Добавил:
ajieiiika26@gmail.com Делаю контрольные работы, курсовые, дипломные работы. Писать на e-mail. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

75 группа 2 вариант / ТЭС и АЭС / Часть 2 / Виноградов Расчет тепловой схемы

.pdf
Скачиваний:
225
Добавлен:
18.01.2018
Размер:
1.19 Mб
Скачать

 

 

 

DутI

DкуI DэжI

2 ПТ-135-12,8/1,3

D

DкуII

1 Р-50-12,8/1,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

~

утII

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

DпрII

 

 

 

 

прI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П7

 

1 2 3

4 5

6

П3

 

1 2

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П6

 

 

 

 

 

П2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р-2

 

 

D Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пр

 

 

 

 

П5

 

 

 

 

 

П1

 

 

 

 

 

 

 

Выпар Д-6 (на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПН

уплотнения)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dут.пр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DпрПТ

 

D

 

 

Р-1

Д-6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пр

 

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dк.тр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П4

 

 

 

 

 

 

 

 

ПТВМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П3

 

 

 

 

 

 

 

 

Б-2 (СП-2)

Qм

 

 

 

 

 

 

 

 

Д-1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стан.

 

 

Д-0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б-1 (СП-1)

Dут.тс

 

П2

 

 

 

 

 

 

 

ХОВ

ХОВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стан.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6-ДВыпар

 

П1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЭП

 

 

 

КН

 

 

 

ЦН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dдр.б

 

 

Рис.3. Расчетная тепловая схема ТЭЦ мощностью 320 МВт (в составе 2 ПТ-135/165-12,8/1,5 + 1 Р-50-12,8/1,3)

 

Dв.р

Таблица 4. Параметры пара в регенеративных отборах и противодавлении

Наименование

Давление

Температура

Примечание

 

p, МПа

t, °С

 

 

 

 

 

I отбор (на ПВД–3)

3,63

391

Значения температур в

II отбор (на ПВД–2)

2,16

326

отборах даны при

III отбор (на ПВД–1)

1,08

245

t0 = 555 °C

 

 

 

 

2.2. Баланс воды и пара

Для выбранной нами схемы ТЭЦ принимаем:

-внутристанционные потери пара и конденсата в цикле равными 2 % от расхода пара на турбину, то есть Dут = 0,02 D;

-расход пара на эжекторную установку (ЭУ) DЭЖ = 0,005 D;

-расход пара через концевые уплотнения в условном свежем па-

ре равным 0,3 %, то есть Dк.у = 0,003 D; Тогда расход пара из котла

Dк = D + Dут + DЭЖ + Dк.у = (1 + 0,02 + 0,005 + 0,003) D = 1,028 D.

Расход питательной воды на котел Dп.в = Dк + Dпрод , где Dпрод – расход котловой воды, идущей на продувку.

Процент продувки котлов принимаем pнепр.прод = 0,3 % от паропроизводительности котлов (при условии восполнения потерь в

цикле и у потребителей обессоленной водой). Поэтому

Dпрод = 0,003 Dк = 0,003 1,028 D 0,00308 D.

И ,таким образом, Dп.в = 1,028 D + 0,00308 D = 1,03108 D.

Расход добавочной воды, направляемой в цикл станции из стан-

ционной химводоочистки, Dдоб = Dут + (1 - К) Dпр + Dв.р ,

где (1 – К) Dпр – потеря пара и конденсата у промышленных тепловых потребителей ТЭЦ.

Основными потребителями пара являются машиностроительные заводы. Коэффициент возврата конденсата при этом составит К = 0,73. Тогда при заданном расходе пара Dпр = 250,2 кг/с имеем

(1 – К) Dпр = (1 - 0,73) 250,2 = 67,554 кг/с.

расход воды, выходящей из расширителя непрерывной продувки. Определяется в результате расчета расширителя непрерывной продувки:

Dпр = Dпрод ; Dв.р = (1 - ) Dпрод ,

где – доля пара, выделившегося из продувочной воды в расширителе непрерывной продувки.

20

0,98 ctк.в ctв. р при сtк.в = 1621,1 кДж/кг.

hпр ctв. р

При давлении в деаэраторе pД = 0,5886 МПа давление в расширителе можно принять pР=pД/0,9=0,657 МПа, тогда ctв.р = 686,7 кДж/кг. При влажности пара в расширителе, равной 3 %,

hпр = ctв.р + x r = 686,7 + 0,97 2075,726 = =2700,2 кДж/кг.

0,98 1621,111 686,74 0,448. 2700,194 686,74

Dпр = 0,448 0,00308 D = 0,00138 D.

Dв.р = (1 - 0,448) 0,00308 D = 0,00170 D.

К. А.

Dпрод. Dпр·hв

Ctк.в

Д-6

РНП pp=0,675 МПа

Dв.р·ctв.р

2.3. Расчет тепловой схемы турбины P–50–12,8/1,3

Примем параметры пара перед турбиной и перед соплами первой ступени турбины P–50–12,8/1,3 такими же, как и для турбины ПТ–135/165–12,8/1,5, а именно: p0 = 12,75 МПа, t0 = 555 °С; p0 ' = 12,11 МПа, t0' = 552 °С .

Давление за последней ступенью этой турбины такое же, как и в регулируемом производственном отборе турбины ПТ – pк = 1,47 МПа.

Для построения процесса расширения пара в турбине по уравнению Флюгеля найдем давления пара в нерегулируемых отборах при противодавлении 1,47 МПа.

При неизменной электрической мощности Nэ = 50 МВт повышение противодавления с 1,08 до 1,47 МПа приводит к увеличению пропуска пара в 1,11 раза [3,13].

Следовательно, давления в нерегулируемых отборах можно записать следующим образом:

 

 

D

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

2

 

2

 

2

 

 

2

2

 

p2

 

 

 

 

(p20

pк0

) pк

 

1,11

(2,16

 

1,08

 

) 1,47 ,

 

 

 

 

 

D0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

2

 

2

2

 

2

2

 

 

p1

 

 

 

 

 

(p10

pк0

) p2

 

1,11

(3,63

 

2,16

 

 

) 2,54 .

 

 

 

 

 

 

 

D0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Можно считать, округляя до сотых, что p2 = 2,54 МПа, a p1 = 4,12 МПа. Внутренний относительный КПД турбины принимаем согласно заводским данным – oi = 0,828 (по состоянию перед стопорным клапаном).

Конечное состояние пара в турбине при принятом oi определяется энтальпией в конденсаторе (при pк = 1,47 МПа).

hк=h0 –(h0–hка) oi = 3488,2-(3488,2 - 2892,0) 0,828 = 2994,5 кДж/кг.

Процесс расширения пара в турбине P–50–130/13 дан на рис.4. На рисунке нанесены параметры пара в отборах и давления у регенеративных подогревателей. Давления и температуры пара в камерах отборов, принятые потери давления в паропроводах и состояние перед регенеративными подогревателями в рассматриваемой турбине даются в табл.5.

2.3.1. Исходные условия для определения параметров пара, питательной воды и конденсата в системе регенерации турбин

Для определения параметров питательной воды и параметров пара после охладителей пара (ПВД) принимаем:

-потери давления в паропроводах от камер турбины до соответствующих подогревателей в размере 4,5,6,7,8,9 % (от первого отбора до последующего),

- недогрев питательной воды в основной поверхности ПВД

и ПНД δtнед = 5 °С,

-недоохлаждение конденсата греющего пара в охладителях кон-

денсата для ПВД tОКПВД 5 С, для ПНД – tОКПНД 7 С,

- гидравлическое сопротивление каждого ПВД, включая трубопроводы и арматуру, PпПВД.в 0,49 МПа и ПНД соответственно

PпПНД.в 0,098 МПа,

- падение давления греющего пара во встроенных пароохладите-

лях pОП = 1,5 %,

-недоохлаждение пара в охладителях пара (относительно температуры насыщения при pОП) δtОП = 15 °С,

-подогрев турбинного конденсата в эжекторном и сальниковом

подогревателях tЭЖ = 5 °С, tСП = 8 °С.

22

12,75 мПа

12,11 мПа

 

h0=3488,2 кДж/кг

555°C

Параметры:

Начальные p0=12,75 мПа

t0=555°C

Конечные pк=1,47 мПа tк=280°C

 

 

В камере

Потеря

У подогрев.

 

 

отбора

давл.

 

 

 

 

 

 

p, МПа

t, °C

p, %

p, МПа

t,°C

 

ПВД-3

4,12

400

4

3,95

398

4,12 мПа

ПВД-2

2,54

340

5

2,41

339

ПВД-1

1,47

280

6

1,38

279

 

 

 

 

 

 

 

 

400°C

h3=3212 кДж/кг

2,54 мПа

340°C

h2=3104 кДж/кг 1,42 мПа

280°C

hк=2994 кДж/кг

hка=2892 кДж/кг

ηoi=0,828

x=1

Рис. 4. Процесс расширения пара в турбине Р-50-12,8 в h,s – диаграмме

23

Найдем параметры воды и водяного пара в системе регенерации турбины P–50–130/13.

Параметры питательной воды после деаэратора устанавливаются исходя из условия, что охлаждение ее в баке – аккумуляторе отсутствует. Поэтому за деаэратором имеем:

давление

pД = 0,589 МПа,

температуру

tД = 158,08 °С,

энтальпию

ctД = 667,5 кДж/кг.

Параметры воды после питательного насоса:

а) при p0 = 12,75 МПа давление

на нагнетании насоса

pнагн = 18,1485 МПа;

 

б) повышение энтальпии в насосе (кДж/кг):

 

(p

p ) ν

нас

103

iПН

нагн

вс

 

.

 

ηн

 

 

 

 

 

 

 

При pД = 0,589 МПа, известной высоте установки деаэратора над осью насоса (20 м) и нормативной величине сопротивления тракта всасывания pвс = 0,0098 МПа давление на всасывающем патрубке насоса pвс = 0,589 + 20/102 - 0,0098 = 0,775 МПа.

Удельный объем воды в насосе определяется по ее средней температуре (tнср = 160 °С) и среднему давлению

(pнср= 907,81 МПа) и составляет vнасср = 0,0010959 м3/кг.

При среднем значении ηн = 0,78 найдем

i

 

 

(18,15 0,775) 0,0010959 10

3

24,4 кДж/ кг.

ПН

 

 

0,78

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, энтальпия воды после питательного насоса ctПН = ctД + hПН = 667,5 + 24,4 = 691,9 кДж/кг.

При pнагн = 18,15 МПа и сtПН = 691,9 кДж/кг температура воды будет tПН = 161,4 °С.

По принятым значениям pОП = 1,5 % и t= 15 °С устанавливаем параметры греющего пара после охладителей пара:

p = 0,985·3,95 = 3,894 МПа,

3

p = 0,985·2,41 = 2,377 МПа,

2

p = 0,985·1,38 = 1,362 МПа,

1

Тогда t'пе3 = 248,7 + 15 = 263,7 °С, t'пе2 = 218,9 + 15 = 233,9 °С,

t н = 248,7 °С ,

3

t н = 218,9 °С,

2

t н = 193,6 °С.

1

24

t'пе1 = 193,6 + 15 = 208,6 °С.

По [11], по известным t'пе и p , определим:

h'3

= 2856,7 кДж/кг,

h'2

= 2847,5 кДж/кг,

h'1

= 2828,7 кДж/кг.

По принятым значениям δtнед = 5 °С найдем температуру питательной воды перед ОП.

t = t н - δtнед = 248,7 - 5 =. 243,2 °С,

3 3

t = 210,9 - 5 = 213,9 °С,

2

t = 193,6 – 5 = 188,6 °С.

1

При давлениях воды в трубной системе каждого подогревателя равных 17,65, 17,17, 16,68 МПа и найденных по литературе [11] температурах определяем энтальпии воды:

сt = 1055,5 кДж/кг, сt = 921,8 кДж/кг, сt = 809,9 кДж/кг.

3

2

1

Найдем температуру и энтальпию конденсата, сливаемого из

каждого ПВД.

При принятом

недоохлаждении конденсата

tокпвд = 5 °С имеем:

tк3 = t2 +5 °С; tк2 = t1 + 5 °С; tк1 = tпн + 5 °С; tпн = 161,4 °С → tк1 = 161,4 + 5 = 166,4 °C, ctк1 = 703,5 кДж/кг (при p1' = 1,38 МПа).

Температура питательной воды за подогревателем может быть найдена как

t1

= t + tОП-1; t2 = t + tОП-2 ,

 

 

1

2

 

где tОП – подогрев воды в охладителях пара.

Принимаем

tОП-1 = 2 °С и tОП-2 = 3 °С, тогда

 

t1 = 188,6 + 2 = 190,6 °С;

t2 = 219,9 + 3 = 216,9 °С,

 

tк2 = 190,6 + 5 = 195,6 °С;

tк3 = 216,9 + 5 = 221,9 °С.

По таблицам Александрова для воды находим:

сtк2 = 833,6 кДж/кг (при 2,28 МПа), сtк3 = 953,6 кДж/кг (при 3,90 МПа).

25

Таблица 5. Параметры пара, питательной воды и конденсата в системе регенерации турбины Р-50-12,8/1,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование

Состояние в

 

 

Состояние перед регене-

Питатель-

Повышение

Слив

Примечание

 

камере отбора

Потеря

ративными подогревате-

ная вода

энтальпии

конден-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

давле-

 

лями

 

после по-

воды в по-

сата из

 

 

 

 

 

 

 

ния

 

 

 

 

догревате-

догре-

подогре-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ля

вателях

вателя

 

 

 

 

 

 

 

 

p,

 

 

 

 

 

 

ct, кДж/кг

 

 

 

 

 

p,

 

t,

h,

 

p ,

h,

tн,

ctн,

t,

ct,

t ,

сt ,к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

к

 

 

 

МПа

 

°С

кДж/кг

%

МПа

кДж/кг

°С

кДж/кг

°С

кДж/кг

 

°С

кДж/кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перед турбиной

12,75

 

555

3488,2

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Давление пита-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тельной воды за

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПВД:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pпв3 = 16,68 МПа

 

Перед соплами 1-й

12,11

 

-

3488,2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pпв2 = 17,17 МПа

ступени

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pпв1 = 17,65 МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I отбор (на ПВД-3)

4,12

 

400

3212

4

3,95

3212

248,1

1084,4

248,1

1078,1

144,1

221,9

953,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II отбор (на ПВД-2)

2,54

 

340

3104

5

2,41

3104

222

954,1

216,9

934,1

116,4

195,6

833,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III отбор (на ПВД-1)

1,47

 

280

2994

6

1,38

2994

194,3

827,5

190,6

817,6

125,9

166,4

703,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание. Питательная вода в систему регенерации турбины P-50-130/13 подается общестанционными питательными насосами из деаэраторов Д-0,5886, обогреваемых паром из отборов турбиныПТ-135-12,8/1,5. Параметры питательной вода перед ПВД-1: tпн. = 161,4 °C ,. ctпв = 691,769 кДж/кг, pпн = 18,1485 МПа.

2.3.2. Расчет ПВД

Для определения расхода пара составляем уравнения теплового баланса для каждого ПВД в соответствии с расчетной схемой, приведенной на рис.5.

Уравнения теплового баланса: для I участка

D3 (h3

- ctк3) + D2 (h2 – h2

) = K3 Dп.в (ct3 - ct2

),

для II участка

 

 

 

 

 

D2 (h2

- ctк2) + D1 (h1 – h1

) + D3 (ctк3 - ctк2)= K2 Dп.в ( ct2 -

ct1 ),

 

 

 

 

 

 

 

для III участка

 

 

 

 

 

D1 (h1

- ctк1) + (D2 + D3) ( ctк2 - ctк1) = K1 Dп.в ( ct1

- ctп.в ).

Принимаем коэффициенты, учитывающие потери теплоты в

подогревателях:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ ПВД

К

 

K Dп.в

 

 

 

 

3

1,008

1,039329 D

 

 

 

 

2

1,007

1,038298 D

 

 

 

 

1

1,006

1,037266 D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставим известные значения энтальпий и получим: для I участка

D3 (2856,7-953,6)+D2·(3104 - 2847,5) = 1,039329·D·(1055,6 - 921,8).

для II участка

D2 (2847,5 - 833,8) + D1 (2994 - 2828,7) + D3 (953,6 - 833,8) = = 1,038298·D·(921,8 - 809,9).

для III участка

D1(2828,7-703,5)+(D2+D3)·(833,8-703,5)=1,037266·D·(809,9-691,9).

Проведем арифметические вычисления:

1)1903,098·D3 + 256,476·D2 = 138,91775·D,

2)2013,714·D2 + 165,331·D1 + 119,834·D3 = 116,15751·D,

3)2125,168·D1 + 130,309·( D2 + D3) = 122,44925·D.

Решим полученную систему уравнений путем выражения одних неизвестных через другие, для чего разделим обе части уравнения (1) на 256,476:

1′) 7,42017·D3 + D2 = 0,54164·D,

обе части уравнения (2) на 119,834:

2′) 16,804195·D2 + 1,3796668·D1 + D3 = 0,96932·D,

обе части уравнения (3) на 130,309:

27

3′) 16,308681·D1 + D2 + D3 = 0,9396875·D.

 

Из (1′) выразим D2 = 0,54164·D - 7,4201796·D3.

(А)

Подставим выражение (А) в (2′):

 

16,804195·(0,54164·D-7,4201796·D3)+1,3796668·D1+D3=0,96932·D; 9,1018241·D - 124,69014·D3 + 1,3796668·D1 + D3 = 0,96932·D; 123,69014·D3 = 8,132504·D + 1,3796668·D1.

Из полученного выражения определим расход D3:

D3 = 0,065749·D + 0,011154218·D1.

(Б)

Подставим выражения, определяющие D2

и D3, в (3′):

16,308681·D1+0,54164·D-7,4201796·(0,065749·D+0,01154218·D1) + + 0,065749·D + 0,011154218·D1 = 0,9396875·D;

16,308681·D1 - 0,082766167·D1 +0,011154218·D1 =

= 0,9396875·D - 0,54164·D + 0,48786938·D - 0,065749·D; 16,237069·D1 = 0,8201678·D.

Из полученного выражения определим расход D1:

D

0,82011678 D

0,050512 D.

 

1

16,237069

 

 

 

Подставив это выражение в уравнение (Б), имеем:

D3=0,065749·D+0,050512·0,011154218·D=0,066312421·D.

При подстановке в уравнение (А) получим:

D2 = 0,54164·D - 7,4201796·0.066312421·D = 0,04959·D.

Подогрев питательной воды в охладителях пара устанавли-

ваем из уравнений тепловых балансов.

 

 

 

 

 

Для ОП – 3: D3 (h3 – h3

) = k3 Dп.в (ct3 – ct3 ) = k3 Dп.в Δct3;

ct3

 

D (h h )

 

 

0,663124 D (3212 2856,7)

22,7

 

 

3

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кДж/кг;

 

 

k3 Dп.в

 

 

 

 

 

 

1,039329 D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ct3 = ct3

 

3 = 1055,5 + 22,7 = 1078,2 кДж/кг.

 

По pп.в = 16,68 МПа и ct3 определяем t3 = 248,1 °С [11].

Для ОП – 2: D2 (h2 – h2

) = k2 Dп.в Δct2;

 

 

 

 

 

ct2

D (h h )

 

0,04959 D (3104 2847,5)

12,2

 

2

2

2

 

 

 

 

 

 

 

кДж/кг;

 

k2 Dп.в

 

 

 

 

 

 

1,038298 D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ct2 = ct2

+ Δct2 = 921,8 + 12,2 = 934,0 кДж/кг.

 

По pп.в = 17,17 МПа и ct2 определяем t2 = 216,9 °С.

 

Для ОП – 1: D1·(h1 – h1

) = k1 Dп.в Δct1;

 

 

 

 

 

ct1

 

D (h h )

 

 

0,050512 D (2994 2828,7)

8,1

 

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кДж/кг ;

 

k1 Dп.в

 

 

1,037266 D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ct1 = ct1

+ Δct1 = 809,9 + 8,1 = 818,0 кДж/кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28