Міністерство освіти і науки України
Державний вищий навчальний заклад
“Київський енергетичний коледж”
Заступник директора з навчальної роботи
_____________________Т.І. Свириденко
_____________________ 2016р.
Методичний посібник щодо розрахунку
принципової теплової схеми
енергоблоків різних типів ТЕС
Розроблено: викладач – методист ___________ О.М. Томашевська
викладач – методист____________ Л .О.Подушко
викладач –методист_____________Є.М.Сорока
на засіданні ЦПК №3
Протокол № ____ від___________
2016
Зміст
|
ст |
Перелік скорочень |
3 |
1 Складання принципової теплової схеми енергоблока |
4 |
2 Розрахунок принципової теплової схеми енергоблока |
4 |
2.1 Загальні положення |
4 |
2.2 Побудова процесу роботи пари в турбіні в h,s діаграмі |
5 |
3 Складання зведеної таблиці параметрів робочого тіла в точках процесу |
8 |
4 Визначення часток витрат пари і води на всі елементи ПТС |
8 |
5 Розрахунок елементів ПТС з турбоустановкою К-300-23,5 |
10 |
6 Розрахунок елементів ПТС з турбоустановкою Т-250/300-23,5 |
20 |
7 Розрахунок елементів ПТС з турбоустановкою Т-110/120-12,8 |
29 |
8 Розрахунок показників теплової ефективності турбоустановки, енергоблока |
37 |
8.1 Розрахунок показників теплової економічності турбоустановки |
37 |
8.2 Енергетичні показники енергоблока |
38 |
9 Розрахунок принципової теплової схеми за допомогою табличного редактора MS EXCEL |
39 |
Додаток 1 |
44 |
Додаток 2 |
45 |
Додаток 3 |
46 |
Додаток 4 |
47 |
Додаток 5 |
48 |
Додаток 6 |
49 |
Додаток 7 |
50 |
Додаток 8 |
53 |
Додаток 9 |
54 |
Перелік посилань |
55 |
Перелік скорочень
ТЕС- теплова електростанція;
ТЕЦ- теплоелектроцентраль;
КА- котельний агрегат;
ЦВТ- циліндр високого тиску;
ЦСТ- циліндр середнього тиску;
ЦНТ- циліндр низького тиску;
ПВТ- підігрівник високого тиску;
ПНТ- підігрівник низького тиску;
ЖТН- живильний турбонасос;
ЖЕН- живильний електронасос;
КН - конденсатний насос;
ДН - дренажний насос;
СН - сітьовий насос;
СПВ – сітьовий підігрівник верхній;
СПН - сітьовий підігрівник нижній;
D - повна витрата середовища, кг/с;
d - питома витрата середовища, г/кДж, кг/кВт;
h - ентальпія, кДж/кг;
N - електрична потужність, кВт, МВт;
р - тиск, МПа;
t - температура, 0С;
v - питомий обєм середовища, м3/кг
Q - кількість теплоти, теплове навантаження, кВт, МВт;
q - питома витрата теплоти;
y - коефіцієнт недовиробітку потужності регенеративним відбором пари;
- частка витрати;
- відносна помилка розрахунку, %;
- коефіцієнт корисної дії;
- недогрів води до температури насичення в підігрівнику, 0С
1 Складання принципової теплової схеми енергоблоку
1.1 Для забезпечення високих енергетичних показників енергоблоку принципова теплова схема ( ПТС) повинна складатися обгрунтовано і раціонально. ПТС наочно представляє технологічний процес перетворення енергії на ТЕС. ПТС являється основною розрахунковою схемою проектуємої ТЕС. Дані, які одержують в результаті розрахунків, визначають рівень технічного удосконалення енергоблоку.
1.2 При виборі ПТС за основу приймається теплова схема , яка відповідає типу турбоустановки, вказаному в завданні на розрахунок.
1.3 Приклади ПТС представлені в додатку 7.
1.4 при розробці ПТС вирішуються наступні питання:
1.5 На ПТС зображують: паровий котел, турбіну, генератор, конденсатор, регенеративні підігрівники, живильні, дренажні, конденсатні насоси, турбіну ЖТН та лінії зв’язку між ними.
Однотипне устаткування незалежно від числа встановлених агрегатів зображують одним елементом, а трубопроводи при декількох паралельних лініях – однією лінією. З арматури зображують тільки регулюючий клапан на підводі пари до деаератора.
1.6 На ПТС вказують літерні позначення часток витрат , або витрат та ентальпій відповідних потоків робочого тіла. [1]
2 Розрахунок принципової теплової схеми енергоблоку
2.1 Загальні положення.
Мета розрахунку – за даними енергетичними навантаженнями визначити витрати пари і води на всі елементи турбоустановки та енергетичні показники енергоблоку.
Вхідні дані:
Типорозмір турбіни;
Електрична потужність турбоагрегату N, МВт;
Теплове навантаження турбоагрегату Q,Мвт;
Температура в прямій/зворотній магістралі tпр/ tзв 0С;
Початковий параметри пари перед турбіною: p0 МПа, t0 0С;
Тиск пари холодного/гарячого промперегріву pхпп/pгпп МПа;
Температура пари після промперегріву tгпп0С;
Тиск пари в деаераторі живильної води pд МПа;
Відносні внутрішні ККД циліндрів турбіни оіЦВТ, оіЦСТ, оіЦНТ;
ККД котельної установки ку.
Основні етапи розрахунку:
Побудова процесу пари в турбіні в h,s- діаграмі;
Складання зведеної таблиці параметрів робочого тіла;
Визначення часток робочого тіла для елементів ПТС;
Розрахунок підігрівників сітьової установки;
Перевірка вірності розрахунку за допомогою матеріального балансу пари та конденсату в конденсаторі;
Визначення витрат пари та води на всіх ділянках ПТС;
Перевірка вірності розрахунків за допомогою порівняння потужностей потоків пари;
Розрахунок показників теплової ефективності ТЕС.
Перевірка розрахунків принципових теплових схем за допомогою табличного редактора MS EXCEL
2.2 Побудова процесу роботи пари в турбіні в h,s- діаграмі
Для визначення стану водяної пари в ступінях турбіни будується процес роботи пари в h,s- діаграмі (рисунок 2.2.1).
При будові цього процесу враховуються втрати тиску пари у паровпускних та регулюючих клапанах ЦВТ.
За початковими параметрами знаходиться точка О, яка відповідає стану пари до паровпускних клапанів. Втрата тиску в паровпускних клапанах приймається від 3до 5 % тиску свіжої пари.
Тоді тиск перед першим ступенем ЦВТ p0=(0,97-0,95)p0, МПа. Процесу дроселювання в паровпускних клапанах відповідає відрізок О-О (h 0=const).
Будується ізоентропійний процес роботи пари в ЦВТ від т. О до тиску
“ холодного” промперегріву pХПП ( відрізок О -А).
Знаходиться ентальпія відпрацьованої пари при ізоентропійному розширенні в ЦВТ hаХПП, кДж/кг.
Ентальпія пари в кінці дійсного процесу роботи пари ( з урахуванням втрат енергії в проточній частині) hХПП, кДж/кг, визначається формулою:
hХПП= h 0- оіЦВТ(h 0- hаХПП),
де оіЦВТ- відносний внутрішній ККД ЦВТ.
За параметрами pХПП і tХПП знаходиться т. В Відрізок О-В відповідає дійсному процесу роботи пари в ЦВТ.
Стану пари на вході в ЦСТ відповідає т. Е (РГПП і tГПП ). Аналогічно відбувається побудова дійсного процесу роботи пари в ЦСТ, ЦНТ(відрізок Е-К,
якщо оіЦСТ=оіЦНТ). При цьому ентальпія пари в кінці дійсного процесу роботи пари в ЦСИ,ЦНТ hК, кДж/кг, визначається за формулою:
hК= hГПП- оіЦСТ,ЦНТ(hГПП- hКа),
де hГПП- ентальпія пари на вході в ЦСТ після промперегріву, кДж/кг;
оіЦСТ,ЦНТ- відносний внутрішній ККД ЦСТ,ЦНТ;
hКа-ентальпія відпрацьованої пари при ізоентропійному процесі розширення пари в ЦСТ,ЦНТ,кДж/кг.
Тиски пари в регенеративних відборах вибираються близькими до заводських даних (додаток 9). За прийнятими тисками знаходяться на h-s діаграмі точки 1,2,......8 (залежності від кількості регенеративних відборів, які відповідають стану пари у відборах.
При виборі турбоприводу у живильному насосі на h,s- діаграмі зображується процес роботи пари в приводної турбіні ( відрізок Е М).Ентальпія відпрацьованої пари в кінці дійсного процесу розширення hТП, кДж/кг, розраховується за формулою:
hТП= h ВІДБ- оіТП (h ВІДБ- hаТП),
де h ВІДБ- ентальпія пари регенеративного відбору на турбопривід,
оіТП- відносний внутрішній ККД приводної турбіни;
hаТП - ентальпія пари в кінці ізоентропійного процесу роботи пари в привідній турбіні, кДж/кг.
Для турбоустановок без прмперегріву дійсному процесу роботи пари на
h,s- діаграмі відповідає відрізок ( О-К) (рисунок 2.2.2).
Ентальпія відпрацьованої пари в кінці дійсного процесу роботи пари
hК, кДж/кг визначається за формулою:
hК= h0- оі (h0- hКа),
де h0- ентальпія пари на вході в турбіну, кДж/кг;
оі- відносний внутрішній ККД турбіни;
hКа -ентальпія відпрацьованої пари при ізоентропійному розширенні в циліндрах турбіни, кДж/кг. [1]
3 Складання зведеної таблиці параметрів робочого тіла
Дана таблиця полегшує розрахунок принципової теплової схеми.
В графі 1 зведеної таблиці параметрів робочого тіла проставляються точки процесу h,s- діаграми. В графі 2- найменування потоку або підігрівника. До граф 3,4,5 записують параметри гріючої пари з h,s- діаграми:
Тиск p, МПа;
температуру t,0C;
ентальпію h, кДж/кг.
В графі 6 проставляють тиск пари перед підігрівниками, pі МПа, з урахуванням зниження тиску в паропроводах від турбіни до підігрівника у розмірі 3-5% тиску пари у відборі.
pі=(0,97-0,95) pВІДБ
Температура насичення t 0C (графа 7 ) та ентальпія дренажу hі кДж/кг (графа 8 ) визначається за таблицями термодинамічних властивостей води та водяної пари для стану насичення при тиску перед підігрівником pі, МПа.[6] Температурний напір регенеративних підігрівників 0С (графа 9) приймається для більш дешевих матеріалів трубних систем ( латунь, вуглецева сталь) 1,50С для ПНТ і 2,5-5,0 0С для ПВТ; для більш коштовних матеріалів ( аустенітна сталь ) 3,5-5,0 0С для ПНТ і 5,0- 7,0 0С для ПВТ.
До графи 10 записують значення тиску живильної води і основного конденсату після кожного підігрівника pПІ, МПа. Тиск, який розвиває конденсат ний або живильний насоси приймаються за довідником, а гідравлічний опір за порадою керівника. До графи 11 записують значення температур нагріває мого середовища після підігрівника tПІ 0С:
tПІ= t-І
Ентальпія води hПІ, кДж/кг ( графа 12 ) визначається за таблицями термодинамічних властивостей води і водяної пари для стану ”вода і перегріта пара” [6]( за тиском pПІ, МПа і температурою tПІ0С після підігрівників ) (дивись таблиці 5.1, 6.1, 7.1 відповідно типу турбіни ).[1]
4 Визначення часток витрати гріючої пари і води на всі елементи ПТС
При розрахунку ПТС витрати гріючої пари і води на елементи ПТС зручно виражати у частках витрати свіжої пари на турбіну перед ЦВТ, D0.
Для ПТС конденсаційного типу: і= Dі/ D0, де і- частка і-го потоку пари або води;
Dі-витрата і-го потоку пари або води, кг/с;
D0- витрата свіжої пари на турбіну, кг/с.
При цьому частка витрати свіжої пари на турбіну 0= D0/ D0=1,0.
Для любої точки ПТС повинна зберігатися рівність суми потоків пари та води, які входять і виходять з котла ( рівняння матеріального балансу).
Витрата живильної води на котельну установку залежить від типу котла.
Для прямо токових котлів: жв=ку; для барабанних котлів: жв=ку+прод,
де - жв= Dжв/ D0- частка витрати живильної води на котельну установку;
ку= Dку/ D0 – частка витрати перегрітої пари на виході з котельної установки;
прод= Dпрод/ D0- частка витрати води безперервної продувки з барабанного котла; прод=3% від D0 ( за нормами технологічного проектування електростанцій і систем).
Частка витрати перегрітої пари з котла: ку=о+втр+ущ+еж,
де о=1- частка витрати свіжої пари на турбіну;
втр= Dвтр/ D0- частка витрати пари на поповнення втрат в циклі;
ущ= Dущ/ D0- частка витрати пари на ущільнення турбіни;
еж= Dеж/ D0- частка витрати пари на парові ежектори.
Для розрахунку ПТС ТЕЦ витрати граючої пари і води на елементи ПТС записують у вигляді часток від витрати свіжої пари на турбіну:
Dжв= Dку= Dо+ Dвтр+ Dущ+ Dеж=(1+втр+ущ+еж) Dо- для прямо токових котлів;
Dжв= Dку+Dпрод= Dо+ Dвтр+ Dущ+ Dеж+Dпрод=(1+втр+ущ+еж+прод) Dо- для барабанних котлів.
Таблиця 4.1- Частки витрат пари на втрати, ущільнення та ежектори для різних типів турбін
Тип турбіни |
втр |
ущ |
еж |
К-300-23,5 |
0,02 |
0,004 |
0,001 |
Т-250/300-23,5 |
0,02 |
0,01 |
0,005 |
Т-110/120-12,8 |
0,02 |
0,004 |
0,001 |
Умовно приймаємо, що пара на втрати, ущільнення та ежектори поступає з паропроводу свіжої пари перед турбіною.
Для розрахунків ПТС складаються рівняння матеріального та теплового балансів з урахуванням втрат теплоти в довкілля.
ККД підігрівників, який враховує втрати теплоти приймається : п=99%.[1]
Методики розрахунку ПТС ТЕС конденсаційного типу та ТЕЦ представлені в табличній формі на прикладах ПТС з турбоустановками К-300-23,5,
Т-250/300-23,5 та Т-110/120-12,8.
5 Розрахунок елементів ПТС з турбоустановкою К-300-23,5
Таблиця 5.1- Таблиця параметрів робочого середовища в точках процесу
Точка процесу |
Назва потоку, підігрівника |
Пара гріюча |
Дренаж гріючої пари |
Температурний напір, ,0 С |
Вода живильна, конденсат основний |
|||||||
pі,МПа |
tі, 0С |
hі, кДжкг |
pі,,МПа |
t,і, 0С |
hі,, кДжкг |
pпі,МПа |
t пі, 0С |
hпі, кДжкг |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
0 |
Пара свіжа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
Пара свіжа після СРК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Пара першого відбору на ПВТ8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2(ХПП) |
Пара другого відбору на ПВТ7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ГПП |
Гарячий промперегрів |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Пара третього відбору на ТЖН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Пара третього відбору наПВТ6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Пара третього відбору на Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Пара четвертого відбору на ПНТ5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Пара п’ятого відбору на ПНТ4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Пара шостого відбору на ПНТ3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Пара сьомого відбору на ПНТ2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Пара восьмого відбору на ПНТ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
Пара в конденсатор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Величина
|
Позначення |
Елемент схеми |
Розрахункова формула |
Результат |
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
|||||
Частка витрати пари першого відбору на П8
|
1 |
|
1(h1-h1) ηп =жв (hП8 - hП7) |
|
|
жв =1 +ущ +еж+втр=1+0.02+0.001+0.004= =1.025
ηп=0.99 [1] |
Частка витрати пари другого відбору на П 7
|
2
|
|
2(h2-h2’) ηп +1(h1’-h2’) ηп =1жв (hП7 - hП6) |
|
|
|
Частка витрати пари третього відбору на ТП
|
3тп |
|
жв hжн/Hітп ηнм |
|
|
hжн=(vсер(Pн-Pв) 103 )/н vсерPсер=(Pн+Pв) н=0.83 ηнм=0.98 [1]
|
продовження таблиці 5.2
Величина
|
Позначення |
Елемент схеми |
Розрахункова формула |
Результат |
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
|||||
Частка витрати пари третього відбору на П6
|
3
|
|
3(h3-h3’) ηп +(1+ 2)(h2-h3’)х хηп =жв (hП6 - hд-hжн) |
|
|
|
Частка витрати пари третього відбору на деаератор
|
3д
ок |
|
жв=1+2+з+3д+ок жвhд'=(1+2+з)h3+3дh3+окhок
|
|
|
Рівняння матеріального та теплового балансів вирішуються разом |
Частка витрати пари четвертого відбору на П 5
|
4 |
|
4(h4-h4) ηп =ок (hП5 - hП4) |
|
|
|
продовження таблиці 5.2
Величина
|
Позначення |
Елемент схеми |
Розрахункова формула |
Результат |
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
|||||
Частка витрати пари п’ятого відбору на П4
|
5 |
|
5(h5-h5’) ηп +4(h4’-h5’) ηп =ок (hП4 - hП3) |
|
|
|
Частка витрати пари шостого відбору на П3
|
6 |
|
6(h6-h6’) ηп +(4+ 5)(h5-h6’) ηп =ок (hП3 - hП2 )+( 4+ 5+6+7)(hП3-h7) 7(h7-h7’) ηп+(4+ 5+6)(h6-h7’) ηп=окх(hП2 - hП1) |
|
|
ок =ок-4- -5-6-7 |
Частка витрати пари сьомого відбору на П2
|
7 |
|
6(h6-h6’) ηп +(4+ 5)(h5-h6’) ηп =ок х((hП3 - hП2 )+( 4+ 5+6+7)(hП3-h7) 7(h7-h7’) ηп+(4+ 5+6)(h6-h7’) ηп=окх(hП2 - hП1) |
|
|
Рівняння для П3 і П2 вирішуються разом |
Частка витрати пари восьмого відбору на П1
|
8 |
|
8(h8-h8’) ηп =ок (hП1 - hк ) |
|
|
|
закінчення таблиці 5.2
Величина
|
Позначення |
Елемент схеми |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
|||||
Частки витрати відпрацьованої пари з турбіни до конденсатора та основного конденсату до підігрівників
|
кп
квих |
|
1-1-2-3-3д-4-5-6-7-8
ок-4-5-6-7-8-втр-ущ-еж
|
|
|
=(кп-кк)/ (( кп+кк)2)) х100%0,5% [1]
|
Таблиця 5.3- Визначення коефіцієнтів недовироблення потужності регенеративними відборами пари
Величина |
Позначення |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
||||
Коефіцієнт недовироблення потужності парою першого відбору |
у1 |
(h1-hХПП+hГПП- hК)/ ( h0-hХПП+hГПП- hК)= |
|
|
|
Коефіцієнт недовироблення потужності парою другого відбору |
у2 |
(hГПП- hК)/( h0-ХПП+hГПП- hК)= |
|
|
|
Коефіцієнт недовироблення потужності парою третього відбору |
у3 |
(h3- hК)/( h0-ХПП+hГПП- hК)= |
|
|
|
Коефіцієнт недовироблення потужності парою четвертого відбору |
у4 |
(h4- hК)/( h0-ХПП+hГПП- hК)= |
|
|
|
Коефіцієнт недовироблення потужності парою п’ятого відбору |
у5 |
(h5- hК)/( h0-ХПП+hГПП- hК)= |
|
|
|
Коефіцієнт недовироблення потужності парою шостого відбору |
у6 |
(h6- hК)/( h0-ХПП+hГПП- hК)= |
|
|
|
Коефіцієнт недовироблення потужності парою сьомого відбору |
у7 |
(h7- hК)/( h0-ХПП+hГПП- hК)= |
|
|
|
Коефіцієнт недовироблення потужності парою восьмого відбору |
у8 |
(h8- hК)/( h0-ХПП+hГПП- hК)= |
|
|
|
Коефіцієнт недовироблення потужності парою третього відбору на тробопривід |
уТП |
(h3- h5)/( h0-ХПП+hГПП- hК)= |
|
|
|
Величина |
Позначення |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
||||
|
1у1 |
|
|
|
|
|
2у2 |
|
|
|
|
|
(3+3д)у3 |
|
|
|
|
|
4у4 |
|
|
|
|
|
5у5 |
|
|
|
|
|
6у6 |
|
|
|
|
|
7у7 |
|
|
|
|
|
8у8 |
|
|
|
|
|
ТПуТП |
|
|
|
|
Витрата пари на турбіну D0,кг/с:
D0=Nх 103/((1-іуі)( h0-ХПП+hГПП- hК)мг)=
м=г=0.99 [1]
Таблиця 5.5- Визначення витрат пари і води на елементи ПТС
Величина |
Позначення |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
||||
Витрата пари першого відбору |
D1 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари другого відбору |
D2 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари третього відбору |
D3 D3д D3тп |
|
|
кг/с кг/с кг/с |
|
Витрата пари четвертого відбору |
D4 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари п’ятого відбору |
D5 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари шостого відбору |
D6 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари сьомого відбору |
D7 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари восьмого відбору |
D8 |
|
|
кг/с |
|
Витрата живильної води |
Dжв |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари на втрати |
Dвтр |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари на ежектор |
Dеж |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари на ущільнення |
Dущ |
|
|
кг/с |
|
Таблиця 5.6- Розрахунок сумарної потужності турбіни за відсіками
Величина |
Позначення |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
||||
Потужність першого відсіку |
N1 |
D0(h0-h1) мг= |
|
МВт |
|
Потужність другого відсіку |
N2
|
(D0-D1)(h1-h2) мг= |
|
МВт |
|
Потужність третього відсіку |
N3
|
(D0-D1-D2)(hГПП-h3) мг= |
|
МВт |
|
Потужність четвертого відсіку |
N4
|
(D0-D1-D2-D3-D3д-D3тп)(h3-h4) мг= |
|
МВт |
|
Потужність п’ятого відсіку |
N5
|
(D0-D1-D2-D3-D3д-D3тп –D4)(h4-h5) мг= |
|
МВт |
|
Потужність шостого відсіку |
N6
|
(D0-D1-D2-D3-D3д-–D4- D5)(h5-h6) мг= |
|
МВт |
|
Потужність сьомого відсіку |
N7
|
(D0-D1-D2-D3-D3д-–D4- D5- D6)(h6-h7) мг= |
|
МВт |
|
Потужність восьмого відсіку |
N8
|
(D0-D1-D2-D3-D3д-–D4- D5- D6- D7)(h7-h8) мг= |
|
МВт |
|
Потужність дев’ятого відсіку |
N9
|
(D0-D1-D2-D3-D3д-–D4- D5- D6- D7- D8)(h8-hR)х хмг= |
|
МВт |
|
Сумарна потужність відсіків |
∑Nі
|
N1+ N2+ N3+ N4+ N5+ N6+ N7+ N8+ N9= |
|
МВт |
|
Похибка розрахунку |
∆
|
(N- ∑Nі)/((N+ ∑Nі)/2)х100%
|
|
% |
∆0.5%,що задов. умовам [1] |
Таблиця 5.7-Визначення показників теплової економічності турбоустановки, енергоблоку
Величина
|
Позначення |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
|
|||
Повна витрата теплоти на ТУ з промперегрівом
|
Qту |
Dту (h0-hжв)+Dпп(hгпп-hхпп)-Dдв(hжв-hдв)= |
|
кВт |
Dпп=D0- -D1-D2=
|
ККД ТУ з виробництва електроенергії
|
ηтуе |
Nе/Qту= |
|
- |
Dту=D0+Dеж;+Dущ=
|
Питома витрата теплоти на виробництво електроенергії
|
qтуе |
1/ ηтуе= |
|
- |
|
Частковий ККД ТУ з виробництва електроенергії
|
ηе |
(Nе+Nтжн)/Qту= |
|
- |
|
Потужність турбопривода живильного насосу
|
Nтжн |
Nтжн=(D жвv жв(Pн-Pв)103)/ ηн= |
|
кВт |
v жв=0.0011м3/кг Рн=33 МПа Рв=0.7 МПа ηн=0.83[1] |
Теплове навантаження котельної установки
|
Qку |
Dка (h0-hжв)+Dпп(hгпп--hхпп)= |
|
кВт |
|
ККД транспорта теплоти
|
ηтр |
Qту/ Qка= |
|
- |
|
ККД ТЕЦ з виробництва електроенергії
|
ηсе |
ηе ηка ηтр= |
|
- |
ηка=0.87-0.93[1] |
Питома витрата умовного палива на виробництво електроенергії
|
bу |
123/ ηсе= |
|
г/(кВт·год) |
|
6 Розрахунок елементів ПТС з турбоустановкою Т-250/300-23,5
Таблиця 6.1- Таблиця параметрів робочого середовища в точках процесу
Точка процесу |
Назва потоку, підігрівника |
Пара гріюча |
Дренаж гріючої пари |
Температурний напір, , 0С |
Вода живильна, конденсат основний |
||||||||
Pі,МПа |
tі, 0С |
hі,,кДжкг |
pі,,МПа |
t,1, 0С |
h,і,,кДжкг |
pпі,МПа |
t пі, 0С |
hпі,,кДжкг |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
||
0 |
Пара свіжа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0 |
Пара свіжа після СРК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
Пара першого відбору на ПВТ8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2(ХПП) |
Пара другого відбору на ПВТ7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ГПП |
Гарячий промперегрів |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
Пара третього відбору на ТЖН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
Пара четвертого відбору наПВТ6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5 |
Пара пятого відбору на Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6 |
Пара шостого відбору на ПНТ5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
7 |
Пара сьомого відбору на ПНТ4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
8 |
Пара восьмого відбору на ПНТ3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
9 |
Пара дев’ятого відбору на ПНТ2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
К |
Пара в конденсатор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Величина
|
Позна-чення |
Елемент схеми |
Розрахункова формула |
Результат |
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
|||||
Частка витрати пари першого відбору на П8
|
D1 |
|
D1(h1-h1) ηп =Dжв (hП8 - hП7) |
|
|
Dжв =D0+Dут +Dущ +Dеж=D0+ 0.02D0+0.005D0+0.01D0=1.035D0 ηп=0.99[1] |
Частка витрати пари другого відбору на П 7
|
D2 |
|
D2(h2-h2’) ηп +D1(h1’-h2’) ηп =Dжв (hП7 - hП6) |
|
|
|
Частка витрати пари третього відбору на ТП
|
D3 |
|
Dжв hжн/Hітп ηнм |
|
|
hжн=(vсер(pн-pв) 103 )/н vсерpсер=(pн+pв) н=0.83 ηнм=0.98 [1] |
|
продовження таблиці 6.2
Величина
|
Позна-чення |
Елемент схеми |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
|||||
Частка витрати пари четвертого відбору на П6
|
D4 |
|
D4(h4-h4’) ηп +(D1+ D2)(h2-h4’) х хηп =Dжв (hП6 - hд-hжн) |
|
|
|
Частка витрати пари п’ятого відбору на деаератор
|
D5
Dок |
|
Dжв= D1+ D2+ D4+ D5+ Dок Dжв hд' = (D1+ D2+ D4) h 4+ D5 h 5 + Dок hП5 |
|
|
Рівняння матеріального та теплового балансів вирішуються разом |
Частка витрати пари шостого відбору на П 5
|
D6 |
|
D6(h6-h6) ηп =Dок (hП5 - hП4) |
|
|
|
Витрата пари на СПН |
DСПН |
|
GСВ =QТ103/(4.19(tпр-tзв) DСПН(h9-h9)п= G 4.19(tСПН-tзв) |
|
кг/с кг/с |
|
продовження таблиці 6.2
Величина
|
Позначення |
Елемент схеми |
Розрахункова формула |
Результат |
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
|||||
Витрата пари на СПВ |
DСПВ |
|
DСПВ(h8-h8)п= G 4.19(tСПВ-tСПН) |
|
кг/с |
|
Частка витрати пари сьомого відбору на П4
|
D7 |
|
D7(h7-h7’) ηп +D6 (h6-h7’) ηп =(Dок- DСПВ) (hП4 -h П3)+ DСПВ(hП4- h8’) |
|
|
|
Частка витрати пари восьмого відбору на П3
|
D8 |
|
D8(h8-h8’) ηп +(D6+ D7)(h7-h8’) ηп =(Dок- DСПВ – DСПН)х (hП3 - hП2)+ +DСПН(hП3- h9’) |
|
|
|
Частка витрати пари дев’ятого відбору на П2
|
D9
|
|
D9(h9-h9’) ηп +(D6+ D7+D8)(h8-h9’) ηп =(Dок - DСПВ – DСПН ) (hП2 - hК) |
|
|
|
закінчення таблиці 6.2
Величина
|
Позначення |
Елемент схеми |
Розрахункова формула |
Результат |
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
|||||
Частки витрати відпрацьованої пари з турбіни до конденсатора та основного конденсату до підігрівників
|
Dкп
Dк к |
|
D0-D1-D2-D4-D5-D6-D7-D8-D9-DВСП-DНСП=
Dок- D6-D7-D8-D9- DВСП-DНСП -Dдв-Dеж-Dущ=
|
|
|
D=(Dкп-Dкк)/ ((Dкп+Dкв)2)) х100%0,5% [1]
|
Таблиця 6.3- Визначення витрати свіжої пари на турбіну
Величина |
Позначення |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
||||
Потужність першого відсіку |
N1 |
D0(h0-h1)мг |
D0 |
- |
м=г=0.99 [1] |
Потужність другого відсіку |
N2
|
(D0- D1) (h1-h2)мг |
D0 |
- |
|
Потужність третього відсіку |
N3
|
(D0- D1- D2) (hгпп-h3)мг |
D0 |
- |
|
Потужність четвертого відсіку |
N4
|
(D0- D1- D2- D3) (h3- h4)мг |
D0 |
- |
|
Потужність п’ятого відсіку |
N5
|
(D0- D1- D2- D3 -D4) (h4- h5)мг |
D0 |
- |
|
Потужність шостого відсіку |
N6
|
(D0- D1- D2- D3 -D4-D5) (h5- h6)мг |
D0 |
- |
|
Потужність сьомого відсіку |
N7
|
(D0- D1- D2 -D4-D5-D6) (h6- h7)мг |
D0 |
- |
|
Потужність восьмого відсіку |
N8
|
(D0- D1- D2 -D4-D5-D6-D7) (h7- h8)мг |
D0 |
- |
|
Потужність дев’ятого відсіку |
N9
|
(D0- D1- D2 -D4-D5-D6-D7-D8- DСПВ) (h8- h9)мг |
D0 |
- |
|
Потужність десятого відсіку |
N10
|
(D0- D1- D2 -D4-D5-D6-D7-D8-D9- DСПВ- DСПН) (h9- hк)мг |
D0 |
- |
|
Сумарна потужність відсіків |
∑Nі
|
N1+ N2+ N3+ N4+ N5+ N6+ N7+ N8+ N9+ N10 |
D0 |
- |
|
Витрата свіжої пари на турбіну |
D0
|
250х103= ∑Nі 250х103= D0 |
|
кг/с |
|
Таблиця6.4- Визначення витрат пари на елементи ПТС
Величина |
Позначення |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
||||
Витрата пари першого відбору |
D1 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари другого відбору |
D2 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари третього відбору |
D3 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари четвертого відбору |
D4 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари п’ятого відбору |
D5 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари шостого відбору |
D6 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари сьомого відбору |
D7 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари восьмого відбору |
D8 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари дев’ятого відбору |
D9 |
|
|
кг/с |
|
Витрата живильної води |
Dжв |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари на утрати |
Dут |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари на ежектор |
Dеж |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари на ущільнення |
Dущ |
|
|
кг/с |
|
Таблиця 6.5- Розрахунок сумарної потужності турбіни за відсіками
Величина |
Позначення |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
||||
Потужність першого відсіку |
N1 |
D0(h0-h1)мг |
|
МВт |
|
Потужність другого відсіку |
N2
|
(D0- D1) (h1-h2)мг |
|
МВт |
|
Потужність третього відсіку |
N3
|
(D0- D1- D2) (hгпп-h3)мг |
|
МВт |
|
Потужність четвертого відсіку |
N4
|
(D0- D1- D2- D3) (h3- h4)мг |
|
МВт |
|
Потужність п’ятого відсіку |
N5
|
(D0- D1- D2- D3 -D4) (h4- h5)мг |
|
МВт |
|
Потужність шостого відсіку |
N6
|
(D0- D1- D2- D3 -D4-D5) (h5- h6)мг |
|
МВт |
|
Потужність сьомого відсіку |
N7
|
(D0- D1- D2 -D4-D5-D6) (h6- h7)мг |
|
МВт |
|
Потужність восьмого відсіку |
N8
|
(D0- D1- D2 -D4-D5-D6-D7) (h7- h8)мг |
|
МВт |
|
Потужність дев’ятого відсіку |
N9
|
(D0- D1- D2 -D4-D5-D6-D7-D8- DСПВ) (h8- h9)мг |
|
МВт |
|
Потужність десятого відсіку |
N10
|
(D0- D1- D2 -D4-D5-D6-D7-D8-D9- DСПВ- DСПН) (h9- hк)мг |
|
МВт |
|
Сумарна потужність відсіків |
∑Nі
|
N1+ N2+ N3+ N4+ N5+ N6+ N7+ N8+ N9+ N10 |
|
МВт |
|
Похибка розрахунку |
∆
|
(N- ∑Nі)/((N+ ∑Nі)/2)х100%
|
|
% |
∆0.5%, [1]
|
Таблиця 6.6-Визначення показників теплової економічності турбоустановки, енергоблоку
Величина
|
Позначення |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
||||
Повна витрата теплоти на ТУ з промперегрівом
|
Qту |
Dту (h0-hжв)+Dпп(hгпп-hхпп)-Dдв(hжв-hдв)= |
|
кВт |
Dпп=D0- -D1-D2= |
ККД ТУ з виробництва електроенергії
|
ηтуе |
Nе/Qтуе= |
|
- |
Dту=D0+Dеж+Dвтр= Qтуе= Qту- -Qт= |
Питома витрата теплоти на виробництво електроенергії
|
qтуе |
1/ ηтуе= |
|
- |
|
Частковий ККД ТУ з виробництва електроенергії
|
ηе |
(Nе+Nтжн)/Qтуе= |
|
- |
|
Потужність турбопривода живильного насосу
|
Nтжн |
Nтжн=(D жвv жв(Pн-Pв)103)/ ηн= |
|
кВт |
ηн=0.83; Рн=33МПа; Рв=0.7М Па; v=0.0011 м3/кг [1]
|
Теплове навантаження котельної установки
|
Qку |
Dка (h0-hжв)+Dпп(hгпп--hхпп)= |
|
кВт |
|
ККД транспорта теплоти
|
ηтр |
Qту/ Qка= |
|
- |
|
ККД ТЕЦ з виробництва електроенергії |
ηсе |
ηе ηка ηтр= |
|
- |
ηка=0.87-0.93 [1]
|
ККД ТЕЦ з виробництва теплоти |
ηст |
ηт ηка ηтр= |
|
|
ηт=0.99 ККД підігрівника сітьової води1 |
Питома витрата умовного палива на виробництво електроенергії |
bуе |
123/ ηсе= |
|
г/(кВт·год) |
|
Питома витрата умовного палива на виробництво теплоти |
bут |
34.1/ ηст |
|
кДж/(кггод) |
|
7 Розрахунок елементів ПТС з турбоустановкою Т-110/120-12,8
Таблиця 7.1- Таблиця параметрів робочого середовища в точках процесу
Точка процесу |
Назва потоку, підігрівника |
Пара гріюча |
Дренаж гріючої пари |
Температурний напір, ,0 С |
Вода живильна, конденсат основний |
||||||||
p,МПа |
t, 0С |
h ,кДжкг |
p,,МПа |
t,, 0С |
h`,кДжкг |
pп,МПа |
t п, 0С |
hп, кДжкг |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
||
0 |
Пара свіжа |
|
|
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
||
0 |
Пара свіжа після СРК |
|
|
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
||
1 |
Пара першого відбору на ПВТ7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
Пара другого відбору на ПВТ6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
Пара третього відбору на ПВТ6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
Пара третього відбору на Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
Пара четвертого відбору на ПНТ4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5 |
Пара п’ятого відбору на ПНТ3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6 |
Пара шостого відбору на ПНТ2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
7 |
Пара сьомого відбору на ПНТ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
К |
Пара в конденсатор |
|
|
|
|
|
|
- |
- |
- |
- |
||
Величина
|
Позначення |
Елемент схеми |
Розрахункова формула |
Результат |
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
|||||
Частка витрати пари першого відбору на П 7
|
D1 |
|
D1(h1-h1/)ŋп=DЖВ(hп7-hп6)
|
D0 |
|
Dжв =D0+Dут+ Dпр+Dущ +Dеж=D0+ 0.02D0+0.004D0+0.001D0+0.03D0= =1.055 D0 ηп=0.99[1] |
Частка витрати пари другого відбору на П 6
|
D2 |
|
D2(h2-h2’)ŋп+D1(h1’-h2’)ŋп=DЖВ(hп6-hп5)
|
D0 |
|
|
Частка витрати пари третього відбору на ПНТ5
|
D3 |
|
D3(h3-h3’)ŋп+(D1+D2)(h2’-h3’)ŋп=DЖВ(hп5-hд’)
|
D0 |
|
|
продовження таблиці 7.2
Величина
|
Позначення |
Елемент схеми |
Розрахункова формула |
Результат |
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
|||||
Частка витрати пари третього відбору на деаератор
|
Dзд
Dок |
|
Dжв=D1+D2+D3+D3д+Dok Dжвhд'=(D1+D2+D3)h3’+D3дh3+Dokhок
|
D0
D0 |
|
Рівняння матеріального та теплового балансів вирішуються разом |
Частка витрати пари четвертого відбору на П 4
|
D4 |
|
D4(h4-h4’)ŋп=Dок(hп4-hп3)
|
D0 |
|
|
Частка витрати пари п’ятого відбору на П3
|
D5 |
|
D5(h5-h5’)ŋп+D4(h4’-h5’)ŋп=Dок(hп3-hп2)
|
D0 |
|
|
Частка витрати пари шостого відбору на П2
|
D6 |
|
D6(h6-h6’)ŋп+(D4+D5)(h5’-h6’)ŋп=Dок(hп2-hп1)
|
D0 |
|
|
закінчення таблиці 7.2
Величина
|
Позначення |
Елемент схеми |
Розрахункова формула |
Результат |
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
|||||
Частка витрати пари сьомого відбору на П1
|
D7 |
|
D7(h7-h7’)ŋп+(D4+D5+D6)(h7’-h6’)ŋп= Dок(hп1-hк,)
|
D0 |
|
|
Частки витрати відпрацьованої пари з турбіни до конденсатора та основного конденсату до підігрівників
|
Dкп
Dк к |
|
D0-D1-D2-D3-D3д-D4-D5-D6-D7=
Dок-D4-D5-D6-D7-Dвтр-Dущ-Dеж-Dпр= |
D0
D0 |
|
Похибка розрахунку D=(Dкп-Dкк)/ ((Dкп+Dкв)2)) х100%0,5% [1]
|
Примітка. Приклад наданий для розрахунку без врахування теплового навантаження
Величина |
Позначення |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
||||
Потужність першого відсіку |
N1 |
D0(h0-h1)ŋмŋг= |
D0
|
- |
м=ŋг=0.99 [1]
|
Потужність другого відсіку |
N2
|
(D0-D1)(h1-h2)ŋмŋг= |
D0
|
- |
|
Потужність третього відсіку |
N3
|
(D0-D1-D2)(h2-h3)ŋмŋг= |
D0
|
- |
|
Потужність четвертого відсіку |
N4
|
(D0-D1-D2-D3*)(h3-h4)ŋмŋг= |
D0
|
- |
D3*= D3+ D3д |
Потужність п’ятого відсіку |
N5
|
(D0-D1-D2-D3*-D4)(h4-h5)ŋмŋг= |
D0
|
- |
|
Потужність шостого відсіку |
N6
|
(D0-D1-D2-D3*-D4-D5)(h5-h6)ŋмŋг= |
D0
|
- |
|
Потужність сьомого відсіку |
N7
|
(D0-D1-D2-D3*-D4-D5-D6)(h6-h7)ŋмŋг= |
D0
|
- |
|
Потужність восьмого відсіку |
N8
|
(D0-D1-D2-D3*-D4-D5-D6-D7)(h7-hk)ŋмŋг= |
D0
|
- |
|
Сумарна потужність відсіків |
∑Nі
|
N1+N2+N3+N4+N5+N6+N7+N8= |
D0
|
- |
|
Витрата свіжої пари на турбіну |
D0
|
|
|
кг/с |
|
Таблиця 7.4 -Визначення витрат пари та води на елементи ПТС
Величина |
Позначення |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
||||
Витрата пари першого відбору |
D1 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари другого відбору |
D2 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари третього відбору |
D3 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари четвертого відбору |
D4 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари п’ятого відбору |
D5 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари шостого відбору |
D6 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари сьомого відбору |
D7 |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари третього відбору на Д |
D3д |
|
|
кг/с |
|
Витрата живильної води |
Dжв |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари на утрати |
Dут |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари на ежектор |
Dеж |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари на ущільнення |
Dущ |
|
|
кг/с |
|
Витрата пари на продувку |
Dпр |
|
|
кг/с |
|
Таблиця 7.5- Розрахунок сумарної потужності турбіни за відсіками
Величина |
Позначення |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
||||
Потужність першого відсіку |
N1 |
D0(h0-h1)ŋмŋг= |
|
кВт |
|
Потужність другого відсіку |
N2
|
(D0-D1)(h1-h2)ŋмŋг= |
|
кВт |
|
Потужність третього відсіку |
N3
|
(D0-D1-D2)(h2-h3)ŋмŋг= |
|
кВт |
|
Потужність четвертого відсіку |
N4
|
(D0-D1-D2-D3*)(h3-h4)ŋмŋг= |
|
кВт |
|
Потужність п’ятого відсіку |
N5
|
(D0-D1-D2-D3-D4)(h4-h5)ŋмŋг= |
|
кВт |
|
Потужність шостого відсіку |
N6
|
(D0-D1-D2-D3*-D4-D5)(h5-h6)ŋмŋг= |
|
кВт |
|
Потужність сьомого відсіку |
N7
|
(D0-D1-D2-D3-D4-D5-D6)(h6-h7)ŋмŋг= |
|
кВт |
|
Потужність восьмого відсіку |
N8
|
(D0-D1-D2-D3*-D4-D5-D6-D7)(h7-hk)ŋмŋг= |
|
кВт |
|
Сумарна потужність відсіків |
∑Nі
|
N1+N2+N3+N4+N5+N6+N7+N8= |
|
кВт |
|
Похибка розрахунку |
∆
|
(N- ∑Nі)/((N+ ∑Nі)/2)х100%
|
|
% |
∆0.5%, [1]
|
Таблиця 7.6-Визначення показників теплової ефективності турбоустановки, енергоблоку
Величина
|
Позначення |
Розрахункова формула |
Результат
|
Примітка |
|
Числове значення |
Одиниця |
||||
Повна витрата теплоти на ТУ з промперегрівом
|
Qту |
Dту(h0-hжв)= |
|
кВт |
Dту=D0+Dеж;+ Dвтр=
|
ККД ТУ з виробництва електроенергії
|
ηтуе |
Ny/Qту=
|
|
- |
|
Питома витрата теплоти на виробництво електроенергії
|
qтуе |
1/ηтуе= |
|
- |
|
Частковий ККД ТУ з виробництва електроенергії
|
ηе |
ΣNі/Qту=
|
|
- |
|
Теплове навантаження котельної установки
|
Qку |
Dку(hку-hжв)+Dпр(hб-hжв)= |
|
кВт |
Dку=Dжв
|
ККД транспорта теплоти
|
ηтр |
Qту/Qку=
|
|
- |
|
ККД ТЕЦ з виробництва електроенергії
|
ηсе |
ηтуехηтрхηку=
|
|
- |
ηку= 0.87-0.93 [1] |
Питома витрата умовного палива на виробництво електроенергії
|
bу |
123/ηсе=123/ |
|
г/(кВт·год) |
|
8 Розрахунок теплової ефективності турбоустановки, енергоблоку
8.1 Розрахунок теплової економічності турбоустановки
8.1.1 Повна витрата теплоти на турбоустановку (без промперегріву), кВт
QТУ=DТУ(h0-hЖВ),
де DТУ-повна витрата свіжої пари на турбоустановку з урахуванням витрати пари на ежектори та ущільнення турбіни, кг/с
DТУ= D0+ DЕЖ+ DУЩ, де
D0-витрата пари на турбіну, кг/с
DЕЖ- витрата пари на ежектори, кг/с
DУЩ- витрата пари на ущільнення, кг/с
h0, hЖВ- ентальпії свіжої пари та живильної води, кДж/кг.
Повна витрата теплоти на турбоустановку з промперегрівом, кВт
QТУ=DТУ(h0-hЖВ)+DПП(hГПП-hХПП)-DДОД В(hЖВ-hДОД.В) ,де
DПП- витрата пари на ЦСТ після промперегріву, кг/с.
Для теплофікаційної турбоустановки Т-250/300-240 та конденсаційної турбоусновки К-300-240
DПП= D0- D1- D2, де D1, D2- витрати пари відповідно у перший та другий відбори турбіни, кг/с.
DДОД В- витрата додаткової води для компенсації втрат пари та води в пароводяному тракті, кг/с
DДОД В = DвТР, враховується, якщо додаткова вода вводиться в конденсатор ТУ.
hГПП- ентальпія пари після промперегріву, уДж/кг
hХПП- ентальпія пари перед промперегрівом, кД/кг
hДОД.В- ентальпія додаткової води, кДж/кг
hДОД.В= cВtХОВ, де cВ=4,19 кДж/кг- теплоємкість води, tХОВ- температура хімічно знесоленої води, звичайно приймається 36-380С.
8.1.2 Витрата теплоти, яка відпущена зовнішнім споживачам з парою теплофікаційних відборів QТ,кВт (приймається за завданням).
8.1.3 Витрата теплоти, яка відпущена зовнішнім споживачам з парою технологічного відбору, кВт
QП=D ПhП-D ЗВ Кh ЗВ К-(DП-DЗВ К)hХОВ, де
DП- витрата пари на виробництво, кг/с
DЗВ К- витрата зворотного конденсату, кг/с
hП, hЗВК- ентальпії відповідно пари технологічного відбору та зворотного конденсату, кДж/кг
hЗВК=cВtЗВ К [3]
8.1.4 Витрата теплоти турбоустановки на виробництво електроенергії
QТУЕ= QТУ- QТ
8.1.5 Коефіцієнт корисної дії турбоустановки з виробництва електроенергії (внутрішній)
ТУЕ=NЕ/QТУЕ, де електрична потужність турбоагрегату NЕ= Nі
8.1.6 Питома витрата теплоти на виробництво електроенергії
qТУЕ=1/ТУЕ
8.1.7 Частковий ККД турбоустановки з виробництва електроенергії
Е=( NЕ+ NТЖН)/ QТУЕ, де NТЖН- потужність турбіни, яка є приводом живильного насосу, кВт
NТЖН=DЖВvСЕР (pН-pВ)103/Н,
DЖВ- витрата живильної води на насос, кг/с
vСЕР- питомий об’єм води при середньому тиску,м3/кг
pСЕР= (pН+pВ)/2, МПа
pН- тиск в напірному колекторі живильного насоса , МПа
pВ- тиск на стороні всмоктування ( тиск в деаераторі живильної води),МПа
Н- ККД насоса (приймаємо 83%)
8.2.1 Теплове навантаження котельної установки, кВт
QКУ=DКУ(h0-hЖВ)+DПП(hГПП-hХПП)+ DПР(hПР-hЖВ), де
DКУ- парове навантаження котла, кг/с
DПР- втрата з продувкою, кг/с
hПР- ентальпія продувочної води, визначається за довідником 6, як ентальпія води в стані насичення при тиску в барабані котла.
ТР= QТУ/ QКУ
СЕ=ТУЕТРКУ
СТ=ПТРКУ , де П- ККД підігрівників теплової мережі
(99-99,5%)
бУЕ = 123/СЕ, г ум. п./( кВт год)
бУТ=34,1/ СТ, кг/(гДж год)[1],[4].
9 Розрахунок принципової теплової схеми за допомогою табличного редактора MS EXCEL
Теоретичні відомості
MS Excel належить до програмних продуктів, які загалом звуться електронні таблиці. Електронна таблиця — це інтерактивна програма, що складається з набору рядків і стовпців, зображених на екрані в спеціальному вікні. Ділянка, що перебуває на перетинанні рядка й стовпця, називається коміркою. В комірці можуть перебувати число, текст або формула, за допомогою якої здійснюють обчислення, що відносяться до однієї або декількох комірок. Комірку можна копіювати, переміщати, змінювати її розмір, форматувати, а також редагувати відображувану в них інформацію. При зміні вмісту комірки відбувається автоматичне перерахування вмісту всіх комірок, що використовують у формулах значення зміненої комірки.
Формулою в MS Excel називається вираз, що починається зі знака рівності. Формули можна копіювати, переміщати та видаляти. У формулах використовуються математичні операції, операції порівняння, конкатенації (злиття) рядків, адреси комірок або діапазонів, строкові константи, а також вбудовані й користувальницькі функції. Якщо ввести формулу в комірку, то в цій комірці на робочому листі відображається результат розрахунку по формулі. При виборі комірки текст формули видний у рядку формул.
У рядку редагування формули є три кнопки: щиглик по [v] підтверджує внесені у формулу зміни, по [x] – скасовує, а кнопка [fx] дозволяє вставити функцію MS Excel. Вставка у формулу пробілів і розривів рядка не впливає на результат обчислень, однак не можна відокремлювати ім'я книги від імені листа й комірки. Розрив рядка вводиться комбінацією <Alt+Enter>. Для того, щоб видалити з комірки формулу, залишивши тільки повернуте їй значення, потрібно вибрати комірку, а потім послідовно натиснути <F2>, <F9> та <Enter>.
У формулах припустимі наступні операції:
+ Додавання
- Вирахування або знак мінус
* Множення
/ Ділення
^ Зведення в степінь
& Конкатенація (тобто зчеплення рядків)
= Логічне порівняння: дорівнює
< Логічне порівняння: більше ніж
> Логічне порівняння: менше ніж
<> Логічне порівняння: не дорівнює
>= Логічне порівняння: не менше ніж
<= Логічне порівняння: не більше ніж
Наведемо приклади формул робочого листа й виконувані формулами дії:
=3*2 Множить три на два
=А1+А2 Складає вміст комірок A1 й А2
= А2^2/3 Зводить вміст комірки А2 у степінь 2/3
=СУММ(А1:А4) Повертає суму значень із діапазону комірок А1:А4
(використовується вбудована функція СУММ).
=А1>А2 Повертає значення ИСТИНА, якщо вміст комірки А1 більше вмісту комірки А2, і повертає ЛОЖЬ в противному випадку
=Al&B1 Конкатенація (з'єднання) двох текстових рядків з комірок А1 й В1 (якщо в комірці A1 введене – Иван, а в B1 – Сидоров, то формула поверне значення ИванСидоров).
За допомогою круглих дужок можна змінити у формулах звичайний порядок виконання операцій. При введенні у формулу посилання на комірку або діапазон переважніше не набирати це посилання із клавіатури, а вибрати мишею або шукану комірку, або діапазон. Посилання на обрану комірку або діапазон буде вставлене у формулу автоматично.
Абсолютна і відносна адресація, зовнішні та тривимірні посилання
У формулах використовуються відносні, абсолютні й змішані посилання. Відносне посилання - це посилання, що автоматично змінюється при зміні адреси комірки й позначається простим зазначенням відповідних рядків і стовпців, наприклад А10, С11 і т.д. Вона використовується за замовчуванням. Наприклад, якщо обчислюється вираз СУММ(С1:С10), то при переміщенні комірок у діапазон D1:D10, формула автоматично зміниться на СУММ(D1:D10).
Абсолютне посилання - це посилання, що не змінюється при змінах адреси комірки. Абсолютне посилання позначається знаком $, що встановлюється перед ім'ям стовпця і номером рядка, наприклад - $A$1.
Змішане посилання - це посилання, що є сполученням абсолютної і відносної, вона закріплює адресу комірки по одному параметру (стовпцю або рядку), і змінює його по іншому. Частина адреси, що закріплюється, позначається знаком $. Наприклад, якщо обчислюється вираз =СУММ($C1:$C10), те при переміщенні комірок у діапазон D10:D20 формула автоматично зміниться на =СУММ($C10:$C20).
Посилання на комірки, що знаходяться в інших книгах, називаються зовнішніми. Зовнішнє посилання організується завданням імені книги, листа та комірки: [Книга1]Лист1!A1.
MS Excel дозволяє у формулах використовувати тривимірні посилання на комірки та діапазони, тобто об'єднати в одному посиланні кілька комірок або діапазонів комірок, розташованих на різних робочих листах.
Як приклад використання тривимірного посилання наведемо наступну формулу, що повертає суму значень із діапазонів, розташованих у робочих листах Лист1, Лист2 та Лист3:
=СУММ(Лист1!:Лист3!А1:В2)
Використання майстра функцій
Введення формул в комірку можна робити або із клавіатури, або за допомогою діалогового вікна Мастер функций, що відображається або вибором команди Вставка -> Функция, або натисканням кнопки Вставка функции на панелі інструментів Стандартная. Майстер функцій містить список всіх функцій робочого листа, довідки по їхньому синтаксису та застосуванню.
В Excel вбудовано велику кількість різних функцій, які полегшують виконання обчислень на робочому листі. Звертання до функції завжди складається з імені функції, круглих дужок і, як правило, арґументів функцій. Для більшості функцій необхідно задавати арґументи. Арґументи беруться в круглі дужки. Окремі арґументи слід розділяти крапкою з комою. Якщо для функції не потрібно вказувати аргументи, круглі дужки все рівно повинні бути введені. Функцію можна ввести звичайним шляхом, як і будь-який вміст комірки – з клавіатури. Регістр при введенні функції не враховується. Excel автоматично запише ім’я функції великими літерами. Для вставки функції Excel дозволяє користуватися майстром функцій.
Майстер функцій буде автоматично запущений після вибору команди Вставка->Функция. Майстер функцій послідовно виводить два діалогових вікна. В першому вибирається функція, в другому задаються арґументи. Якщо в комірку ввести знак “дорівнює” чи натиснути кнопку з цим знаком в рядку формул, то в полі імен з’явиться кнопка з іменем функції, яка використовувалась останньою. Поряд з цією кнопкою міститься кнопка зі стрілкою вниз, натиснувши яку можна розгорнути список функцій, які використовувались раніше. Якщо клацнути в цьому списку на деякій функції (або на кнопці з іменем функції, не розгортаючи список), то майстер розкриє для неї вікно вибору параметрів. Якщо необхідна функція в списку відсутня, слід клацнути на елементі Другие функции. Майстер функцій розкриє перше зі своїх вікон і надасть вам можливість вибору з повного списку доступних функцій.
В Excel вбудовано фінансові, математичні функції, функції дати та часу, статистичні, функції посилання і масиву, функції списку, текстові функції, логічні, інформаційні, технічні функції.
Розглянемо функцію ЕСЛИ, яка відноситься до логічних функцій.
Всі логічні функції, за винятком функції ЕСЛИ, повертають логічне значення (true або false – правда або неправда).
ЕСЛИ(логічний вираз;значення, якщо true;значення, якщо false)
Функція ЕСЛИ повертає перше значення, якщо логічний вираз при обчисленні дає значення true і друге значення, якщо false.
Функція ЕСЛИ використовується для перевірки значень формул і організації переходів в залежності від результатів цієї перевірки. Результат перевірки визначає значення, яке повертає функція ЕСЛИ.
Рекомендації до виконання завдання:
Його виконання краще розбити на два етапи:
1-й етап. Створення таблиці.
Основна задача вмістити таблицю по ширині сторінки. Для цього:
У результаті ви одержите у вигляді вертикальної і горизонтальної пунктирних ліній праву і нижню границі.
Авторозбивка на сторінки дозволяє вже в процесі набору даних і форматування таблиці стежити за тим, які стовпці містяться на сторінці, а які ні.
Створіть таблицю по запропонованому зразку з таким же числом рядків і стовпців.
Для вертикальної орієнтації вмісту комірки використати команду Формат=>Комірки=> Вирівнювання=>Орієнтація – 90 градусів
На цьому етапі бажано виконати команду Файл → Предварительный просмотр, щоб переконатися, що таблиця цілком уміщається на сторінці по ширині і всі лінії обрамлення на потрібному місці.
2-й етап. Заповнення таблиці.
Полягає в заповненні таблиці, і використанні різних форматів числа.
Приклади розрахунків ПТС з турбоустановками Т-250/300-23,5,
Т-110/120-12,8 та К-300-23,5 представлені в додатках 1-6 відповідно
Додаток 1
Додаток 2
Додаток 3
Додаток 4
Додаток 5
Додаток 6
Додаток 7
Принципова теплова схема з турбіною К-300-23,5
Принципова теплова схема з турбіноюТ-250/300-23,5
Принципова теплова схема з турбіною Т-110/120-12,8
Показник |
Типорозмір |
||
К-300-23,5 |
Т-250/300-23.5 |
Т-110/120-12.8 |
|
Номінальна потужність,МВт |
300 |
250 |
110 |
Максимальна потужність,МВт |
320 |
300 |
120 |
Пара свіжа: тиск,МПа температура,0С витрата,т/год |
23,5 560 950 |
23,5 540 980 |
12,8 555 485 |
Пара проміжного перегріву: тиск,МПа температура,0С витрата,т/год
|
4,0/3,5 289/540 707 |
4,06/3,65 300/540 835 |
|
Відпрацьована пара: тиск,МПа сухість температура,0С витрата,т/год |
0,0035 0,95 27 572 |
0,005 1,0 33 |
0,005 1,0 33 |
Механічний ККД турбіни |
0,995 |
0,993 |
0,99 |
Число відборів пари для регенерації |
9 |
8 |
7 |
Місткість маслобаку,м3 |
56 |
66 |
26 |
Регулюючі відбори пари: тиск,МПа верхній теплофікаційний відбор нижній теплофікаційний відбор |
|
0,06-0,2 0,05-0,15 |
0,06-0,25 0,05-0,2 |
Відбір пари |
Підігрівник |
Параметри пари в камері відбору |
Кількість відібраної пари,т/год |
|
тиск, МПа |
Температура,0С |
|||
Турбіна К-300-23,5 |
||||
Перший |
ПВТ8 |
5,4 |
352 |
4205 |
Другий |
ПВТ7 |
3,87 |
309 |
80,5 |
Третій |
ПВТ6 |
1,49 |
446 |
33,0 |
Турбопривід ТЖН |
1,49 |
446 |
97,5 |
|
Деаератор 0,7 МПа |
1,49 |
446 |
11,0 |
|
Четвертий |
ПНТ5 |
0,413 |
284 |
19,0 |
П’ятий |
ПНТ4 |
0,243 |
260 |
22,0 |
Шостий |
ПНТ3 |
0,128 |
171 |
21,5 |
Сьомий |
ПНТ2 |
0,0616 |
106 |
17,0 |
Восьмий |
ПНТ1 |
0,0268 |
64 |
24,5 |
Турбіна Т-250/300-23,5 |
||||
Перший |
ПВТ8 |
5,88 |
345 |
51,3 |
Другий |
ПВТ7 |
4,15 |
300 |
93,3 |
Третій |
Турбопривід ТЖН |
2,53 |
485 |
151,0 |
Четвертий |
ПВТ6 |
1,73 |
435 |
35,3 |
П’ятий |
Деаератор 0,7 МПа |
1,03 |
365 |
15,4 |
Шостий |
ПНТ5 |
0,47 |
340 |
12,5 |
Сьомий |
ПНТ4 |
0,285 |
230 |
19,6 |
Восьмий |
ПНТ3,ПГС1 |
0,095 |
135 |
130,0 |
Девятий |
ПНТ2, ПГС2 |
0,028 |
135 |
60 |
Турбіна Т-110/120-12,8 |
||||
Перший |
ПВТ7 |
3,32 |
379 |
17,5 |
Другий |
ПВТ6 |
2,28 |
337 |
27,8 |
Третій |
ПВТ5 |
1,22 |
266 |
16,9 |
Деаератор,0,6 МПа |
1,22 |
266 |
6,6 |
|
Четвертий |
ПНТ4 |
0,47 |
190 |
11,4 |
Пятий |
ПНТ3 |
0,294 |
133 |
22,2 |
Шостий |
ПНТ2 |
0,098 |
133 |
7,0 |
Сьомий |
ПНТ1 |
0,037 |
133 |
0,6 |
1 Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции. - М.: Энергия, 1987.
2 Елизаров Д. П. Теплоэнергетические установки электростанций. - М.: Энергоиздат, 1982.
3 Гиршфельд В.Я., Морозов Г.Н. Тепловые электрические станции. - М.: Энергия, 1986.
4 Стерман Л.С., Шарков А.Т., Тевлин С.А. Тепловые и атомные электростанции.- М.: Энергия,1995.
5 Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети.- М.: Энергоиздат, 1982.
6 Ривкин С.П., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
1