2. Тепловая схема турбоустановки к-210-130-3

Рис. 1. Тепловая схема турбоустановки К-210-130-1.

ЦВД, ЦСД, ЦНД – цилиндры высокого, среднего, низкого давлений соответственно; Г – генератор; К – конденсатор; П7, П6, П5 – подогреватели высокого давления; П4, П3, П2, П1 – подогреватели низкого давления; И1, И2 – испарители; ПИ1, ПИ2 – подогреватели испарителей; Д-деаэратор; ДН – деаэратор атмосферный; СП – сальниковый подогреватель; ЭЖ – основной эжектор; ОЭ – охладитель основного эжектора; КН – конденсатные насосы; ДН – дренажный насос; ДНИ – дренажный насос испарителей; ПН – питательный насос.

3. Выбор основных и конструктивных решений. Определение расхода пара на турбину

Исходные данные:

N_max = 215 МВт;

р₀ = 12.9 МПа;

t₀ = 540 C;

p_к = 3.46 кПа;

t_п.в. = 240 С;

1. Потери давления в стопорном и регулирующих клапанах:

∆p = 0.05∙p₀ = 0.05∙12.9 = 0.645 МПа /1/;

Давление пара перед регулирующей ступенью:

p₀^′ = 12.9-0.645 = 12.255 МПа /1/;

2. Потери давления в выхлопном патрубке турбины:

∆p_вп = 0.02∙р_к = 0.02∙3.46 = 0.074 кПа;

Давление в выхлопном патрубке турбины:

р_к′ = 3.46+0.074 = 3.53 кПа;

3. Далее строим изоэнтропный процесс расширения пара в i-s диаграмме в ЦВД и ЦСД, пользуясь данными о начальных параметрах, а также данными о параметрах промперегрева (табл. 2.1, стр. 20, /3/) и параметрах пара на выходе из ЦСД (табл. 2.4, стр.24, /3/).

4.Чтобы построить действительный процесс расширения пара в турбине, найдем внутренние относительные КПД цилиндров.

Внутренний относительный КПД ЦВД:

η_oi^цвд =

Средний расход пара через ЦВД:

G_ср = кг/с;

где G₁ – номинальный расход пара через первую ступень (взят из табл. 2.1, стр.20 /3/); G₂ = G₁-G_отб1 = 165-8.33= 156.67 кг/с – расход пара через последнюю ступень ЦВД, с учетом отбора пара на ПВД №7 (взят из табл. 2.1, стр.24,/3/);

v_ср = м³/кг – средний удельный объем пара в ЦВД;

v₁ – удельный объем в точке 0′, соответствующей давлению p₀^′, v_2t - удельный объем пара за группой ступеней (по i-s - диаграмме);

H₀^гр = 459 кДж/кг – располагаемый теплоперепад группы ступеней ЦВД (по i-s -диаграмме);

- относительные потери с выходной скоростью;

η_oi^цвд =

Внутренний относительный КПД ЦСД:

η_oi^цсд =

Средний расход пара через ЦСД:

G_ср = кг/с;

где G₁ =156.67-10 = 146.67 кг/с – расход пара через первую ступень (10 кг/с – расход пара на ПВД №6 – отбор в конце ЦВД - взят из табл. 2.1, стр.24, /3/);

G₂ = G₁-∑G_отб =146.67-5-5-5.83-4.72 = 126.12 кг/с – расход пара через последнюю ступень (5 кг/с, 5 кг/с, 5.83 кг/с, 4.72 кг/с – расходы пара в ПВД №5, деаэратор, ПНД №4, ПНД №3 соответственно - взяты из табл. 2.1, стр.24,/3/);

v_ср = м³/кг – средний удельный объем пара в ЦСД (поi-s диаграмме);

H₀^гр = 793 кДж/кг – располагаемый теплоперепад группы ступеней ЦСД (по i-s -диаграмме);

- относительные потери с выходной скоростью;

η_oi^цcд =

По формуле Н_i = η_oi ∙ H₀, найдем действительные теплоперепады в ЦВД и ЦСД:

Н_i^цвд = η_oi^цвд ∙ H₀^цвд = 0.853∙459 = 391.5 кДж/кг;

Н_i^цсд = η_oi^цсд ∙ H₀^цсд = 0.924∙793 = 737.7 кДж/кг;

Далее откладываем действительные теплоперепады в ЦВД и ЦСД. Из точки, соответствующей действительному состоянию пара на выходе из ЦСД, опускаем перпендикуляр до изобары р_к′ = 3.53 кПа. В результате получаем точку, соответствующую теоретическому состоянию пара на выходе из ЦНД. Чтобы построить действительный процесс расширения в ЦНД, найдем внутренний относительный КПД этого цилиндра.

Внутренний относительный КПД ЦНД:

η_oi^цнд =

Потери с выходной скоростью: ∆H_в.с. =

м² - площадь, ометаемая рабочими лопатками последней ступени (длина и диаметр последней ступени взяты из табл. 2.1, стр. 20, /3/).

- веерность лопатки последней ступени;

G₁ =126.12-6.66 = 119.46 кг/с – расход пара через первую ступень (6.66 кг/с – расход пара в ПНД №2 – отбор в конце ЦСД - взят из табл. 2.1, стр.24, /3/);

Так как третьей ступенью в ЦНД является ступень Баумана (п.1), то через четвертую (последнюю) ступень проходит 2/3 расхода пара:

G_к = (G₁-G_отб)∙ = (119.46-6.11) ∙= 76.6 кг/с (6.11 кг/с – расход пара в ПНД №1 - взят из табл. 2.1, стр.24, /3/);

i = 2 – число потоков пара в цилиндре (взято из п.1);

v_кt = 37 м³/кг – удельный объем пара за группой ступеней (по i-s - диаграмме);

∆H_в.с. = кДж/кг;

H₀^цнд = 531,25 кДж/кг – располагаемый теплоперепад группы ступеней ЦНД (по i-s - диаграмме);

η_oi^цнд = =

Коэффициент, учитывающий потери от влажности:

(влажность у₂ в конце процесса расширения определена по i-s – диаграмме,а_вл-по рекомендациям стр.87 /1/);

Внутренний относительный КПД ЦНД, с учетом влажности:

По формуле Н_i = η_oi ∙ H₀, найдем действительный теплоперепад в ЦНД для группы ступеней, работающих на перегретом паре:

Н_{i 1}^цнд = η_oi^цнд ∙ H₀₁^цнд = 0.807∙175 = 141,2 кДж/кг;

Для группы ступеней, работающих на влажном паре:

Н_{i 2}^цнд = η_oi^' ∙ H₀₂^цнд = 0.773∙356.2 = 275.3 кДж/кг;

Далее строим действительный процесс расширения пара в ЦНД, откладывая действительные теплоперепады. В Приложении А дан весь процесс расширения пара в турбине.

5. Чтобы найти расход пара на турбину по формуле , необходимо найти по формуле=G_отб/G₀ доли отбираемого пара в нерегулируемые отборы. Для этого используем данные /2/ по расходам пара в нерегулируемые отборы. Также необходимо найти теоретический теплоперепад отсека турбины H₀^отс. по i-s - диаграмме, зная давление пара в отборе (табл. 2.4, /3/). Умножая КПД соответствующего цилиндра на теоретический теплоперепад отсека, находим использованный теплоперепад отсека H_i. По формуле H_i(1-∑) получаем приведенный теплоперепад отсека. Суммируя эти теплоперепады, находим приведенный располагаемый перепад энтальпий на турбину. Результаты расчета отсеков турбины, приведены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты расчета отсеков турбины

Показатель				Отсек	турбины
	1	2	3	4	5	6	7	8
	от входа в турбину до отбора №7	от отбора №7 до выхода из ЦВД и отбора №6	от промперегрева до отбора №5	от отбора №5 до отбора №4	от отбора №4 до отбора №3	от отбора №3 до выхода из ЦСД и отбора №2	от входа в ЦНД до отбора №1	от отбора №1 до конден-сатора
Давление пара перед и за отсеком р, МПа	12.255 3.855	3.855 2.52	2.31 1.187	1.187 0.627	0.627 0.27	0.27 0.125	0.27 0.026	0.026 0.00353
Теоретический теплоперепад отсека H0, кДж/кг	356	103	250	181	213	149	268	282
Использованный теплоперепад отсека Hi, кДж/кг	303.7	87.9	231	167	197	138	194*0.807+ 81*0.773= =219	282*0.773= =217
Доля отбираемого пара 	---	0.0505	0.0606	0.0606	0.0353	0.0286	0.0404	0.037
Относительный расход пара через отсек 1-∑	1	0.9495	0.8889	0.8283	0.793	0.7644	0.724	0.687
Приведенный теплоперепад отсека, Hi(1-∑), кДж/кг	303.7	83.5	205.3	138.3	156.2	105.5	158	149

Приведенный располагаемый перепад энтальпий на турбину:

Общий расход пара на турбину:

кг/с;

КПД механический турбины определен по рис.5.5, стр. 127, /1/.

КПД генератора взят из табл. 5.3, стр.127, /1/; к = 1.02-коэффициент запаса (взят по рекомендациям /3/, стр.80);

Относительная погрешность: находится в пределах допустимой погрешности 2%.