Исследование влияния изменения параметров и структуры ПТС ПТУ с турбиной типа ПТ-145–130 на показатели тепловой экономичности

Пояснительная записка к курсовой работе

Исследование влияния изменения параметров и структуры ПТС ПТУ с турбиной типа ПТ-145–130 на показатели тепловой экономичности

Введение

Интенсивное развитие теплоэнергетики, освоение новых типов схем и оборудования для получения и использования электрической и тепловой энергии, внедрение в практику новых методов расчетов и конструирования, обновление нормативных материалов – все это требует углубленных знаний у современных специалистов.

Поэтому целью курсовой работы является расширение, углубление и закрепления знаний по дисциплине и приобретение навыки их практического использования.

Данная курсовая работа по энергетическим установкам ставит следующие задачи:

·                   исследовать влияние изменения параметров и структуры ПТС ПТУ с турбиной типа ПТ-145–130 на показатели тепловой экономичности;

·                   научиться разбираться в тепловых схемах современных ТЭС и АЭС;

·                   изучить назначение, принцип действия и связи основного и вспомогательного оборудования паротурбинных энергоблоков;

·                   научиться составлять и решать уравнения материальных и тепловых балансов элементов тепловых схем;

·                   научиться определять показатели тепловой экономичности ТЭС и АЭС;

·                   приобрести навыки выбора основного и вспомогательного оборудования

1. Описание тепловой схемы

Электрическая мощность энергоблока по заданию составляет 140 МВт. Прототипом при разработке тепловой схемы является установка ПТ-140–130 (Уральский ТМЗ).

Принципиальная тепловая схема энергетического блока представлена на рисунке 1.

Теплофикационная паровая турбина ПТ-140–130 одновальная, двухцилиндровая. Оба теплофикационных отбора выполнены в средней части ЦНД и разделены промежуточным отсеком. Парораспределение ЦВД и ЦНД сопловое. Регулирование давления отопительных отборов независимое и осуществляется с помощью поворотных диафрагм. Производственный отбор пара осуществляется из выходного патрубка ЦВД.

Регенеративная система турбоустановки включает подогреватели, утилизирующие теплоту пара из уплотнений и эжекторов, четыре ПНД, деаэратор и три ПВД. Подогреватели низкого давления питаются греющим паром из ЦНД турбины, а ПВД и деаэратор – из ЦВД.

Каждый из роторов валопровода лежит в двух опорных подшипниках. Задний подшипник ЦВД – комбинированный: диски первых шести ступеней откованы за одно с валом, остальные диски – насадные. Для уменьшения осевого усилия на валу в области переднего концевого уплотнения ЦНД выполнен ступенчатый разгрузочный диск больших размеров.

Корпус ЦНД имеет два технологических разъема. Передняя и средняя части – литые, задняя – сварная. Все диафрагмы установлены в обоймах, пространство между которыми использовано для размещения патрубков отборов.

С учетом работы в области значительной влажности из-за отсутствия промежуточного перегрева пара лопатки последней ступени выполнены умеренной длины, что обеспечивает её надёжность против эрозийного износа.

Система регулирования турбины выполнена электрогидравлической. Рассматриваемая турбина имеет четыре регулируемых параметра (давление в трех отборах и электрическая мощность).

Система регулирования обеспечивает все режимы, важные для турбины с отборами пара. В частности, турбина может работать как турбина с двумя отборами, если диафрагма верхнего отопительного отбора открыта полностью, а соответствующий регулятор давления отключен. Полное закрытие диафрагмы ЧНД позволяет осуществить режим работы с противодавлением: при этом тепло пара, пропускаемого через ЧНД для вентиляции, используется для подогрева сетевой воды.

Электрическая часть системы регулирования обеспечивает хорошее качество регулирования мощности и давления в отборах и ускоряет срабатывание системы защиты в аварийных ситуациях.

Рисунок 1.1 – Принципиальная тепловая схема энергоблока ПТ-145–130

2. Расчет принципиальной тепловой схемы блока в базовом режиме

2.1 Определение давлений пара в отборах турбины

2.1.1 Подогрев питательной воды в тракте высокого давления (рис. 2.1)

где - температура насыщения при давлении в деаэраторе Рд=0,7 МПа;

- температура питательной воды,;

 (по заданию);

.

Значение подогрева в каждом подогревателе:

, где  – число ПВД в схеме.

.

Подогрев основного конденсата в тракте низкого давления (рис. 2.2).

где - температура основного конденсата на входе в деаэратор;

- температура основного конденсата на входе в группу ПВД.

,

здесь  – недогрев воды до состояния насыщения в деаэраторе, принимаю .

,

где - температура насыщения при давлении в конденсаторе Рк=0,003 МПа;

- подогрев основного конденсата в охладителе эжекторов (ОЭ) , принимаю

- подогрев основного конденсата в охладителе уплотнений (ОУ) , принимаю

Значение подогрева в каждом подогревателе:

, где Z – число ПНД в схеме.

.

Температура питательной воды tпвj за каждым подогревателем

 – температура питательной воды за ПВД1;

- температура пит. воды за ПВД2.

Температура насыщения в подогревателях высокого давления

где  – недогрев воды до состояния насыщения для ПВД , принимаю .

Давление в подогревателях высокого давления

Давление пара в отборах турбины на ПВД

С учетом потерь давление пара в отборе

Температура основного конденсата (ок) tокj за каждым подогревателем

 – температура ок за ПНД5;

- температура ок за ПНД6;

- температура ок за ПНД7.

Температура насыщения в подогревателях низкого давления

где  – недогрев воды до состояния насыщения для ПВД , принимаю .

Давление в подогревателях высокого давления

Давление пара в отборах турбины на ПНД

С учетом потерь давление пара в отборе

Температура сетевой воды за сетевыми подогревателями

, где  – недогрев воды до состояния насыщения в сетевых подогревателях, принимаю .

Значения давления пара в отопительных отборах турбины

2.2 Процесс расширения пара в теплофикационной турбине с промышленным отбором

Таблица 2.1 – Значения КПД hoi цилиндров турбины типа ПТ-140–130

Определяем значение энтальпии пара в точке 0:

Определяем давление пара в точке 0¢ за стопорным и регулирующим клапанами турбины по h-S диаграмме на пересечении энтальпии h0 и давления Р0¢ меньше Р0 на величину потерь от дросселирования в стопорном (СК) и регулирующих (РК) клапанах (3¸5% от Р0):

Р0¢=(0,97¸0,95) ×Р0=0,95 ×13=12,35 МПа.

Определяем энтальпии пара в теоретических точках ЦВД:

 (по Р0 и h0).

(по Р1 и S0).

(по Р2 и S0).

(по Р3 и S0).

Определяем энтальпии пара в отборах ЦВД:

Определяем значение давления пара в точке 3¢ с учетом потерь в производственном отборе 10¸15%:

Р3¢=(0,90¸0,85) ×Р3=0,9 ×1,5208=1,36872 МПа.

Определяем энтальпии пара в теоретических точках ЦНД:

 где .

(по Р4 и Skt).

(по Р5 и Skt).

Определяем энтальпии пара в отборах ЦНД:

Определяем давление пара в точке 5¢ с учетом потерь в отопительном отборе 30¸40%:

Р5¢=(0,60¸0,70) ×Р5=0,7 ×0,226=0,1582 МПа.

Определяем энтальпии пара в теоретических точках ЦНД:

 где .

(по Р6 и Skt).

(по Р7 и Skt).

(по Рк и Skt).

Определяем энтальпии пара в отборах ЦНД:

Определение действительного теплоперепада турбины

Теоретический теплоперепад ЦВД

Действительный теплоперепад ЦВД

Теоретический теплоперепад ЦНД

Действительный теплоперепад ЦНД

Действительный теплоперепад турбины

2.3 Составление сводной таблицы параметров пара и воды

Значения давлений пара в отборах турбины определены в п. 2.1.

Значения энтальпий пара в отборах турбины определены в процессе построения процесса расширения пара в турбине в hs-диаграмме в п. 2.2.

Значения давлений пара в подогревателях определены в п. 2.1.

Значения температуры дренажа греющего пара определены в п. 2.1. как значения температуры насыщения в подогревателях.

Значения энтальпий дренажа греющего пара определяются по программе Н2О

, где  – температура насыщения.

Значения температуры питательной воды, основного конденсата, сетевой воды определены в п. 2.1.

Давление питательной воды МПа;

Давление основного конденсата МПа, принимаю  МПа.

Давление сетевой воды МПа, принимаю МПа.

Значения энтальпий питательной воды, основного конденсата, сетевой воды определяются по программе Н2О

.

Удельная работа отборов

Коэффициент недовыработки мощности паром

.

Таблица 2.2. – Параметры пара, воды и конденсата

Страницы: 1, 2, 3, 4