, – мощность, заданная в исходных данных.
NNN
ПТУ доп
, (2.56)
2.9. ДЕТАЛИЗАЦИЯ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ПГУ
Цель детализации: визуализация результатов расчетов.
На тепловую схему ПГУ наносят расчетные значения параметров
(рис. 2.13).
68
ГТУ
0 кг/с
э
0N
МВт
ГТУ
12,8 МПа / 545 °С / 153,8 кг/с
2,13 /540 / 137,31
ПТУ
370 °С / 127,89 кг/с
К ГТ
0 кг/с
ПГ
ПН
ТВД
0 кг/с
ТНД
П4
П1
П2
Д
ПК
248 °С
4,1 / 252 /16, 49 / 2801
205 °С
1,87 /209 / 11, 77 /2799
161 °С
ПН
159 °С
0,6 /159 /14, 45/ 2756
126 °С
0,27 / 130 /7,19 / 2720
93 °С
2,13 МПа
291 °С
РОУ
0,091 / 97 /6, 46 /2671
э
200 МВтN
ПТУ
П5
0 кг/с
П6
60 °С
0,024 / 64 / 5,65 /2616
28 °С
КН
27 °С
К
Рис. 2.13а. Режимные показатели работы тепловой схемы ПГУ
на докритические параметры с одним промперегревом (авто номный режим):
ГТУ – газотурбинная установка; ПТУ – паротурбинная установка;
ПК – паровой котел; ПГ – парогенератор котла-утилизатора; ТВД,
ТНД – теплообменники высокого и низкого давления соответственно; П1, П2, – группа подогревателей высокого давления; П4, П5,
П6 – группа подогревателей низкого давления; Д – деаэратор; К –
конденсатор; КН, ПН – конденсатные и питательные насосы; РОУ –
редукционно-охладительная установка;
мощность соответствующего агрегата. Числовые значения: давление,
МПа/температура, °С/расход, кг/с/энтальпия, кДж/кг
N
, N
ГТУ
– электрическая
ПТУ
69
ГТУ
16,8 кг/с
12,8 МПа / 545 °С/153,8 кг/с
2,13 /5 40 /148,6
370 °С / 158,1 кг/с
э
ПТУ
К ГТ
380°С
15 °С
300 кг/с
330 °С
э
100N
МВт
ГТУ
ПТУ
ПК
ПГ
370 °С
ПН
П1
П2
2,13/291
248 °С
4,1 / 25 2 / 5, 23 / 2801
205 °С
1,87 / 209 / 3, 73 / 2799
161 °С
ПН
РОУ
ТВД
159 °С
П4
Д
93 °С
0,6 / 159 / 3,63 / 2756
126 °С
0, 27 / 130 / 9,13 / 2720
0,091 / 97 / 8,04 / 2671
105 кг/с
200 °С
ТНД
П5
П6
60 °С
0,024 / 64 / 7, 2 / 2616
28 °С
КН
К
27 °С
100 °С
72,47 кг/с
Рис. 2.13б. Режимные показатели работы тепловой схемы ПГУ
на докритические параметры с одним промперегревом (режим ПГУ)
205 МВтN
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]