15
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА ПАРОТУРБИННОЙ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ ДЛЯ ТЕПЛО- ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА В САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
2.1. Расчет тепловой схемы ТЭЦ
2.1.1. Определение давлений пара в отборах турбины
Расчетная температура конденсата при его входе в первую ступень
ПНД вычисляется, как [31]
ок к
t t ,
где
кк
t f p 26,67°С
– расчетная температура теплоносителя в точках
насыщения для расчетного давления в конденсаторе, вычисляется по таблице
2 [32];
Расчетную температуру конденсата на входе в деаэратор питательной
воды вычислим по формуле:
д
ок1 s д
t t t ,
(2.1)
где
д
s д
t f p 158,8°С
– рабочая температура теплоносителя в точках
насыщения для расчетного давления в конденсаторе, вычисляется по таблице
2 [32];
д
t 12 15 °С 14,0°С,
– нагревание воды в деаэраторе [32];
0
ок1
t 158,8 14,0 144,8 С.
Нагревание конденсата выполняется в нескольких ПНД,
температурный напор составит:
ок1 ок
пнд
пнд
tt
144,8 26,67
t 29,5°С.
4Z
(2.2)
Температура воды за ПНД-1 (П7)
16
в7 ок пнд
t t t 26,67 29,5 56,2°С.
(2.3)
Температура воды за ПНД-2 (П6)
в6 в7 пнд
t t t 56,2 29,5 85,7°С.
(2.4)
Температура воды за ПНД-3 (П5)
в5 в6 пнд
t t t 85,7 29,5 115,2°С.
(2.5)
Температура воды за ПНД-4 (П4)
0
в4 в5 пнд
t t t 115,2 29,5 144,8 С.
(2.6)
Принимая недогрев основного конденсата до температуры насыщения
в ПНД равным 3,0°С из рекомендованного диапазона (1÷3)°С [3], определяем
температуру насыщения пара в подогревателях:
п7
s в7
t t 56,2C
п6
s в6
t t 85,7 С
п5
s в5
t t 115,2 3 118,2 С
ПНД
(2.7)
п4
s в4 пнд
t t 144,8 3,0 147,8 С.
(2.8)
Давление насыщения пара в подогревателях определяется по табл. 2
[32] и составляет
п7
п7 s
р f t 0,017 МПа;
п6
п6 s
р f t 0,0594 МПа;
п5
п5 s
р f t 0,1876 МПа;
17
п4
п4 s
р f t 0,4487 МПа;
Принимая значение потери давление в паропроводе 5% из
рекомендованного диапазона (2÷5)% [32], находим давление пара в отборах
турбины:
7 п7
p 1,05 p 1,05 0,017 0,01785 МПа;
(2.9)
6 п6
p 1,05 p 1,05 0,0594 0,06237 МПа;
5 п5
p 1,05 p 1,05 0,1876 0,197 МПа;
4 п4
p 1,05 p 1,05 0,4487 0,471МПа;
Давление в отборе на деаэратор должно быть выше давления в
деаэраторе на 30% ,потому что в случае частичной нагрузки давление в
отборе падает, а деаэратор должен работать на постоянном давлении [31]
д
p 1,3 p 1,3 0,58 0,754 МПа.
ОТБ
Д
(2.10)
Далее необходимо произвести распределение подогрева в ПВД. Для
этого необходимо определить повышение температуры в питательном
насосе. Давление за питательным насосом определяется [31]
пн 0
p 1,3 1,5 р 1,3 24,0 31,85 МПа.
(2.11)
Повышение энтальпии в питательном насосе составляет
3
пв д пн д
Δh =υ р р 10 , кДж/кг,
(2.12)
д
пн д
где υ - удельный объем воды в состоянии насыщения при давлении в деаэраторе,
р -р - разность давлений питательной воды за ПН и после деаэратора, МПа.
3
пв
Δh 0,00113 31,85 0,58 10 35,03 кДж/кг.
18
Энтальпия воды после питательного насоса для реализации теплового
баланса для системы ПВД
пн д пн
h h h 664,8 35,03 699,83 кДж/кг.
(2.13)
Температура питательной воды за питательным насосом определяется
по табл. 3 [32] и составляет t
пн
= 161,3°С.
При давлении пара, который направляется на производственный
перегрев с учетом потерь в паропроводах отбора, рассчитаем температуру
теплоносителя за теплообменником П2.
Давление, после перегрева
0
пп
р 3,4МПа
Давление пара, поступающего на пароперегреватель
0
пп
пп
р
3,4
p 3,77 МПа.
0,9 0,9
(2.14)
Давление в подогревателе
2 пп
p р 0,95 3,77 0,95 3,58 МПа.
(2.15)
Температура в подогревателе
п2
s п2
tfр 243,9°С.
Температура теплоносителя за П2 при недогреве, равном 3 °С по
рекомендованному диапазону (2..5)°С [31] составляет
п2
в2 s пвд
t t 243,9 3 240,9 С.
(2.16)
Температура воды за П3 определяется, исходя из равномерного
подогрева по ступеням, и составляет
19
пн в2
в3
tt
161,3 240,9
t 201,1°С.
22
(2.17)
Принимая недогрев воды до температуры насыщения равным 3 °С из
рекомендованного диапазона (2÷5)°С [31], определяем температуру
насыщения пара в подогревателях П1 и П3:
п3
s в3 пвд
t t 201,1 3 204,4 С;
(2.18)
п1
s в1 пвд
t t 260,0 3 263,0 С.
(2.19)
По данным температурам насыщения определяем давление пара в
подогревателях П1 и П3 по табл. 1 [32]:
п3
п3 s
р f t 1,703 МПа;
п1
п1 s
р f t =4,925 МПа.
С учетом гидравлического сопротивления трубопроводов, равного 5%
из рекомендованного диапазона (2÷5)% [31], определим давление пара в
отборах 1 и 3:
3 п3
p 1,05 р 1,05 1,703 1,788 МПа;
(2.20)
1 п1
p 1,05 р 1,05 4,925 5,17 МПа.
(2.21)
Все результаты расчетов по данному разделу представим в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Расчет давлений в отборах
№ отбора
Давление, МПа
Цилиндр
КПД внутренний
относительный
1
5,17
ЦВД
0,876
2
3,77
20
3
1,703
ЦСД
0,892
Д
0,754
4
0,4487
5
0,1876
6
0,0594
ЦНД
0,842
2.1.2. Построение процесса расширения пара в h,s-диаграмме
Данный процесс требуется для вычисления параметров пара во всех
отборах турбин и рсчетных теплоперепадов.
В данной турбине имеются семь регенеративных отборов.
Таблица 2.2
Значения КПД
оi
цилиндров турбины типа К-710-240
Относительный внутренний КПД
оi
цилиндров
ЦВД
ЦСД
ЦНД
0,876
0,892
0,842
Вычисляется точка 0 с требуемыми параметрами пара перед запорным
клапаном турбины
0
24,0Р МПа
,
0
555t
0
С и его энтальпия
0
3361 /h кДж кг
.
00
' (0.97 0.95) (23,7 23,2)Р P МПа
. (2.22)
Принимаем
0
' 23,5Р МПа
.
3,77
o
ПП
Р МПа
-давление пара отправляемого на ПП
2
2875 /
t
h кДж кг
Располагаемый теплоперепад ЦВД:
0 0 2
3361 2875 486 /
ЦВД
t
H h h кДж кг
. (2.23)
Действительный теплоперепад ЦВД:
0
486 0.876 425 /
ЦВД ЦВД ЦВД
i оi
HH кДж кг
. (2.24)
21
2
2936 /h кДж кг
1
2986 /h кДж кг
Определяем давление пара за промперегревателем
ПП
Р
с учетом потери
давления в ПП от давления на входе в ПП:
На пересечении давления
ПП
Р
с заданной температурой
555
ÏÏ
t
0
С по
рекомендации
0ПП
tt
находим
3577 /
ПП
h кДж кг
.
Рассчитываем давление
'
ПП
Р
на входе в ЦСД с учетом всех потерь
(2…4%) в запорных клапанах как
' (0.98 0.96) 3,332 3,264
ПП ПП
Р P МПа
.
' 3,264
ПП
Р МПа
.
5
2785 /
t
h кДж кг
.
Располагаемый теплоперепад ЦСД:
05
3577 2785 792 /
ЦCД
ПП t
H h h кДж кг
. (2.25)
Действительный теплоперепад ЦСД:
0
792 0.892 706,4 /
ЦСД ЦСД ЦСД
i оi
HH кДж кг
. (2.26)
5
3577 706,4 2870,6 /
ЦСД
ПП i
hh Н кДж кг
(2.27)
3
3373 /h кДж кг
3157 /
Д
h кДж кг
4
3039 /h кДж кг
Рассчитываем давление пара на выходе из ЦНД
'
К
Р
с учетом всех
потерь давления в выхлопных патрубках турбины, составляющих 2…5 % от
давления в конденсаторе
К
Р
;
' (1.02 1.05)
КК
РP
.
22
' 1.02 1.02 0.0035 0,00357
КК
Р P МПа
. (2.28)
Рассчитываем давление
ЦНД
Р
на входе в ЦНД с учетом потерь давления
(24%) в запорных клапанах как
5
' (0.98 0.96) 0,183 0.18
ЦНД
Р P МПа
.
' 0,18
ЦНД
Р МПа
Находим теоретическую точку kt в конце изоэнтропийного процесса
расширения пара в ЦНД с параметрами:
2263 /
Кt
h кДж кг
.
Располагаемый теплоперерепад ЦНД:
06
2870,6 2263 607,6 /
ЦНД
Кt
H h h кДж кг
. (2.29)
Действительный теплоперепад ЦНД:
0
607,6 0.842 511,6 /
ЦНД ЦНД ЦНД
i оi
HH кДж кг
. (2.30)
Действительный теплоперепад турбины:
425 706,4 511,6 1643 /
ЦВД ЦСД ЦНД
i i i i
H H H H кДж кг
. (2.31)
На пересечении 6
/
-к
с линиями давлений в отборах находим энтальпии
в соответствующих отборах по Hs-диаграмме:
6
2693 /h кДж кг
,
7
2531 /h кДж кг
,
' 2359 /
К
h кДж кг
Расчет турбопривода:
3
1,703Р МПа
;
33
' 0.9 0.92 1,533Р Р МПа
;
Принимаем
3
' 1,533Р МПа
.
23
Таким образом
2224 /
ТПt
h кДж кг
.
Действительный теплоперепад турбопривода:
03
3373 2224 1149 /
ТП
ТПt
Н h h кДж кг
. (2.32)
(действительный теплоперепад получаем по h-s диаграмме)
3
3373 1034 2339 /
ТП
ТП i
h h H кДж кг
(2.33)
По представленным данным пстроим процессы расширения пара в
объемах турбины (рис. 2.1).
24
Рис. 2.1. Процесс расширения пара в турбине К-800-240 при наличии
перегрева