Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теплоэнергетика. Тепловая экономичность паротурбинных энергоблоков. Учебное пособие
.pdf
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Рассчитать принципиальную тепловую схему (с деаэраторным подогревом питательной воды) теплофикационного энергоблока на основе метода энергетического баланса. Определить энергетические потери, сравнить эффективность работы энергоблока на конденсационном
и теплофикационном режимах. По результатам расчетов построить
диаграммы энергетических балансов.
Заданы:
электрическая мощность теплофикационного энергоблока N
начальные параметры пара (давление P
температура промежуточного перегретого пара t
и температура t0);
0
(для блоков
ПП
с промперегревом);
давление конденсации P
;
К
относительный расход пара в регулируемый теплофикационный
отбор (для теплофикационного режима)
;
Т
вид топлива (бурый, каменный уголь, газ).
;
Г
Таблица 2.1
Вариант исходных данных
Параметры
Номер
варианта
1 50 130 540 – 0,05 0,40 КУ
2 175 140 565 570 0,06 0,57 ЧУ
NГ,
МВт
P0,
бар
t
0
С
,
tПП,
С
31
P
К
бар
,
Т
Топливо
Таблица 2.2
Теплота сгорания заданных энергетических топлив [4]
Топливо
, МДж/кг
Q
Кузнецкий каменный уголь (КУ) 23,8
Черемховский каменный уголь (ЧУ) 17,8
32
3. ТЕПЛОВАЯ СХЕМА И ЦИКЛ ЭНЕРГОБЛОКА
Теплофикационный энергоблок при работе на теплофикационном и
конденсационном режимах имеет одну и ту же электрическую мощность
N
МВт. Принципиальная тепловая схема представлена на рис. 3.1.
Г
Топливо в количестве В кг/с после системы топливоподготовки поступает к горелкам котла.
Перегретый пар после котла подается с температурой t
лением P
бар в паровую турбину. Если турбина с промперегревом,
0
то после расширения пара в части высокого давления (ЧВД) турбины
пар возвращается в котел на промежуточный перегрев и далее поступает в турбину в часть среднего давления (ЧСД) с температурой t
и давлением PПП.
Отработавший пар конденсируется при давлении P
денсаторе.
Конденсат конденсатными насосами подается к деаэратору, где за
счет пара, отбираемого из турбины, осуществляется как деаэрация
питательной воды, так и ее подогрев до температуры конденсации отборного пара (при давлении в деаэраторе 6 бар, принятом в расчетах).
После деаэратора вода подается питательным насосом в котел.
Часть электроэнергии,
вырабатываемая электрогенератором, равная затратам на собственные нужды энергоблока, через трансформатор
собственных нужд подводится к электродвигателям вспомогательных
механизмов.
Для снабжения теплофикационных потребителей из отбора турби-
ны в количестве
подается пар в сетевую установку для подогрева
Т
сетевой воды. В расчетах принято, что конденсат этого пара полностью отводится в деаэратор.
На конденсационном режиме теплофикационный отбор отключен и
= 0.
Т
С и дав-
0
бар в кон-
К
ПП
33
Р
t
Р
t
,
0
а)
2
В
1
3
5
4
6
б)
2
В
1
3
5
4
6
Рис. 3.1. Принципиальная тепловая схема теплофикационного энергоблока без промперегрева (а) и с пром перегревом (б):
1 – система топливоподготовки; 2 – котел; 3 – система очистки дымовых газов; 4 – дымосос; 5 – дымовая труба; 6 – дутьевой вентилятор; 7 – паровая турбина; 8 – электрогенератор;
9 – трансформатор собственных нужд; 10 – повышающий
трансформатор; 11 – потребитель электроэнергии; 12 – конденсатор; 13 – циркуляционный насос системы технического
водоснабжения; 14 – конденсатный насос; 15 – деаэратор;
16 – питательный
18 – теплофикационный отбор пара; 19 – потребители тепла;
20 – сетевая установка; 21 – сетевой насос; 22 – промежуточ-
ный пароперегреватель
насос; 17 – отбор пара на деаэратор;
0
7
17
18
N
Г
Г
Р
К
12
14
15
16
11
10
8
19
9
13
Q
T
20
T
21
а
,
ПП
ПП
Р
, t0
0
22
7
17
18
14
N
Г
Г
Р
К
12
13
15
16
11
10
8
19
9
Q
T
20
T
21
б
34
ПОСТРОЕНИЕ ЦИКЛА ТЕПЛОФИКАЦИОННОГО ЭНЕРГОБЛОКА
х
х
х
х
Строится цикл энергоблока: без промперегрева 0, К, К, КН, Д, ПН
(рис 3.2, а), с промперегревом 0, 1, ПП, К, К, КН, Д, ПН (рис 3.2, б):
ПН-0 – изобарный процесс генерирования пара;
0-1 – расширение пара в ЧВД турбины;
1-ПП – промежуточный перегрев пара в котле;
ПП-К – расширение пара в ЧСД и ЧНД турбины;
К – конденсация отработавшего пара;
КК-КН – процесс в кондесатном насосе;
КН-Д – подогрев воды в деаэраторе;
Д-ПН – процесс в питательном насосе.
P
(ПВ)
ПН
t
0
0
Р
0
КН
Д
К
=0
Р
Д
Р
К
R
К
К
S
=1
а
P
КН
К
=0
(ПВ)
ПН
Д
t
0
0
Р
0
t
ПП
Р
ПП
1s
Р
Р
К
1
Д
ПП
R
К
К
S
=1
S
б
Рис. 3.2. Цикл теплофикационного энер-
гоблока без промперегрева (а) и с пром перегревом (б)
S
35
Процесс расширения пара в турбине строится от точки 0 (при P0,
).
t
0
Состояние в точке 1 определяется как состояние пара при давлении
и энтальпии h1. Давление промперегрева РПП принимается как
Р
ПП
ПП 0
6PP
. (3.1)
Энтальпия определяется как (кДж/кг)
где
hh hh
10 01Т
– КПД паровой турбины, T = 0,83...0,85.
T
()
, (3.2)
S
Параметры в точке ПП находятся как состояние пара при темпера-
туре t
и давлении РПП.
ПП
Состояние отработавшего пара после турбины находится на изоба-
, по энтальпии этого пара hК:
ре Р
К
для блоков без промперегрева
hhhh
К 00КТ
()
; (3.3)
S
для блоков с промперегревом
hh h h
КПП ППКТ
При давлении в конденсаторе P
()
строится процесс конденсации
К
. (3.4)
S
К, К, энтальпия в точке К находится как
(, 0)hfPx
КК
. (3.5)
Состояние в точке Д характеризует состояние питательной воды
после деаэратора (при давлении P
= 6 бар).
Д
Процессы в конденсатном и питательном насосах принимаются в
расчетах изоэнтальпийными. Точка R определяется на диаграмме P, S
на пересечении изобары P
= PR с линией процесса расширения пара
Д
в турбине 0, К. Точка ПН определяется как состояние питательной
воды – ПВ при температуре питательной воды t
нии Р
.
0
= f(РД) и давле-
ПВ
36
Энтальпии в характерных точках цикла могут быть определены по
диаграмме P, S и записаны в таблицу.
Параметры цикла
Параметры
P, бар
t, С
h, кДж/кг
S, кДж/(К·кг)
O 1s 1 ПП R КS К
Характерные точки цикла
К
КН Д ПВ
37
H
R
R
4. КОНДЕНСАЦИОННЫЙ РЕЖИМ
4.1. РАСХОД ПАРА И ТЕПЛА
1. Определяется расход перегретого пара на турбину, кг/с:
N
D
0
Н
1 η()
y
RR
, (4.1)
ЭМ
где N
– мощность, кВт; Н – теплоперепад на турбину, кДж/кг;
Г
для блоков без промперегрева
hh
; (4.2)
0 К
для блоков с промперегревом
y
– коэффициент недовыработки для отбора пара на деаэратор,
R
– относительный расход пара из отбора турбины на деаэратор (для
R
(())H hh h h
01 ПП К
()
yhhH
R
; (4.3)
; (4.4)
К
подогрева питательной воды),
– электромеханический КПД турбогенератора, ЭМ = 0,97...0,98.
ЭМ
()()
hhhh
ПВ К К
R
; (4.5)
2. Теплота, расходуемая на выработку электроэнергии, кВт:
для блоков без промперегрева
Э 00
()QDhh
38
, (4.6)
для блоков с промперегревом
R
R
В
где
DD
0 ПП
()()QD Dhh h h
Э 0 ПП0 ПП 1
D
– расход пара на промежуточный пароперегрев, кг/с;
ПП
.
, (4.7)
Теплота, отводимая к циркводе в конденсаторе, кВт:
QD hh
К 0 КК
(1 ) ( )
. (4.8)
Теплота регенеративного подогрева питательной воды в деаэраторе, кВт:
QDhh
3. Расход топлива на котел, кг/с (м
где
– КПД котла (см. раздел 1.2).
К
В
α ()
0
RR
3
/с):
10
Q
Э
η
Q
К
. (4.9)
3
, (4.10)
4. Теплота топлива, не используемая в котле, кВт:
3
Q ВQ
G
(1 η )10
К
. (4.11)
4.2. ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОБЛОКА
Расход электроэнергии на собственные нужды зависит от вида топлива, от системы пылеприготовления и технического водоснабжения, а
также от режима работы оборудования (см. раздел 1.2).
Расход электроэнергии на тягодутьевые установки, кВт:
3, 6ψND
ТД ТД 0
. (4.12)
Расход электроэнергии на топливоприготовление, кВт:
3, 6ψN
ТП ТП P
39
. (4.13)
Расход электроэнергии на циркуляционные, конденсатные насосы,
кВт:
Расход электроэнергии на питательные насосы, кВт:
Суммарный расход электроэнергии, кВт:
КПД собственных нужд
КПД турбогенераторной установки по производству электроэнергии
КПД по отпуску электроэнергии
Удельный расход условного топлива на отпускаемую электроэнергию, кг у.т/(кВтч):
NDm
η 10 ηη η η
N
3, 6(1 ) ( )
ЦН 0 ЦН охл КД
NNNNN
CНТДТПЦНПН
NNBQ
R
0,14 ηN р D
ПН 00 ПН
η =10NN N
СН Γ СН Γ
η 10NQ
3
СН К ΤΡ СН ΤΓ
3
. (4.15)
3
. (4.18)
Э
. (4.14)
. (4.16)
. (4.17)
. (4.19)
0,123 η
b
NN
40
. (4.20)
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]