Расчет тепловой схемы.

2.1. Исходные данные для расчета.

Мощность турбины N=60 МВт, начальные параметры Р₀=12,75 МПа, t₀=555 °C, давление в конденсаторе Р_к=4 кПа, турбоустановка работает в номинальном теплофикационном режиме.

 

2.2.Построение процесса расширения в hs-диаграмме.

Для определения давления в отопительном отборе задаёмся тепловым графиком теплосети 150/70.

Для расчёта возьмём точку . В этом случае температура обратной сети . Рассчитываем температуру за сетевым подогревателем.

,

где – доля покрытия теплофикационной нагрузки турбоустановкой;

– температура прямой сети;

– температура обратной цепи.

Температура насыщения пара в подогревателе:

–температурный напор;

температура насыщения в сетевом подогревателе.

По таблице термодинамических свойств воды и водяного пара находим давление насыщения:

;

Давление в отборе определяем по формуле:

, где .

;

Уточним давление Р₅:

Давление пара в отборах турбины принимаем по справочным данным.

табл. 2.1.

Отбор	Р, МПа
I	4.41
II	2,55
III	1,27
IV	0,559
V	0,359
VI	0,176
VII	0,00588

 

 

Принимаем потери на дросселирование в регулирующих клапанах 4 %, потери на дросселирование в клапанах перед ЧСД 15 %; относительный внутренний КПД: ЧВД = 0,8; ЧСД = 0,82; ЧНД = 0 (т.к пар пар дросселируется).

 

 

По рассчитанным данным строим процесс расширения в hs-диаграмме.

2.3. Составление таблицы состояния пара и воды в системе регенерации.

Уточняем давление в подогревателях:

;

где: — потери давления в паропроводах отборов.

Температура воды в подогревателях:

;

где:

- температурный напор, принимаем 4°С в ПВД, 2°С в ПНД.

Принимаем давление воды в ПНД 1,5 МПа, в ПВД:

.

Коэффициент недовыработки отборов:

табл.2.2.

N	Пар	Конденсат	Вода	aОТБ	YОТБ
Р, МПа	t(x), °С	h, кДж/кг	tН, °С	h, кДж/кг	tВ, °C	РВ, МПа	hВ, кДж/кг
	12,75			—	—	—	—	—	—	—
0’	12,24			—	—	—	—	—	—	—
	4,41			—	—	—	—	—	0,0694	0,695
П1	4,10						15,94		—	—
	2,55			—	—	—	—	—	0,0609	0,541
П2	2,37						15,94		¾	¾
	1,27			¾	¾	¾	¾	¾	0,39	0,368
П3	1,18						15,94		—	—
Д	0,588								—	—
3’	1.08			¾	¾	¾	¾	¾	—	—
	0,559			—	—	—	—	—	0,012	0,226
П4	0,520						1,5		—	—
	0,359			—	—	—	—	—	0,098	0,116
П5	0,276						1,5		—	—
	0,176	0,998		—	—	—	—	—	0,36
П6	0,164	0.998					1,5		—	—
Д-1.2	0,118	0,998					—		¾	¾
	0,005888			¾	¾	¾	¾	¾
П7	0,00547						1,5		—	—
К	0,004			—	—	—	—	—	—	—

 

2.4. Составление баланса пара и воды.

Принимаем расход пара на турбину G_т=1. Тогда подвод свежего пара к стопорным клапанам ЦВД G_o=G_т+G^пр_упл=1+0,02=1,02G_т. Паровая нагрузка парогенератора G_пе=G_o+G_ут=1,02+0,015×1,02=1,0353G_т. Расход питательной воды G_пв=G_пе+G_пр=1,0353+0,005×1,0353=1,0405G_т.

 

2.5. Расчет системы ПВД.

 

рис.2.2. Расчётная схема ПВД.

 

Из таблицы 2.2 находим:

h₁=3241 кДж/кг h₂₁^оп=1077 кДж/кг

h₂=3119 кДж/кг h₂₂^оп=939 кДж/кг

h₃=2981 кДж/кг h₂₃^оп=789 кДж/кг

h_j^ох = f (P_{под j}, t_{н j}+25)

h₁^ох=2879 кДж/кг

h₂^ох=2874 кДж/кг

h₃^ох=2848 кДж/кг

h_{др 1}= С_p×t_др1=4,187×228=954,6 кДж/кг_; t_др1=t^оп₂₂+10=218+10=228°C

h_др2= С_p×t_др2 =4,187×194=812,3 кДж/кг _; t_др2= t^оп₂₃+10=184+10=194°С

h_др3=h¢_п3=794 кДж/кг

Повышение энтальпии воды в питательных насосах:

кДж/кг.

Энтальпия воды перед ПВД 3 с учетом работы питательных насосов:

h₁₃=h^`_д+Dh_пн=670+19,87=689,9 кДж/кг.

Тепловой баланс для ПВД 1:

a_пв(h^оп₂₁-h^оп₂₂)=a₁(h^ох₁-h_др1)h_п

кДж/кг,

Тепловой баланс для ПВД 2:

a_др=a₁₊a₂₊1/3×a_упл=0,0761+0,0633+1/3×0,02=0,1461

Тепловой баланс для ПВД 3:

Определяем нагрев воды в ОПП:

кДж/кг,

кДж/кг,

кДж/кг.

Уточняем энтальпии воды за подогревателями.

кДж/кг.

кДж/кг.

кДж/кг.

Составляем уточненные тепловые балансы.

Для ПВД 1:

a_пв(h₂₁-h₂₂)=a₁(h₁-h_др1)h_п

кДж/кг,

Для ПВД 2:

a_др=a₁₊a₂₊1/3×a_упл=0,0694+0,0609+1/3×0,02=0,1370

Для ПВД 3:

 

2.6. Расчет расширителей непрерывной продувки.

 

Для турбин типа ПТ применяется 2х ступенчатая схема расширителей непрерывной продувки.

рис.2.3. Расширители непрерывной продувки.

 

Давление в расширителе:

МПа.

По Р_р находим: кДж/кг, кДж/кг.

По давлению в барабане котла Р_бар=14 МПа находим h_пр=h^`_бар=1572,8 кДж/кг.

Принимаем КПД расширителя h_р=0,98.

Тепловой баланс расширителя:

Аналогично рассчитываем и второй расширитель:

По Р_р находим: кДж/кг, кДж/кг.

где давление в расширителе:

МПа.

 

 

2.7.Расчёт атмосферного деаэратора.

Рис2.4. Расчётная схема атмосферного деаэратора.

 

Составим уравнение материального баланса:

G^В_1,2 +G_ВЫП =G_д^1,2 +G_ок +G_р2

Уравнение теплового баланса:

При давлении 1,2 ата h_д^’1,2=439 кДж/кг.

h_д^’’1,2=2683 кДж/кг.

h_д^1,2=2688 кДж/кг.

h_ок=4,187×t_ок=4,187×80=334,96 кДж/кг.

h_р2^’’=2687 кДж/кг.

G_ок=0,5×G_пр=0,5×120=60 т/час.

G_ВЫП=0,002×G_ок=0,002×60=0,12 т/час.

G_р2=0,000355×G_т

Получим:

G_д^1,2 =3,149-0,000355×G_т т/час.

G^В_1,2=63,029 т/час.

 

2.8.Расчёт деаэратора питательной воды.

рис. 2.5. Расчётная схема деаэратора питательной воды.

 

Составим уравнение материального баланса:

.

Уравнение теплового баланса:

Решив систему уравнений, получим:

a_ок =0,852

a_д=-0,0007(т.е. вода в деаэраторе практически не греется, поэтому уменьшим температуру воды на выходе из верхнего ПНД с 151°С до 143°С, тогда h₂₄=602,37).

Пересчитаем систему уравнений:

a_ок =0,84

a_д=0,013.

 

 

2.9. Расчёт деаэратора подпитки теплосети.

 

Для деаэрации подпиточной воды используется вакуумный деаэратор.

рис. 2.6. Расчётная схема вакуумного деаэратора.

Расход сетевой воды:

,

где Гкал/час;

ккал/(кг ^oС).

кг/час=1500 т/час.

Величина подпитки теплосети:

т/ч.

h_подп=4,187×30=125,61 кДж/кг.

т/час.

Составим уравнение смешения:

,

где (температура насыщения при Р_ВД=0,2 ата).

Определим расход пара в сетевой подогреватель:

,

где – определяем по давлению в подогревателе; .

т/ч.

 

 

2.10. Расчет системы ПНД.

h₄=2868 кДж/кг h₂₄=602,37 кДж/кг h_др4= 647 кДж/кг

h₅=2780 кДж/кг h₂₅=572 кДж/кг h_др5= 580 кДж/кг

h₆=2688 кДж/кг h₂₆=432 кДж/кг h_др6= 483 кДж/кг

h₇=2688 кДж/кг h₂₇=139 кДж/кг h_др7= 145 кДж/кг

h^’_т = 483 кДж/кг

рис.2.7.Расчетная схема системы ПНД.

 

Составим систему уравнений из тепловых балансов ПНД:

ПНД-4:

Составим систему уравнений из тепловых балансов ПНД 5-6, связанных дренажными насосами.

 

 

Решив систему уравнений, получим:

G₆=(0,09×G_т-5,63) кг/с

G₅=(0,104×G_т-0,648) кг/с

 

Рассчитаем конденсатор ОУ+СП, ОЭ и ПНД-7 как один смешивающий подогреватель.

 

где

G_пс+G_оу=1/3×a_упл×G_т

G_дв=(a_ут+a^’_пр)× G_т+ G_невозв=(0,015+0,005-0,00206-0,000355) ×G_т+ 120/(2∙3,6)=

=0,0176× G_т+16,67 кг/с

кДж/кг

кДж/кг

Примем G₇=0, G_оэ=0,003 G_т

Отсюда находим G_к=(0,61×G_т –580 кг/с,тогда

 

Принимаем т/ч.=107,5 кг/с.

Отсюда кДж/кг, а ^оС, что больше 60 ^оС, значит линия рециркуляции работает.

 

 

2.11.Определение расхода пара на турбину и проверка ее мощности.

 

Расход пара при теплофикационном режиме:

т/ч.

где – электрическая мощность на клеммах генератора; – электромеханический КПД турбогенератора; – коэффициент недовыработки для отбора;

Тогда:

104 кг/с.

кг/с.

кг/с.

кг/с.

кг/с.

кг/с.

кг/с.

кг/с.

кг/с.

кг/с.

кг/с.

 

Мощность турбины:

Погрешность определения мощности составляет 1,0 %.