Магистратура 1 сем ТЭС / 6-7 Обвод СП / Obvodsp_zadanie_6-7_2017 (1)

Режимы работы и эксплуатация ТЭС.

Задание 6. Магистры. 1 семестр

Для гипотетической теплофикационной турбины, тепловая схема которой представлена на рис.1., рассчитать и построить зависимость изменения электрической мощности и удельных расходов топлива на выработку электрической мощности турбины при нормальном режиме на тепловом потреблении. Тепловая нагрузка и параметры отпуска тепла даны в табл.2.

При проведении расчетов учесть, что:

-давление в верхнем отопительном отборе не должно превышать Рсп2=0,25МПа, а в нижнем Рсп1=0,2МПа.

-максимальная тепловая нагрузка сетевых подогревателей не должна превышать Qт=203,5МВт.

При превышении давления в одном из отборов происходит ограничение доли обводимой воды. В этом случае определить максимально возможную долю обвода и расчет провести для нее. Если суммарная тепловая нагрузка превышает Qт=203,5МВт, то принять для расчета, что Qт отборов равна 203,5МВт, а остальное покрывают пиковые источники.

Исходные данные для расчета представлены в табл.2.

Параметры пара по отсекам турбины для опорного режима представлены в табл.1.

Задание -7.

Для гипотетической теплофикационной турбины, тепловая схема которой представлена на рис.1., рассчитать и построить зависимость изменения электрической мощности и удельных расходов топлива на выработку электрической мощности турбины при нормальном режиме на тепловом потреблении. Тепловая нагрузка и параметры отпуска тепла в соответствии с заданием 7, но для снижения мощности при сохранении отпуска тепла, используется обвод части сетевой воды помимо группы подогревателей сетевой воды. При этом отпуск тепла от сетевых подогревателей остается неизменным за счет нагрева сетевой воды проходящей через СП до более высокой температуры, так что после смешения потоков Qт остается равной ее значению при полном расходе сетевой воды через СП.

Все перечисленные в задании 7 ограничения, остаются в силе.

Указания к решению:

Отпуск тепла от ТЭЦ осуществляется в соответствии с температурными графиками теплосети. При работе по такому температурному графику, первоначально максимально загружают теплофикационные отборы турбины и только при повышении давления в отборах выше допустимого или при увеличении тепловой нагрузки выше максимально возможной, включают ПВК, которые увеличивают отпуск тепла от станции в целом до заданного уровня. По заданному значению tнв находим по графику рис.2 температуру прямой и обратной сетевой воды.

Давление в верхнем отборе определяем следующим образом:

сначала находим температуру насыщения в верхнем сетевом подогревателе:

tsпс2=tпр+v (1)

С учетом потери давления в подводящих трубопроводах находим давление в отборе:

-по tsпс2 находим по таблицам свойств воды и водяного пара P¹sпс2, тогда

Pотб2=P¹sпс2+  P (2)

Суммарная тепловая нагрука блока определятся по выражению:

Qт=Ср*Gсв*(tпр-tос). (3)

Если Qт меньше 203,5 МВт, то нагрузка блока равна нагрузке отборов, а если Qт больше 203,5МВт, то за нагрузку отборов принимается Qт^ном=203,5МВт.

Температура воды за СП в общем случае, определяется из выражения:

tсп=tос+Q_T/(Ср*Gсв) (4)

Давление в нижнем отопительном отборе и величина подогрева сетевой воды в СП₁ зависит от пропуска пара через промежуточные ступени между верхним и нижним СП, а также от конденсирующей способности нижнего СП.

Зависимость между параметрами пара и его расходом через отсек выражается формулой Стодолы-Флюгеля (здесь используется упрощенная формула)

(5)

или, считая, что ,близка к 1 в указанных режимах, получаем:

(6)

где P20,P10,Dots0 - соответственно давление в верхнем, нижнем отборах и расход пара через отсек между сетевыми подогревателями в опорном режиме.

P2, P1, Dots - соответственно давление в верхнем, нижнем отборах и расход пара через отсек для раcсчитываемого режима.

С другой стороны давление в нижнем сетевом подогревателе можно определить из уравнения баланса СП1:

Qсп1=Dсп1*qсп1*сп=Gсв*Ср*(tсп1-tос), (7)

qсп1-удельная теплота отдаваемая паром при конденсации (можно принять в первом приближении q=2220кДж/кг, реально qсп1=hпсп1 –h’сп1).

hпсп1,h’сп1- соответственно, энтальпия пара на входе в СП1 и энтальпия конденсата СП1.

По температуре сетевой воды за СП1 (tсп1) определяем температуру насыщения в СП1.

tsсп1=tсп1+V, (8)

где V=5^oC-принимаем недогрев в СП (фактически в зависимости от параметров греющей среды и нагрузки недогрев в СП1 будет меняться, кроме этого существенное влияние на недогрев оказывает степень загрязнения поверхностей нагрева..

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара находим P¹ scп1

Тогда давление в камере нижнего отопительного отбора определится по выражению:

Ротб1=Рsсп1+ dP. (9)

dР-потери давления в подводящих трубопроводах (Принять dP=0,05Pотб).

Так как сетевой подогреватель работает в системе с турбиной, то после переходного процесса режим устанавливается и давление в камере нижнего отбора рассчитанное по формуле Флюгеля и рассчитанное из уравнения теплового баланса в нижнем СП, должны быть равны друг другу.

Следовательно, цель расчета - найти совместное решение уравнений (6) и (9).

Поиск совместного решения удобно выполнить графоаналитическим способом:

Задаваясь рядом расходов через отсек и расходом пара в конденсатор находят Pотб1 с помощью уравнений (6) и (9).

По полученным данным строят зависимости Pотб1=t(Dсп1), точка пересечения кривых дает искомое решение.

Расход пара во второй отсек определяется по уравнению:

Dсп2=(Qт-Qcп1)/((hотб2-hдр2)*сп, (10)

где Qт-тепловая нагрузка турбины,

Qсп1 - тепловая нагрузка СП1,

hотб2, hдр2 - соответственно энтальпия пара в камере второго отбора и энтальпия дренажа,

сп =0,98- коэффициент, учитывающий потери тепла в СП

эм ген-электомеханический КПД генератора.

Мощность турбины определяется по следующему выражению:

Nэ=(D₀(h₀-hотб2)+Dотс(hотб2-hотб1)+Dк(hотб1-hк))эм ген (11)

Расход пара в ЦНД определяется по рис. 4, кривая 2. По давлению в нижнем отборе (перед регулирующей диафрагмой).

На рис.3 приведена зависимость изменения КПД проточной части низкого давления от расхода пара через ЧНД.

При отрицательном значении _0i ЧНД затраты на трение и вентиляцию превышают работу пара в проточной части ЧНД и эта мощность вычитается из мощности турбины.

В этом случае hк=hотб1+Hад*_{0i цнд}. (12)

Далее, рассчитываем варианты обвода СП. Сначала рассчитываем температуру сетевой воды за СП при его частичном обводе. Для этого воспользуемся уравнением баланса:

Gсв*Ср*tсп2=(Gсв-dGсв)*Ср*tсп2об+dGсв*Ср*tос (13)

тогда, температуру за СП2 в режиме обвода определим по выражению:

tсп2об= (Gсв*Ср*tсп2- dGсв*Ср*tос)/( (Gсв-dGсв)*Ср), (14)

где tсп2об-температура пара за СП при обводе, dGсв- доля обводимой воды. После этого проводится пересчет распределения подогрева сетевой воды между СП1 и СП2 и расчет нового значения электрической мощности по приведенной выше методике.

Повышения Ротб2 выше допустимого предела указывает на невозможность эксплуатировать турбину в таком режиме. В этом случае необходимо определить максимально-допустимую величину обвода исходя из максимального давления за СП2 или СП1, используя для этого формулы (1), (2), (14).

Рис.2. Температурный график теплосети.

Таблица 1.

Опорный режим (исходные данные). Рк=0,004МПа

t0,0C	P0,МПа	Qт,МВт	tпр,0С	Pсп2,МПа	tос,0С	Рсп1,МПа	Gсв,т/ч	D0,кг/с	Dсп2,кг/с	Dсп1,кг/с	Dк,кг/с	0iцвд
555	12,75	203,5	95	0,108	51	0,0506	4000	100,2	46,4	48,27	5,5	0,8

Таблица 2.

Исходные данные

варианты величины

1 16

2 17

3 18

4 19

5 20

6 21

7 22

8 23

9 24

10 25

11 26

12 27

13 28

14 29

15 30

t0,0C

540/ 555

545/ 550

550/ 540

555/ 545

560/ 540

550/ 540

545/ 555

555/ 550

540/5560

560/ 545

540/ 543

545/ 550

550/ 540

555/ 545

560/ 550

0i,

0,75/ 0,82

0,76/ 0,8

0,77/0,75

0,78/0,73

0,8/0,75

0,75/ 0,77

0.76/ 0,8

0,78/ 0,75

0,8/ 0,76

0,77/ 0,78

0,8/ 0,78

0,79/ 0,75

0,77/ 0,85

0,76/ 0.82

0,75/ 0,8

t,0C

0/-5

-3/-6

-5/-2

-9/-4

-7/-3

0/-8

-5/-3

-6/-1

-1/-6

-2/-7

-2/-5

-3/-6

-8/-3

-2/-5

-4/-6

0i,цнд

Взять по рис. 3.

P0,МПа

12,75

12,75

12,75

dGсв,%

30/40

20/35

25/15

Gсв,т/ч

4300/3600

3400/4100

4500/3700

Рк, МПа

0,0035/0,004

0.004/0,0045

0,005/0.004