20 вересня о 18:00Вебінар: Numicon (Нумікон): проста математика для всіх

Методичний посібник щодо розрахунку принципової теплової схеми енергоблоків різних типів ТЕС

Про матеріал
Даний методичний посібник розроблений, як керівництво для виконання курсового проекту з спеціальної дисципліни "Теплові електричні станції". При виконанні курсового проекту студенти відпрацьовують навики використання прикладного програмного забезпечення:MS WORD, MS EXCEL, MS VISIO
Перегляд файлу

Міністерство освіти і науки України

Державний вищий навчальний заклад

“Київський енергетичний коледж”

 

 

 

 

                                                                                       Затверджую

                                                            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                                                           

 

 

 

 

РОЗГЛЯНУТО ТА СХВАЛЕНО                                        

на засіданні ЦПК №3

Протокол № ____ від___________

Голова ЦПК __________Л.О. Подушко

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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:

  • Вибір параметрів пари в регенеративних відборах;
  • Вибір типу регенеративних підігрівників(переважно поверхневого типу);
  • Вибір схеми відводу дренажу гріючої пари ПВТ(звичайно каскадної);
  • Вибір схеми відводу дренажу гріючої пари ПНТ(каскадної або змішаної);
  • Вибір тиску в деаераційної колонці( деаераторі);
  • Вибір типу привода живильного насосу(електро або турбопривод);
  • Вибір схеми включення приводної турбіни живильного турбонасосу(ЖТН) в теплову схему турбоустановки;
  • Вибір місця введення в схему додаткової води для поповнення втрат пари і конденсату;
  • Вибір схеми відпуску теплоти для потреб теплофікації .

 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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 5.2-Розрахунок часток витрат пари  та води  на елементи ПТС

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)=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
        Таблиця 5.4

Величина

Позначення

Розрахункова формула

Результат

 

Примітка

Числове значення

Одиниця

 

1у1

 

 

 

 

 

 

2у2

 

 

 

 

 

 

(3+3д3

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 6.2-Розрахунок часток витрат пари     та води  на елементи ПТС

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- DСПВDСПН)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 - DСПВDСПН ) (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

 

 

 

 

 

 

-

-

-

-

  

 

 

 

 

Таблиця 7.2-Розрахунок часток витрат пари     та води  на елементи ПТС

Величина

 

Позначення

Елемент схеми

Розрахункова формула

Результат

 

Примітка

Числове значення

Одиниця

 

Частка витрати пари першого відбору на П 7

 

 

 

 

 

 

D1

     

D1(h1-h1/п=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-h2п+D1(h1-h2п=DЖВ(hп6-hп5)

 

           D0

 

 

 

Частка витрати пари третього відбору  на ПНТ5

 

 

 

 

 

 

 

D3

   

D3(h3-h3п+(D1+D2)(h2-h3п=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-h4п=Dок(hп4-hп3)

 

 

 

 

D0

 

 

 

Частка витрати пари п’ятого відбору  на П3

 

 

 

 

D5

  

D5(h5-h5п+D4(h4-h5п=Dок(hп3-hп2)

 

 

           D0

 

 

 

Частка витрати пари шостого відбору на П2

 

 

D6

 

D6(h6-h6п+(D4+D5)(h5-h6п=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-h7п+(D4+D5+D6)(h7-h6п=

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