aи.в+aи=aи1+aдр.и , (1.19) Где aдр.и – доля конденсата греющего пара, поступающего в линию каскадного слива конденсата из ПНД5 в ПНС6 и по формуле (1.19) равна:
aдр.и=aи.в+aи-aи1=0,0102+0.0094-0,01=0,0096
1.6 Деаэратор питательной воды
aу.д aэ.у
aдр3 aк.д
aд.у aдист
aд
aп.в
Рисунок 1.6- Потоки пара и воды через ДПВ
Уравнение материального баланса деаэратора питательной воды:
aп.в+aу.д+aэ.у=aд+aд.у +aдр3+aк.д+aдист , (1.20)
Где aп.в =1,035 - выход питательной воды из деаэратора;
aу.д =0,0004 - количество пара , отводимого из деаэратора на концевые уплотнения;
aэ.у =0,0008 - расход пара на эжектор отсоса уплотнений;
aд - количество пара, подводимого к деаэратору из третьего отбора;
aд.у =0,0074 - количество пара уплотнений, направляемого в деаэратор питательной воды;
aдр3=0.144-доля конденсата греющего пара, сливаемого каскадно из ПВД3 в ДПВ;
aк.д - количество конденсата, поступающего в деаэратор из подогревателя ПНД4;
aдист =0,01- количество конденсата, поступающего в деаэратор из конденсатора испарителя.
Уравнение теплового баланса деаэратора питательной воды:
aп.в•h'д+(aу.д+aэ.у)•h''д = (aд•hп3+aд.у•hд.у+aдр3•hдр3+
+aк.д•hв4+aдист•h'и1)• hд.п.в , (1.21)
Где h'д=666 кдж/кг - энтальпия деаэрированной воды на выходе из деаэратора;
H''д=2736,1 кдж/кг - энтальпия пара отводимого от деаэратора на концевые уплотнения и на эжектор отсоса уплотнений;
Hп3=3413,9 кдж/кг - энтальпия греющего пара из третьего отбора на входе в деаэратор;
Hд.у=3555,8 кдж/кг - энтальпия пара уплотнений;
Hдр3=725,14кдж/кг - энтальпия конденсата после охладителя дренажа ПВД3;
Hв4=636,4кдж/кг - энтальпия конденсата, подводимого к деаэратору от подогревателя ПНД4;
H'и1=455,1кдж/кг - энтальпия конденсата, поступающего в деаэратор из конденсатора испарителя;
hд.п.в =0,99 - КПД деаэратора питательной воды.
Уравнения (1.20) и (1.21) образуют систему двух уравнений:
1,035+0,0004+0,0008=aд+0,0074+0.144+aкд+0,01
1,035•666+(0,0004+0,0008)•2736,1=
=(aд•3413,9 +0,0074•3555,8 +0.144•725,14+aк.д•636,4+0,01•455,1)•0,99
Решением которой являются значения:
aд=0,01
aк.д=0,8696.
1.7 Регенеративные подогреватели низкого давления (ПНД)
1.7.1 Тепловой баланс ПНД4
Уравнение теплового баланса ПНД4 :
a4•(hп4-hдр4)= aк.д4•(hв4-hв5)•1/hто , (1.22)
Где a4 - доля греющего пара, отбираемого из турбины для ПНД4;
Hп4=3232,4 кдж/кг- энтальпия греющего пара в четвертом отборе для ПНД4;
Hдр4=653,1 кдж/кг- энтальпия конденсата греющего пара после ПНД4;
aк.д4=0,8696 – расход основного конденсата через ПНД4;
Hв5=511кдж/кг – энтальпия основного конденсата, подводимого к ПНД4 от подогревателя ПНД5;
hп4=0,995 - КПД ПНД4.
При этом, доля конденсата греющего пара, сливаемого каскадно из ПНД4 в ПНД5 определяется по формуле:
aдр4=a4, (1.23)
Находим долю греющего пара, отбираемого для ПНД4 по формуле (1.22):
.
a4 =0,044.
Находим долю конденсата греющего пара, сливаемого каскадно из ПНД4 в ПНД5
aдр4=0.044.
1.7.2 Тепловой баланс конденсатора испарителя (КИ)
Уравнение теплового баланса КИ :
aк.д•(hв.к.и-hв6)= aи•(h''и1-h'и1)• hто , (1.24)
Где aк.д=aк.д4=0,8696– расход основного конденсата через КИ;
Hв.к.и- энтальпия основного конденсата после КИ;
Hв6=431,2 кдж/кг - энтальпия конденсата на выходе из подогревателя ПНС6 (определяется по давлению насыщения греющего пара смешивающего подогревателя);
aи=0,0094 - расход пара на испаритель (выход дистиллята из конденсационной установки для восполнения потерь);
H''и1=2689,2 кдж/кг - энтальпия вторичного пар на выходе из испарителя (на входе в конденсатор испарителя);
H'и1=455,1кдж/кг - энтальпия насыщения вторичного пара на выходе из конденсатора испарителя.
По формуле (1.24) найдем энтальпию основного конденсата после КИ:
кдж/кг
Уравнение теплового баланса ПНД5 :
aп5•(hп5-hдр5)+ aдр4• (hдр4- hдр5) = aк.д5•( hв5- hв.к.и.)•(1/ ηто), (1.25)
Где aп5 - доля греющего пара, отбираемого из турбины для ПНД5;
Hп5=3025,7кдж/кг- энтальпия греющего пара в пятом отборе для ПНД5;
Hдр5=523,35 кдж/кг- энтальпия конденсата греющего пара после ПНД5;
aк.д5=aк.д4=0,8696– расход основного конденсата через ПНД5;
Hв5=511 кдж/кг - энтальпия конденсата на выходе из подогревателя ПНД5;
Hв.к.и=470 кдж/кг - энтальпия конденсата, подводимого к подогревателю ПНД5 от конденсатора испарителя.
Находим долю греющего пара aп5 , отбираемого для ПНД5 по формуле (1.25):
aп5 =0,012.
При этом, доля конденсата греющего пара, сливаемого каскадно из ПНД5 в ПНС6 определяется по формуле (1.26):
aдр5=aп5+aдр4, (1.26)
aдр5= 0.012+0.044=0.056
Уравнение теплового баланса ПНС6:
aк.д6• hв6•1/hто=a6• hп6+aк.д7• hв.о.у.+ hдр5•aдр5+aдр.и(h'5- hдр5) , (1.27)
Где aк.д6=0,8696 – доля конденсата выходящего из ПНС6;
Hв6=431,2 кдж/кг - энтальпия конденсата на выходе из подогревателя ПНС6;
a6 - доля греющего пара, отбираемого из турбины для ПНС6;
Hп6=2868,4кдж/кг- энтальпия греющего пара в шестом отборе для ПНС5;
aк.д7 - доля основного конденсата на входе в ПНС6;
Hв.о.у- энтальпия основного конденсата после охладителя уплотнений ОУ;
aдр.и=0.0096 – доля конденсата греющего пара, поступающего в линию каскадного слива конденсата из ПНД5 в ПНС6;
Уравнение материального баланса для ПНС6:
aк.д6=a6+aк.д7+aдр5 . (1.28)
aк.д7•(hв.оу-hв7)= aоу•(hп.оу-hоу.др)•hто , (1.29)
Где hв7=247кдж/кг - энтальпия конденсата на выходе из подогревателя ПНД7;
aоу=0,003 - отвод пара из вторых камер переднего и заднего уплотнений ЦВД и из концевых уплотнений в охладитель уплотнений ОУ;
Hп.оу=2900 кдж/кг - энтальпия греющего пара, поступающего в охладитель уплотнений ОУ;
Hоу.др=570 кдж/кг - энтальпия конденсата греющего пара, поступающего из охладителя уплотнений ОУ в конденсатор.
Решая систему уравнений (1.27), (1.28) и (1.29):
0,8696 • 431,2 •1/0,99=a6• 2868,4+aк.д7• hв.о.у.+ 523,35•0.056+0,0096•(532-523.35)
0,8696 =a6+aк.д7+0.056
aк.д7•(hв.оу-247)= 0,003 •(2900 -570)•0,99,
Получим следующие результаты:
a6=0,052
aк.д7=0,7315
Hв.оу=256,11 кдж/кг.
aк.д7•(hв7- hв.оэ)= a7•(hп7- hдр7)•hто , (1.30)
Где hв7=247кдж/кг - энтальпия конденсата на выходе из подогреватляпнд7;
Hв.оэ – энтальпия основного конденсата перед ПНД7, с учетом его подогрева в ОЭ. Считается по формуле (1.31):
Hв.оэ= hк+Δ hв.оэ , (1.31)
Где hк=108,9кдж/кг-энтальпия основного конденсата перед охладителем эжектора;
Δ hв.оэ=16,7 кдж/кг- подогрев основного конденсата в охладителе эжектора.
Таким образом по формуле (1.31) получаем:
Hв.оэ=108,9+16,7=125,6кдж/кг .
a7 - доля греющего пара, отбираемого из турбины для ПНД7;
Hп7=2666,1кдж/кг- энтальпия греющего пара в седьмом отборе для ПНД7;
Hдр7=275,61 кдж/кг- энтальпия конденсата греющего пара после ПНД7;
По формуле (30) определяем долю пара в седьмом отборе:
a7=0,039
1.8 Материальный баланс пара и конденсата
Доли отборов пара из турбины:
1-ый отбор a1=0,049;
2-ой отбор a2=0,065;
3-ий отбор a3=aп3+aд=0,03+0,01=0,04;
4-ый отбор a4=0,044;
5-ый отбор a5=aп5+aи.у=0,012+0,01049=0,02249;
6-ой отбор a6=0,052;
7-ой отбор a7=0,039.
Расход пара в конденсатор (по материальным балансам в конденсатно-питательном тракте) :
aп.к=0,68851 .
Расход пара в конденсатор( по материальному балансу конденсатора):
aв.к=aк.д7-a7-aоу-aоэ=0,7315-0,039-0,003-0,001=0,6885
aв.к=0,68851 .
Погрешность материального баланса:
Такая точность расчётов была достигнута благодаря использованию ЭВМ.
1.9 Расходы пара и воды
1.9.1 Коэффициенты недовыработки
Определим срабатываемый теплоперепад в турбине по формуле (1.32):
Где h0=3512,96 кдж/кг- энтальпия острого пара;
Hпп1=3121,1 кдж/кг- энтальпия пара перед промежуточным перегревом;
Hпп2=3609,2 кдж/кг- энтальпия пара после промежуточного перегрева;
Hk=2561 кдж/кг- энтальпия пара перед конденсатором.
Hi=3512,96 - 3121,1 +3609,2 – 2561=1450 кдж/кг.
Определяем коэффициенты недовыработки:
А) для первого отбора:
, (1.33)
Где h1=3217,9 кдж/кг- энтальпия пара в первом отборе;
Б) для второго отбора:
. (1.34)
В) для остальных отборов:
, (1.35)
Где yj- коэффициент недовыработки для j-го отбора;
Hj- энтальпия пара j-го отбора.
Результаты расчетов коэффициентов недовыработки сводим в таблицу 1.3:
Таблица 1.3. Результаты расчетов коэффициентов недовыработки
Номер
Отбора
Энтальпия пара отбора hj , кдж/кг
Коэффициент
Недовыработки, yj
Доли отборов
Пара из турбины, aj
Yj • aj
1
3217,9
0,7746
0,049
0,03796
2
3121,1
0,7461
0,065
0,0485
3
3413,9
0,5902
0,04
0,02361
4
3232,4
0,4855
0,044
0,02136
5
3025,7
0,3494
0,02249
0,00786
6
2868,4
0,2491
0,052
0,01295
7
2666,1
0,0784
0.039
0,00306
∑ yj • aj
-
0,1553
1.9.2 Расход пара в голову турбины
, (1.36)
Где Wэ =210мвт- номинальная электрическая мощность;
Yj- коэффициент недовыработки для j-го отбора;
Αj-доли отборов пара из турбины;
Hi=1450кдж/кг- срабатываемый теплоперепад в турбине;
Ηмех=0,98- КПД механический;
Ηген=0,99 – КПД генератора.
кг/с.
1.9.3 Расход пара в отборы турбины:
D1 = a1•D0=0,049•167,1=8,19 кг/с;
D2 = a2•D0 = 0,065•167,1=10,86кг/с;
D3 = a3•D0 = 0,04•167,1=6,684 кг/с;
D4 = a4•D0=0,044•167,1=7,35 кг/с;
D5 = a5•D0=0,02249•167,1=3,758 кг/с;
D6 = a6•D0=0,052•167,1=8,69 кг/с;
D7 = a7•D0=0,039•167,1=6,52 кг/с.
Паровая нагрузка парогенератора:
Dпг = aпг•D0==1,01•167,1=168,771 кг/с.
1.10 Энергетический баланс турбоагрегата
Определяем мощность отсеков турбины и полную её мощность:
Wотс.i =Dотс.i • Hотс.i , (1.37)
Где Wотс.i - мощность отсека турбины;
Dотс.i - пропуск пара через отсек;
Hотс.i - внутреннее теплопадение отсека.
Электрическая мощность турбоагрегата:
, (1.38)
Где - суммарная мощность турбоагрегата по отсекам без учёта механических потерь и потерь в генераторе;
hм- КПД механический;
hг - КПД электрического генератора.
hэм=0,985 - КПД с учётом механических потерь и потерь в генераторе.
Результаты расчётов сводим в таблицу 1.4.
Отсек
Интервал давлений, мпа
Пропуск пара через отсек, кг/c
Внутреннее теплопадение Hотс, кдж/кг
Мощность отсека Wотс, мвт
0-1
12-3,8
165
263,8
43,53
1-2
3,8-2,56
158,91
96,8
15,38
ПП-3
2,35-1,2
148,05
195,3
28,9
3-4
1.2-0.63
141,366
181,5
25,66
4-5
0.63-0.27
134,016
206,7
27,7
5-6
0.27-0.125
130,258
157,3
20,5
6-7
0.125-0.026
121,568
202,3
24,59
7-К
0.026-0.0034
115,048
105,1
12,1
мвт.
Wэ = 213,19·0,985 = 210 мвт .
1.11 Энергетические показатели энергоблока
Полный расход тепла на турбоустановку:
Удельный расход тепла турбоустановкой на производство электроэнергии (без учета расхода электроэнергии на собственные нужды):
Коэффициент полезного действия турбоустановки по производству электроэнегии:
Тепловая нагрузка парогенератора:
Qпг=(hпг-hпв)•aпг•D0=(3512,96-1030)•1,01•210 = 526,6мвт
Коэффициент полезного действия транспорта тепла:
Коэффициент полезного действия парогенератора брутто принят:
hпг=0,94
Тепло, выделяемое при сгорании топлива:
Абсолютный электрический КПД турбоустановки:
Коэффициент полезного действия энергоблока (брутто):
Или
Удельный расход тепла на энергоблок:
Удельный расход электроэнергии на собственные нужды:
Эсн = 0,03.
Коэффициент полезного действия энергоблока (нетто):
hн.эс =hэс•(1-Эсн) = 0,375·(1-0.03) =0.364.
Удельный расход условного топлива (нетто) на энергоблок:
2. Выбор основного и вспомогательного оборудования
Для ступенчатого подогрева конденсата и питательной воды служат регенеративные подогреватели. Пар из отборов турбины подается в подогреватели как направляющая среда, в связи с этим по давлению отбора различают подогреватели высокого и низкого давления (ПВД и ПНД). Выбор теплообменников заключается в расчете поверхности нагрева для определения марки подогревателя. ПВД и ПНД поверхностного типа, деаэраторы повышенного и атмосферного давления, смешивающего типа.
2.1 Выбор ПВД
Расчет достаточно провести для одного подогревателя, например для ПВД 1.
Поверхность нагрева определяется по формуле:
, м2 (2.1)
Где Q – тепловая мощность подогревателя (квт);
K – коэффициент теплопередачи;
Dt – средний логарифмический температурный напор.
Расчет осуществим, разбивая подогреватель на три части: охладитель пара , собственно подогреватель и охладитель дренажа. Таким образом , получим следующие формулы:
- Для охладителя пара
Qоп= Dп·(hп-h``н), квт (2.2)
Где Dп=8,19 кг/с – расход отборного пара на подогреватель ;
Hп=3217,9 кдж/кг – энтальпия отборного пара перед подогревателем;
H``н=2800 кдж/кг - энтальпия насыщения отборного пара.
Qоп= 8,19 ·(3217,9 -2800)=3422,6квт;
- Для собственно подогревателя
Qсп= Dп ·( h``н -h`н), квт (2.3)
Где h`н=1038.8 кдж/кг - энтальпия насыщения воды при давлении в данном отборе.
Qсп= 8,19 ·( 2800-1038.8)=14424,2 квт;
- Для охладителя дренажа
Qод= Dп ·( h`н – hдр), квт (2.4)
Где hдр=950 кдж/кг – энтальпия конденсата греющего пара после ОД.
Qод= 8,19 ·( 1038.8 –950)=727,3 квт.
Тепловая мощность подогревателя:
Cредний логарифмический температурный напор определяется по формуле:
, (2.5)
Где Δtб - наибольший теплоперепад температур между греющей и нагреваемой средой, °C;
Δtм - наименьший теплоперепад температур между греющей и нагреваемой средой, °C:
А) для охладителя пара
Δtб= tп- tпв.вых , (2.6)
Где tп=400°C-температура греющего пара;
Tпв.вых=240°C- температура питательной воды после подогревателя;
Δtм= tн- tв.оп , (2.7)
Где tн=242°C - температура насыщения греющего пара;
Tв.оп- температура питательной воды перед охладителем пара. Определяется по формуле (2.8):
Tв.оп= tпв.вых- Δtоп=240-5=235°C (2.8)
Где Δtоп=5°C – подогрев воды в охладителе пара.
Таким образом, по формулам (2.6) и (2.7) определяем:
Δtб=400-240=160°C,
Δtм= 242- 235=7°C.
Страницы: 1, 2, 3