Введение
Принципиальная тепловая схема электростанции определяет основное содержание технологического процесса преобразования тепловой энергии на электростанции. Она включает основное и вспомогательное теплоэнергетическое оборудование, участвующее в осуществлении этого процесса, и входящее в состав пароводяного тракта электростанции.
На чертеже, изображающем принципиальную тепловую схему, показывают теплоэнергетическое оборудование вместе с трубопроводами пара и воды (конденсата), связывающими это оборудование в единую установку. Принципиальная тепловая схема изображается обычно как одноагрегатная и однолинейная схема.
В состав ПТС, кроме основных агрегатов и связывающих их линий пара и воды, входят регенеративные подогреватели высокого и низкого давления с охладителями пара и дренажей, сетевые подогревательные установки, деаэраторы питательной и добавочной воды, трубопроводы отборов пара от турбин к подогревателям, питательные, конденсатные и дренажные насосы, линии основного конденсата и дренажей, добавочной воды.
ПТС является основной расчетной технологической схемой проектируемой электростанции, позволяющей по заданным энергетическим нагрузкам определить расходы пара и воды во всех частях установки, ее энергетические показатели.
На основе расчета ПТС определяют технические характеристики и выбирают тепловое оборудование, разрабатывают развернутую (детальную) тепловую схему энергоблоков и электростанции в целом.
1. Тепловая схема энергоблока
2. Начальные данные
Для расчета принимаем следующие исходные данные:
P0=6 МПа; Х0=1; Рк=3.5кПа; Q=20 МВт; tпп=t0; N=1000 МВт.
Данные по состоянию пара в отборах турбины приведены в таблице 2.1.
Параметры пара в отборах турбины таблица 2.1
№ отбораПодогревательP, Мпа1ПВД 72,872ПВД 61,8223ПВД 51,12231Деаэратор1,12232турбопривод1,0654ПНД 40,5825ПНД 30,3126ПНД 20,087ПНД 10,021
3. Построение процесса в hs-диаграмме
. Принимаем потери в регулирующих клапанах ЦВД - 3%, в сепараторе влаги - 2%;
. Вычисляем внутренний относительный в КПД: ЦВД - 0,77; ЦНД - 0,81.
.Уточняем давление в подогревателях:
Рпj=Pj-DР,
где DР - потери давления в паропроводах отборов, принимаем 6 %.
. Температура воды в подогревателях:
tв=tн-dt,
где dt - температурный напор, принимаем 3 оС.
. Принимаем давление воды pf питательным насосом:
Рв=1,30 Ро=1,30 ×6.0=7,8 МПа.
. Давление в дэаэраторе принимаем равным P=0.65МПа.
Строим процесс расширения в h-s диаграмме:
Рис.2.1 Процесс расширения в hs-диаграмме
4. Сводная таблица параметров пара и воды
Наименование величиныТочки процесса00'1(П7)2(П6)3(П5)4(Д)5(C)6(ПП)7(ТП)8(П4)9(П3)10(П2)11(П1)12(КТП)13(К)Давление в патрубке отбора турбины рi ,МПа6.05.762.871.821.1221.1221.122-0.880.580.310.080.0210.0060.0035Давление в корпусе подогревателя рпi, Мпа--2.761.731.060.651.090.98-0.540.2850.0730.019--Температура пара ti ,°C и х, (если пар влажный)t,C--2292051821621832752751551319059--X10.9950.940.920.90.90.99----0.9950.960.910.91Энтальпия пара в отборе турбины hi, кДж/кг27852785268826402580258027642996-292428482680253623802368Температура насыщения в подогревателе tнi, °С--229205182162---15513190593628Энтальпия насыщенной водыhBнi, кДж/кг--986875772684.2---653551386247151.5111.84Температура дренажа за охладителем дренажа tiдр,°C--205182162----131906259--Энтальпия дренажа за охладителем дренажа hBiдр, кДж/кг--875772684.2-7811197550.6377255.3247--Температура нагреваемой воды после подогревателя tпi, °C--224200177157---1521288756--Энтальпия нагреваемой воды после подогревателя hBпi , кДж/кг--962852.4750662.4---641538364.32234.35--5. Составление основных тепловых балансов для узлов и аппаратов тепловой схемы
Расчет сепаратора-пароперегревателя.
Примем α0=1.
Рис.2.2 Схема сепаратора-пароперегревателя.
Тепловой баланс СПП:
(2.3)
(2.4)
Расчет ПВД
Рис. 2.3 Схема ПВД.
энергоблок турбина тепловой схема
Энтальпия питательной воды на входе в ПВД-3(П5) определяется с учетом нагрева ее в питательном насосе:
.
Повышение энтальпии воды в питательном насосе:
где - удельный объем воды при температуре насыщения в дэаэраторе,
- давление питательной воды
- давление в дэаэроторе
- КПД насоса, принимаем равным 0.8
Тогда энтальпия питательной воды на входе в ПВД-3 будет равен:
Уравнение баланса для П7:
(2.5)
Уравнение баланса для П6:
(2.6)
Уравнение баланса для П5:
(2.7)
Расчет дэаэратора.
Составим систему уравнений материального и теплового баланса:
где - расход выпара из дэаэратора и его энтальпия. Оптимальный расход выпара примем равным 2.5 кг на одну тонну дэаэрируемой воды. Т.О.
,
=2760 кДж/кг.
Решая эту систему получим:
Рассчитываем в явном виде определяющее значение расхода пара через промежуточный перегреватель:
Определяем значения величин выраженных через :
Расчёт ТП
Уравнение мощности для насоса:
Мощность турбопривода:
Где - КПД насоса принимаем равным =0.8;
- механический КПД турбины = 0.99; - удельный объем воды м3/т;
Расчет сетевой установки.
Расход сетевой воды на ТЭС:
Gсв = Qт /(с × Dt) = 72× 103 / (4,19 × (140-70)) = 245.5 т/ч,
где Dt - разность температур сетевой воды в подающей и обратной магистрали,
с - теплоемкость воды,
с = 4,19 кДж/(кг × °C),
Qт - общая тепловая нагрузка
Qт =72 ГДж/ч.
Определение температуры t1 и t2
t1 = t6 - =90 - 4=86
t2 = t5 - = 131- 4 = 127
t3 = t4 - = 155 - 4 = 151
Определение температуры, давления и энтальпии насыщенного пара, идущего на сетевые подогреватели:
t1он = 90°С;
t2он = 131°С;
t3он = 155 °С;
по [3] определяются давления пара в корпусе подогревателя по найденным t1он, t2он ,t3он:
р1о = 0.07 МПа,
р2о = 0, 278 МПа.
р3о = 0, 54 МПа.
пo h,s-диаграмме определяются энтальпии:
h6 = 2680 кДж/кг,
h5 = 2848 кДж/кг.
h4 = 2924 кДж/кг.
Энтальпии конденсата греющего пара находятся по [3]:
h1ок = 386 кДж/кг,
h2ок = 551 кДж/кг.
h3ок = 653.3 кДж/кг.
Уравнение теплового баланса третьего сетевого подогревателя:
= =11.03т /ч
Уравнение теплового баланса второго сетевого подогревателя:
= =17.56т/ч
Уравнение теплового баланса первого сетевого подогревателя:
= =5.8т /ч
Составление теплового баланса для подогревателей низкого давления. 5.6.1 Расчет П4.
Составим уравнения теплового баланса для П4:
;
Откуда находим:
Расчет П3.
Составим уравнения теплового баланса для П3:
;
Откуда находим:
0.05
Расчет П2
Составим уравнения теплового баланса для П2:
;
Откуда находим:
Расчет П1
Составим уравнения теплового баланса для П1 и См:
Откуда находим:, и
Контроль материального баланса пара и конденсата.
Пропуск пара в конденсатор главной турбины:
Поток конденсата из главной турбины:
Погрешность сведения материального баланса пара и конденсата
,что допустимо.
Определим расход пара на отдельные отборы:
Сводная таблица материального и теплового баланса.
Номер отбораВеличина потока,кг/сИспользуемый в потоке теплоперепад, кДж/кгВнутренняя мощность потока, МВт179.5977.7283.214512.6348.820510Дэаэратор11.72052.4Сепаратор112.120522.9Турбопривод30.752056.3Перегреватель166.4--461.427717595.2735333.6670.352136.6739.866526.5К1025.7821842.1Σ1806987.7
Суммарная мощность потоков пара в турбине ΣΝi = 987.7МВт. Расхождение с предварительно заданной мощностью составляет
