МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ

ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОНДЕНСАЦИОННОЙ

ПАРОТУРБИНОЙ УСТАНОВКИ

Исходные данные:

P₀ , МПа; t₀ , °С – начальные параметры пара на входе в турбину;

P_пп , МПа, t_пп , °С – параметры пара после промперегрева на входе в турбину;

P_к , МПа – давление пара после турбины и на входе в конденсатор;

t_пв , °С – температура питательной воды.

Методика расчета

Заполнение таблицы

1. В таблицу заносятся известные данные:

P₀ t₀ – начальные параметры пара на входе в турбину

P_пп t_пп – параметры пара после промперегрева на входе в турбину

P_к – давление пара после турбины и на входе в конденсатор

– давление в деаэраторе, как правило, 0,6 – 0,7 МПа

Иногда P_д = P₃ (нужно смотреть по схеме)

– температура питательной воды;

Недогрев воды можно принять 1 – 3°С для ПВД и 3 – 7°С для ПНД

2. Давление первого отбора из ЦВД определяется заданной температурой питательной воды. Принимая негорев до температуры насыщения в подогревателе П8 °С. Температура насыщения отборного пара в подогревателе [2]

°С

По таблицам водяного пара по температуре насыщения определяем давление греющего пара в подогревателе МПа и кДж/кг

Потерю давления в паропроводе принимаем на основании заводских рекомендаций равной 8%

, МПа

3. Отбор на П7 берется после ЦВД при давлении промежуточного перегрева пара , МПа

Потерю давления в паропроводе можно принять на основании заводских рекомендаций равной 8% [2]

, МПа

По таблица водяного пара и воды находим °С и кДж/кг

Принимаем , °С:

, °С

Таким образом, подогрев воды в ПВД 2 составляет:

, °С

4. По давлению в деаэраторе , МПа (7 кгс/см²); °С. Падение давления в паропроводе отбора с учетом сопротивления регулирующего клапана на подводе пара к деаэрационной колонке принимаем 0,2 МПа. Принимаем для номинального режима запас по давлению 20%. Это означает, что при нагрузке 80% давление пара в отборе будет достаточным для питания деаэратора. С учетом вышесказанного

, МПа

5. Между отбором пара на П7 и деаэратором (Д) предусматривается отбор на П6, из которого берется пар на приводную турбину питательного насоса, поэтому повышение температуры питательной воды в питательном насосе имеет своим первоисточником пара этого обора. Общее повышение температуры питательной воды в П7, П6 и питательном насосе равно

, °С

При распределении этого повышения температуры между двумя отборами учитываем, что подогрев в П7, питаемом из холодной линии промежуточного перегрева, рекомендуется принимать в 1,5 – 1,8 раза большим, чем подогрев в П6. На основании этой рекомендации имеем

, °С

Принимаем недогрев в П6 равным , °С

Тогда имеем

°С

По таблицам водяного пара находим МПа и кДж/кг

Давление пара в отборе на подогреватель П6 , МПа

6. Давление воды после питательного насоса:

7. Давление воды на выходе из ПВД: МПа,

МПа,

МПа,

где потери давления в ПВД можно принять равными МПа

8. Давление воды после конденсатного насоса: МПа (если нет смешивающего подогревателя)

9. Давление воды на выходе из П1: , МПа

, МПа

, МПа

, МПа

где потери давления в ПНД можно принять равными МПа

10. По давлению отработавшего пара на входе в конденсатор МПа, определяем температуру конденсата на линии насыщения °С по таблицам [ 1 ]

11. Температура конденсата после конденсатного насоса , °С, где °С – нагрев воды в конденсатном насосе

12. Температура воды на выходе из подогревателя П4

,°С

При , °С: °С по температуре насыщения пара в подогревателе [ 1 ] определяем , МПа и кДж/кг

Давление пара в регенеративном отборе на подогреватель П4

МПа

13. Примем что распределение подогрева питательной воды в подогревателях низкого давления равномерное тогда

,°С

где n – количество подогревателей низкого давления

14. Температура воды на выходе из подогревателя П3

,°С

При , °С: °С по температуре насыщения пара в подогревателе [ 1 ] определяем МПа и кДж/кг

Давление пара в регенеративном отборе на подогреватель П3

МПа

15. Температура воды на выходе из подогревателя П2

,°С

При , °С: °С по температуре насыщения пара в подогревателе по [ 1 ] определяем МПа и кДж/кг.

Давление пара в регенеративном отборе на подогреватель П2

МПа

16. Температура воды на выходе из подогревателя П1

,°С

При , °С: °С по температуре насыщения пара в подогревателе определяем МПа и кДж/кг

Давление пара в регенеративном отборе на подогреватель П1

, МПа

17. По значениям давления и температуры ( ) находим энтальпии воды на выходе из подогревателей по [ 1 ].

Параметры дренажей на выходе из подогревателя определяются следующим образом:

а) если в подогреватель не впадает дренаж из другого подогревателя, то температура дренажа, равна температуре насыщения греющего пара в подогревателе ,

б) если впадает дренаж из другого подогревателя, то температура дренажа на выходе из подогревателя будет определяться следующим образом к температуре на входе в подогреватель нужно прибавить 10°С , а затем по температуре дренажа на линии насыщения для воды по [ 1 ] определяется энтальпия кДж/(кг·град).

18. Последним этапом заполнения таблицы является построение процесса расширения пара в турбине:

а) находится первая точка по начальным параметрам Р₁ и t₁ на i,s-диаграмме рис. 1;

б) из этой точки проводим горизонтальную линию влево и определяем энтальпию в первой точке i₁;

в) из первой точки проводим вертикальную линию до давления в следующем отборе Р₂;

г) из второй точки проводим горизонтальную линию влево и определяем энтальпию во второй точке i₀₂;

д) находим разность энтальпий между первой и второй точкой Н₀ = i₁ – i₀₂ и получаем теоретический теплоперепад отсека турбины;

е) умножаем теоретический теплоперепад на относительный внутренний КПД отсека турбины – располагаемый теплоперепад; ж) прибавляем располагаемый теплоперепад к энтальпии в первой точке и получаем энтальпию во второй действи-тельной точке; з) во второй действительной точке находим давление и температуру p2 и t2; и) для последующего построения процесса расширения пара в турбине весь алгоритм построения повторяется заново.

Рис. 1. Построение процесса расширения пара в турбине на i,s-диаграмме

Значения относительного внутреннего КПД каждого цилиндра можно принять следующими , , .

Таблица 1. Параметры пара и воды

Точка процесса	Подогреватель	Параметры пара в отборах				Параметры конденсата греющего пара в подогревателе				Недогрев воды		Параметры воды на выходе из подогревателя				Параметры дренажа на выходе из подогревателя
		Давление, МПа	Температура, °С	Энтальпия, кДж/кг	Давление, МПа		Температура, °С	Энтальпия, кДж/кг			Давление, МПа		Температура, °С	Энтальпия, кДж/кг	Температура, °С		Энтальпия, кДж/кг
0	----	23.5	540	3352	-		-	-	-		-		-	-	-		-
0'	----				-		-	-	-		-		-	-	-		-
РС	----				-		-	-	-		-		-	-	-		-
1	П9	6,725	365	3068	6,227		278	1226.6	2		29,55		276	1205,9	278		1226.6
2	П8	4,125	309	2964	3,795		247,31	1071.3	3		30,05		249,31	1088,5	239.31		1032.9
ПП	-----	3,75	540	3548	-		-	-	-		-		-	-	-		-
3	П7	2,268	468	3392	2,1		215,22	920.6	3		30,55		212,217	911,2	201.217		856.9
Д	Д (П6)	1.02	359	3176	0,65		162	684.2	-		0,65		162		-		-
4	П5	0,461	253	2968	0,427		146	614.9	4		2,0		142	590,2	146		614.9
5	П4	0,24	170	2820	0,22		123,62	518.6	5		2,1		118,62	505,1	108,62		453.85
6	П3	0,112	118	2700	0,104		101,3	423.28	6		2,2		95,3	394,6	101,3		423.28
7	П2	0,047	X=96.5	2572	0,0436		77,93	326.52	6		2,4		71,92	300,8	61.92		259.26
8	П1	0,015	X=91.5	2404	0,0143		53,54	221.8	6		2,5		48,54	203,3	38,54		161.09
К	К	0,0035	X=0.85	2196	-		-	-	-		-		-	-	-		-

Расчет подогревателя п8

– расход пара на подогреватель, кг/с – расход дренажа конденсата пара из подогревателя, кг/с – расход питательной воды (рис. 2). Д Рис. 3.5 ля определения расхода пара составляем уравнение баланса теплоты с одной стороны уравнения пишется количество теплоты втекающее в подогреватель, с другой вытекающее:

Р ис. 2

При расчете считаем, что утечки в подогревателе равны нулю поэтому . Зная это, упрощаем выражение:

, кг/с

Расчет подогревателя п7

– расход пара на подогреватель, кг/с; – расход дренажа конденсата пара из подогревателя, кг/с (рис. 3). Для определения расхода пара составляем уравнение баланса теплоты с одной стороны уравнения пишется количество теплоты, втекающее в подогреватель, с другой – вытекающее: Рис. 3.6

Рис. 3

При расчете считаем, что утечки в подогревателе равны нулю, поэтому . Зная это, упрощаем выражение:

, кг/с.

Питательный турбонасос

Подогрев воды в питательном насосе

, кДж/кг

Р_н , МПа – давление воды на выходе из насоса;

Р_в , МПа – давление воды на входе в насос;

По среднему давлению в насосе и температуре на выходе из деаэратора °С находим средний удельный объем по [ 1 ] м³/кг

– «внутренний» (гидравлический) КПД насоса,

Энтальпия питательной воды за насосом

, кДж/кг

Расход пара на турбопривод

, кг/с

, кДж/кг – адиабатическая работа сжатия в насосе,;

– действительный теплоперепад пара в приводной турбине питательного насоса, кДж/кг ( и – энтальпия пара на входе и на выходе из приводной турбины, если у приводной турбины есть свой конденсатор, то чтобы определить необходимо будет построить процесс расширения пара в приводной турбине, внутренний КПД приводной турбины можно принять давление в конденсаторе приводной турбины принять равным P_к =0,005 МПа );

– «полный» КПД насоса с учетом объемных и механических потерь;

– механический КПД приводной турбины.

Мощность приводной турбины

, кВт

Расчет подогревателя п6

Рис. 4

– расход пара на подогреватель, кг/с; – расход дренажа конденсата пара из подогревателя, кг/с (рис. 4). Для определения расхода пара составляем уравнение баланса теплоты: с одной стороны уравнения пишется количество теплоты, втекающее в подогреватель, с другой – вытекающее.

Расчет расхода пара на деаэратор

Рис. 5

– расход пара на деаэратор, кг/с – расход основного конденсата из подогревателя низкого давления П4, кг/с (рис. 5). Для определения расхода пара на деаэратор, составляем систему уравнений, т.к. у нас две неизвестные, в системе два уравнения теплового баланса и материального деаэратора:

При решении этой системы уравнений нужно найти и .