
- •Анотація
- •Розділ 1. Загальна характеристика пгу
- •1.1. Основні елементи технологічної схеми пгу з ку
- •1.2. Теплові схеми і показники пгу з котлом-утилізатором
- •1.3. Розрахунок теплової схеми пгу
- •Розділ 2. Характеристика пгу з котлом-утилізатором
- •2.1. Парогазова установка з одноконтурним ку
- •2.2. Парогазова установка з двоконтурним ку
- •2.3 Конструктивні схеми котлів утилізаторів
- •2.4. Характеристика деаераторної установки
- •2.4.1. Призначення і фізичні основи процесу термічної деаерації
- •2.4.2. Будова деаератора
- •2.4.3.Схема деаераторної установки
- •2.5. Розрахунок котла-утилізатора
- •Розрахунок другої секції
- •Розділ 3. Економічна частина
- •3.1. Розрахунок першого варіанту (котел двосекційний)
- •3.2. Розрахунок другого варіанту (котел односекційний)
- •3.3. Розрахунок третього варіанту (котел односекційний з пониженими параметрами)
- •Розділ 4. Охорона праці
- •4.1. Характеристика машинного відділення
- •4.2. Протипожежні заходи
- •4.3. Міри безпеки при експлуатації турбіни
- •Висновок
- •Список літератури
1.3. Розрахунок теплової схеми пгу
ПГУ являє собою сукупність паротурбінної і газотурбінної установки. В ГТУ в якості палива використовується рідке паливо – дизельне, яке подається в камеру згорання. Компресор стискує повітря, яке необхідне для спалювання палива. Гарячі гази являються робочим тілом в газовій турбіні, де вони розширяються, а потім потрапляють в котел-утилізатор.
Таблиця 1.1 – Вихідні параметри ПГУ
№ |
Назва параметру |
Розмірність |
Значення |
1. 2. 3. 4. 5. |
Температура навколишнього повітря Степінь стиснення в компресорі Теплота згорання палива Температура газів після камери згорання Витрата відхідних газів |
0С - кДж/кг 0С кг/с |
15 20 46090 1076 71 |
Розрахунок принципової теплової схеми ГТУ проводиться при послідовному розрахунку показників роботи компресора і газової турбіни.
Температура повітря за компресором:
tн.к. = tз.п.+∆tк/ηк.
де
=
-1
tз.п. – температура зовнішнього повітря;
Е- степінь стиснення компресора;
ηк. – ККД компресора;
∆tк
= Tз.п.∙(-1)=(15+273)
(
)=
389.6 0С
Отже, tн.к.=15+389,6/0.86=468 0С
Потужність привода компресора розраховується за формулою:
Nк=Ср∙Tз.п.(-1)
,
Де Ср – питома теплоємність повітря, кДЖ/(кг∙К);
Nк=1.0031∙288∙1.353∙=33037.9
кВт
Витрата палива в камері згорання:
Bг.т.
=
;
де tн.т. – температура газів після камери згорання;
Gуг – втрата через кінцеві ущільнення компресора;
Gуг = 0.005∙ Gг= 0.005∙71=0.355кг/с
Gохл – витрата повітря на охолодження лопаткового апарату газової турбіни;
Gохл = 2.2∙10-4 (tн.л-750)∙Gт = 2.2∙10-4 (900-750)∙71=2.343 кг/с
ηк.з – ККД камери згорання;
Вг.т
=
= 1.025 кг/с
Отже, Вг.т = 1.025 кг/с або 3690 кг/год.
Внутрішня потужність газової турбіни розраховується за формулою:
=(
hн.т.
–
hк.т
) Ψ (Gг
– Gут
+ Вг.т)
Де hн.т – ентальпія газів на входів газову турбіну;
hк.т - ентальпія газів на виході з турбіни;
Ψ – поправочний коефіцієнт, який враховує вплив спалюваного рідкого палива на стан газів;
=
(1455,31-718,99)∙1,027∙(71-0,355-2,343+1,025)=51393,7 кВт
Температура газів за газовою турбіною:
tк.м.=
tн.т.-
Тн.т.
(1 -)
∙ηт.т
=
1076 – 1349 (1-
)
∙ 0.87
= 432,70С
Електрична потужність ГТУ вираховується за формулою:
Ne
= -
Nк)
∙ ηм
∙ ηг
= (51393,7 – 33037,9) ∙ 0.96 ∙ 0,97 = 170092,9 кВт
Отже розрахункова потужність Ne =17 МВт
Електричний ККД ГТУ:
=
=
= 0.361
Отже, ККД газотурбінної установки складає 36%.
У двоконтурній ПГУ – 45 входить парова турбіна К-12. Основні дані по контурах турбіни: Контур високого тиску:
тиск пари перед турбіною – 2,05 МПа;
температура пари перед турбіною – 410 0С;
витрата пари – 48,9т/год (13,6 кг/с)
Контур низького тиску:
тиск пари перед турбіною – 0,258 МПа
температура пари перед турбіною – 170 0С;
витрата пари – 11,8 т/год (3,27 кг/с)
Тиск пари в конденсаторі – 3,25 кПа.
Для розрахунку турбіни використовуємо IS – діаграму.
P'0
= 2.05 МПа, t'0
= 410 0С
i'0
= 780
=
3268,2 кДж/кг
P0" = 0.258 МПа, t0" = 1700С
і0"
= 670
=
2807,3
Отже, теплоперепади:
h"= і0" – ік = 2807,3 – 2338 = 469,3 кДж/кг
Загальний теплоперепад:
h = h' +h" = 460,9 + 469,3 = 930, 2 кДж/кг
Потужність на клемах генератора парової турбіни вираховується за формулою:
Nпт =(D0' ∙ h + D0" ∙ h")∙ ηм ∙ ηт =( 13,6 ∙ 930,2 + 3,27 ∙ 469,3) ∙ 0.96 ∙ 0.97 = 13209.3 кВт = 13,2 МВт.
Загальна потужність парогазової установки буде рівна:
Nпгу = Nпт + 2 ∙ Nгт = 13,2 + 2 ∙17 = 47, 2 МВт
ККД парогазової установки по виробництву електростанції:
ηпгу
=
=
=
0,49
Отже, ККД ПГУ ηпгу = 49%.
ККД ПГУ по відпуску електроенергії нетто:
ηнпгу = ηпгу (1- eв.п),
де, ев.п – доля витрати електроенергії на власні потреби;
= 49 ∙ (1-0.05) = 46,5
Отже,
= 46%
Питома витрата умовного палива на виробництво електроенергії:
=
=
= 251,0 г/кВт∙год
Значить, питома витрата умовного палива становить 261 г/кВт∙год
Розрахунок деаератора
Деаератор
має тиск пари
= 0,12 МПа (1,2 ата), і температура насичення
становить tд
= 104 0С
Витрата живильної води :
= Dжв
∙ 1,05 = 13,6 ∙ 1,05 = 14,3 кг/с;
= 3,3 ∙ 1,05 = 3,46 кг/с
Витрата хімічно очищеної води розраховується:
Dхво
= (
+
)
– (
+
)
Dхво = (14,3 +3,46) – (13,6 +3,3) = 0,86 кг/с.
Тиск в конденсаторі Pк = 3,5 кПа або 0,035 ата. При такому тиску температура насичення пари становить tк = 27 0С.
Температура води на вході в деаератор вираховується, як сума температур пари конденсатора і конденсатора пари ущільнень, тобто:
tв = tк + ∆tку = 27 + 5 = 32 0С.
Сумарна витрата пари:
∑Dк
=
+
= 13,6 + 3,3 = 16,9 кг/с
Сумарна витрата живильної води:
∑Джв
=
+
= 14,3 +3,46 = 17,7кг/с
Значення ентальпій:
гріючої пари ід = 2815,6 кДж/кг;
живильної води на виході із деаератора tд = 440 кДж/кг;
води на вході в деаератор tв = 134 кДж/кг
хімічно очищеної води іхво = 126 кДж/кг.
Складаємо рівняння теплового балансу для деаератора і визначаємо з нього витрату пари:
∑Dжв ∙ tд = ∑Dк ∙ tв + Dп ∙ ід + Dхво ∙ іхво
Звідки
Dп
=
Dп
=
=
1,93 кг/с
або Dп = 7,0т/год.
Складаємо таблицю в яку заповнимо всі розрахункові значення.
Таблиця 1.2 - Основні показники газотурбогенератора і парогазової установки.
№ |
Назва параметру |
Розмірність |
Значення |
1. 2. 3. 4. 5. 6.
7. 8. |
Потужність ПГУ Коефіцієнт корисної дії ПГУ Потужність ГТД Коефіцієнт корисної дії ГТД Потужність парової турбіни Витрата палива:
Температура відхідних газів за ГТД Питома витрата умовного палива |
МВт % МВт % МВт
Кг/год Кг/год 0С |
47,2 49 17,0 36 13,2
3690 7380 432 251 |