45
здесь удельный объем воды v= 0,0010 м
3
/кг.
Выбираем насос типа 2 насоса СЭ-320-110.
Его характеристики представлены в таблице 2.6.
Таблица 2.6
Характеристики сетевого насоса
Пода
ча V,
м
3
/ч
Нап
ор
Н, м
Допустимый
кавитационн
ый запас, м
Частот
а
вращен
ия n,
об/мин
Мощно
сть N,
кВт
КПД
насос
а, %
Завод-
изготовитель
320
110
7,5
1500
185
82
ПО
«Насосэнергом
аш», г.Сумы
Деаэратор питательной воды
Расчетный расход пара в турбине D
0
max
= 658,7 кг/с.
Расчетный расход питательной воды:
G
пв
max
=1,06· D
0
max
=1,06·571 = 605,2 кг/с. (2.102)
Емкость деаэраторного бака:
V = 1,15 · G
пв
max
· v τ =1,15· 605,2 0,0011 210=160 м
3
(2.103)
здесь удельный объем воды v=f (Р
д
)=f (0,58 МПа)=0,0011 м
3
/кг.
Выбираем деаэратор ДП-2600.
Сетевые подогреватели
Выбираются по расходу сетевой воды и давлению
отбора.
Примем к установке 2 подогревателя типа ПН-350-30-16.
Его характеристики:
Расчетные параметры
- пара
46
- давление 1,57 МПа;
- воды
- давление 2,94МПа;
- номинальный расход 1450 кг/с.
Регенеративные подогреватели
В качестве ПВД принимаем теплообменники, характеристики которых
представлены в таблице в таблице 2.7.
Сверху вниз – ПВД5, ПВД6, ПВД7.
Таблица 2.7
Характеристики ПВД
Типоразмер
Площадь
поверхности
теплообмена, м
2
Номинальный расход
воды, кг/с
Расчетный тепловой
поток, МВт
Максимальная
температура, °С
Гидравлическое
сопротивление
при
номинальном расходе в
МПа
Габаритные
размеры
полная
зоны ОП
зоны ОК
Высота, мм
Диаметр
корпуса, мм
ПВ-1600-380-17
1560
92,5
222
386
18
441
0,24
10470
2860
ПВ-1600-380-17
1560
92,5
222
386
18
441
0,24
10470
2860
ПВ-1600-380-17
1560
92,5
222
386
18
441
0,24
10470
2860
В качестве ПНД выбираем подогреватели, характеристики которых
представлены в таблице. Сверху вниз – ПНД2, ПНД3, ПНД4.
Таблица 2.8
Характеристики ПНД
Типоразмер
Площадь поверхности
теплообмена, м
2
Номинальный расход
воды, кг/с
Расчетный тепловой
поток, МВт
Максимальная
температура, °С
Гидравлическое
сопротивление при
номинальном расходе
воды МПа
Габаритные
размеры
Завод
-изготовитель
Высота, мм
Диаметр
корпуса, мм
ПНС-800-0,2-1
–
222,2
–
56,3
–
–
16,8
НПО ЦКТИ
ПН-350-16-7-1
350
136,1.
24,3
400
0,0495
5827
1424
“Энергомаш
”
47
ПН-350-16-7-1
350
136,1.
24,3
400
0,0495
5827
1424
“Энергомаш
”
2.3. Расчет котельного агрегата
Выбор котельных агрегатов
На ТЭЦ установливаем котельные агрегаты типа Пп-1000-25-
545/542КТ (модель ТПП-317).
Таблица 2.9
Основные показатели котла
Характеристика
Ед. изм.
Величина
1. Номинальная паропроизводительность
т/ч
1000
2. Рабочее давление за пароперегревателем
МПа
25,0
3. Температура перегретого пара
о
С
560
4. Температура уходящих газов
о
С
128
5. Коэффициент теплопередачи для пароперегревателя
Вт/м
2
К
64
6. Коэффициент теплопередачи для воздухоподогревателя
Вт/м
2
К
40
7. Коэффициент теплопередачи для водяного экономайзера
Вт/м
2
К
60
8. Степень черноты топки
0,72
Производительность каждой пыле угольной горелки 18,8 т/ч угля (65
тонн пара /час) при паропроизводительности котла 1000 т/час.
Котел также оборудован и газовыми горелками. В качестве
растопочного топлива используется мазут. Поэтому на каждой горелке
должны устанавливаться паромазутные форсунки парового распыливания,
длиннопламенные, производительностью 1,0–0,75 т/ч. Они на горелках
установлены под углом ≈ 20о вниз для разогрева шлака в лётках при
ухудшении выхода.
48
Топочная камера выполнена в нижней части с подовым экраном.
Тепловой расчет котла [35, 39, 42]
В качестве основного топлива используется каменный уголь марки СС.
Таблица 2.10
Характеристика топлива
Бассейн
Марка
Рабочая масса топлива, %
t
1
Угольный
СС
p
W
p
A
p
S
p
C
p
H
p
N
p
O
9
17,2
0,3
63,4
1,5
3,8
4,8
1250
Теплоту сгорания представленного топлива, вычислим по формуле
Д. И. Менделеева [4]:
рррррр
н
WSOHCQ 62,24)(86,10894,103513,339
=
=339,13·63.4 + 1035,94·1,5 - 108,86·(4,8 - 0,3) - 24,62·9 = 22.343 МДж/кг. (2.104)
Количество воздуха, требуемое для полноценного сгорания:
V
o
= 0,089(С
P
+ 0,375S
P
) + 0,265Н
Р
- 0,0333О
Р
=
= 0,089(63.4 + 0,375·0,3) + 0,265·1,5 - 0,0333·4,8 = 5.89 м
3
/кг. (2.105)
Избыток воздуха и присосы по газоходам
Вычисление присосов воздуха в газоходы котла:
α
ух
= α
т
+ α
пп
+ α
вэ1
+ α
вп1
+ α
вэ2
+ α
вп2
= (2.106)
= 1,2+0,05+0,025+0,025+0,025+0,025=1,35
где α
т
– избытки воздуха в топке;
α
пп
– избытки воздуха в пароперегревателе;
α
вэ1
– избытки воздуха для экономайзера II -ой ступени (по ходу воды);
α
вп1
– избытки воздуха для воздухоподогревателя II -ой ступени;
49
α
вэ2
– избытки воздуха для экономайзера I -ой ступени;
α
вп2
– избытки воздуха для воздухоподогревателя I-ой ступени;
α
ух
– коэффициент избытков воздуха в уходящих газах, числено он
равен избыткам воздуха в продуктах сгорания для последнего газохода.
Объем расчетного количества воздуха:
V
в
= V
o
·α
т
= 5.89·1,2 = 7,068 м
3
/кг (2.107)
Объемы и энтальпия продуктов сгорания
VVV
ooo
o
о
г
NOHR
V
222
, нм
3
/кг, (2.108)
Объемы трехатомных газов вычислим по формуле:
)375,0(01866,0
рр
2
SCV
o
RO
,нм
3
/кг (2.109)
Объемы водяных паров:
oo
VWHV
OH
0161,00124,0111,0
рр
2
,нм
3
/кг (2.110)
Объемы азота:
р
NVV
oo
N
008,079,0
2
,нм
3
/кг (2.111)
Объемы продуктов сгорания с учетом избытками воздуха в топке в
любых i-й поверхностях нагрева:
o
)V
i
(α,
o
г
V
гi
V 101611
(2.112)
Результаты расчетов представим в таблицу 2.11.
50
Таблица 2.11
Объем продуктов сгорания
Наименование газов,
расчетные формулы
Обоз
Ед.
изм.
Т
ПП
ВЭ2
ВП2
ВЭ1
ВП1
=1,2
=1,25
=1,275
=1,3
=1,325
=1,35
Теоретический объем
трехатомных газов
)375,0(01866,0
рр
2
SCV
o
RO
o
RO
V
2
кг
нм
3
1,185
1,185
1,185
1,185
1,185
1,185
Теоретический объем азота
poo
N
N,V,V 0080790
2
o
N
V
2
кг
нм
3
4,683
4,683
4,683
4,683
4,683
4,683
Теоретический объем
водяных паров
oppo
OH
VWHV 0161,00124,0111,0
2
o
OH
V
2
кг
нм
3
0,37
0,37
0,37
0,37
0,37
0,37
Объем избыточного
воздуха
V V
o
( )
1
V
кг
нм
3
1,178
1,472
1,62
1,767
1,914
2,061
Объем водяных паров,
вносимых в избытке
воздуха
o
OH
V)(,V 101610
2
o
OH
V
2
кг
нм
3
0,019
0,0237
0,026
0,0284
0,0308
0,0332
Действительный объем
продуктов сгорания
VVVVVV
OH
о
OH
о
N
о
ROг
2222
г
V
кг
нм
3
7,435
7,734
7,884
8,033
8,183
8,332
Расчет теоретической энтальпии дымовых газов:
,)(
2
2
2
2
2
2
tCVCVCVV
OHNRO
pOHpNpROг
(2.113)
где
OHNRO
ppp
CCC
222
,,
– массовые изобарные теплоемкости газа
[2];
t –температура (100…2000°С).
Расчет теоретической энтальпии воздуха:
.tCVJ
в
pв
(2.114)
J
51
Расчет энтальпии дымовых газов:
.)1(
вгг
JJJ
(2.115)
Результаты вычислений представим в таблице 2.12, на основании
которой выполнено построение J-t диаграммы.
52
Таблица 2.12
Температура,
С
V°
RO2
=1,185
V°
N2
=4,683
V°
H2O
=0,372
Σ(3+5+7)
Теорет. энт.
газов, J
г =(8*1)
V =5,8903
Энтальпия
воздуха, J
В
=(11*1)
Энтальпия дымовых газов,
J
Г
=J
Г
+( α-1)J
В
C
RO2
C
RO2
V
O2
C
PN2
C
PN2
V
C
PH2O
C
PH2O
V
P2O
C
PB
C
PB
V
P
α
т
=1,2
α
пп
=1,25
α
эк2
=1,3
α
вп2
=1,35
α
эк1
=1,4
α
вп1
=1,45
100
1,70
2,01
1,29
6,06
1,50
0,56
8,644
864,46
1,30
7,65
765,97
1017,07
1055,37
1093,66
1131,96
1170,26
1208,55
200
1,78
2,11
1,29
6,08
1,52
0,56
8,773
1754,62
1,30
7,69
1539,84
2061,40
2138,39
2215,37
2292,36
2369,35
2446,34
300
1,86
2,20
1,30
6,12
1,54
0,57
8,903
2670,95
1,31
7,75
2327,60
3134,68
3251,05
3367,43
3483,80
3600,18
3716,55
400
1,92
2,28
1,31
6,16
1,56
0,58
9,036
3614,45
1,32
7,82
3131,03
4238,23
4394,77
4551,32
4707,86
4864,41
5020,95
500
1,98
2,35
1,32
6,21
1,58
0,59
9,168
4584,01
1,34
7,90
3954,43
5371,82
5569,54
5767,25
5964,96
6162,68
6360,39
600
2,04
2,41
1,34
6,27
1,61
0,60
9,298
5579,09
1,35
7,99
4794,09
6534,18
6773,87
7013,56
7253,26
7492,95
7732,64
700
2,08
2,47
1,35
6,33
1,64
0,61
9,427
6598,99
1,37
8,07
5652,07
7725,00
8007,59
8290,18
8572,77
8855,36
9137,95
800
2,13
2,52
1,36
6,40
1,66
0,62
9,550
7640,36
1,38
8,15
6522,65
8939,81
9265,93
9592,04
9918,16
10244,28
10570,40
900
2,16
2,57
1,37
6,46
1,69
0,63
9,664
8698,45
1,39
8,23
7409,02
10174,46
10544,89
10915,32
11285,76
11656,19
12026,62
1000
2,20
2,61
1,39
6,51
1,72
0,64
9,772
9772,38
1,40
8,30
8303,52
11426,58
11841,73
12256,89
12672,05
13087,20
13502,36
1100
2,23
2,64
1,40
6,57
1,75
0,65
9,874
10861,98
1,42
8,37
9209,68
12696,67
13157,13
13617,59
14078,05
14538,52
14998,98
1200
2,26
2,68
1,41
6,62
1,77
0,66
9,969
11963,76
1,43
8,43
10126,79
13981,13
14487,45
14993,76
15500,08
16006,40
16512,71
1300
2,28
2,71
1,42
6,67
1,80
0,67
10,06
13079,69
1,44
8,50
11051,09
15281,18
15833,70
16386,23
16938,76
17491,29
18043,82
1400
2,31
2,74
1,43
6,72
1,82
0,68
10,14
14201,41
1,45
8,55
11980,34
16587,96
17186,95
17785,94
18384,93
18983,92
19582,91
1500
2,33
2,76
1,44
6,76
1,85
0,69
10,22
15333,00
1,46
8,61
12917,37
17906,15
18551,99
19197,83
19843,67
20489,51
21135,35
1600
2,35
2,79
1,45
6,80
1,87
0,69
10,29
16473,23
1,47
8,66
13861,46
19234,38
19927,42
20620,46
21313,51
22006,55
22699,59
1700
2,37
2,81
1,46
6,84
1,89
0,70
10,36
17622,46
1,48
8,75
14887,02
20587,90
21332,22
22076,53
22820,85
23565,17
24309,48
1800
2,39
2,83
1,46
6,87
1,92
0,71
10,42
18773,57
1,48
8,75
15762,72
21913,31
22701,41
23489,51
24277,61
25065,71
25853,81
1900
2,40
2,85
1,47
6,91
1,94
0,72
10,48
19930,41
1,49
8,79
16719,01
23260,57
24096,48
24932,39
25768,31
26604,22
27440,13
2000
2,42
2,87
1,48
6,94
1,96
0,73
10,54
21092,27
1,50
8,84
17682,60
24614,30
25498,39
26382,48
27266,57
28150,66
29034,75
2100
2,43
2,88
1,48
6,97
1,98
0,73
10,59
22250,24
1,50
8,88
18653,68
25980,98
26913,66
27846,35
28779,03
29711,72
30644,40
2200
2,45
2,90
1,49
7,00
2,00
0,74
10,65
23433,81
1,51
8,92
19633,96
27360,61
28342,30
29324,00
30305,70
31287,40
32269,10
2300
2,66
3,15
1,50
7,03
2,02
0,74
10,94
25162,31
1,52
8,96
20622,59
29286,83
30317,96
31349,09
32380,22
33411,35
34442,48
2400
2,48
2,93
1,50
7,06
2,04
0,75
10,76
25834,78
1,52
9,00
21619,59
30158,71
31239,69
32320,67
33401,65
34482,63
35563,61
53
Рис. 2.9. Диаграмма котла
54
Тепловой баланс котла
Q
2
=
)100(
100
)(
4
q
JJ
хвухух
, кДж/кг (2.116)
где J
ух
– энтальпия уходящих дымовых газов,
J
yx
=1580 кДж/кг;
α
ух
– избыток воздуха для уходящих газов, который равен 1,35;
J
хв
– энтальпия холодного воздуха для расчетных температур t
хв
= 30
0
С
J
хв
= V
o
C
Рхв
t
хв
= 5,89· 1,298· 30 = 229,4 кДж/кг (2.117)
где V
o
– количество и объем воздуха,
V
o
= 5,89 м
3
/кг;
C
Рхв
– изобарная теплоемкость для холодного воздуха C
Рхв
= 1,298
кДж/(м
3
К).
Для расчета котлоагрегата принимаем
Q
р
р
= Q
p
н
Q
2
=
)1100(
100
)4,22935,11580(
= 1251,25 кДж/кг
Расчет потерь с уходящими газами:
q
2
=
100
24726
1251,25
100
2
р
р
Q
Q
= 5,06 % (2.118)
Потери от химического недожога q
3
= 0 %
Потери теплоты от механической неполноты сгорнаия q
4
= 0,85 %
Потери тепловой энергии от охлаждения конструктивных элементов
котла q
5
= 0,35 %
Потери с теплотой шлака q
6
= 0,0253 %
Q
6
= α
шл
C
шл
t
шл
100
р
А
, кДж/кг (2.119)