Пример расчета тепловой схемы и определения

энергетических показателей теплоэнергетической

установки с конденсационной турбиной

Задание

Составить и рассчитать тепловую схему турбоустановки, выбрать паровой котел и вспомогательное оборудование при следующих исходных данных:

1. Номинальная мощность турбогенератора N_a = 80 МВт.

2. Начальные параметры и конечное давление в цикле: P₀ = 75 бар, t₀ = 435С, P_К = 0.04 бар.,

3. Основные характеристики условного процесса турбины в hs - диаграмме:

а) потеря давления в органах регулирования турбины: Р_р1 = 4%, следовательно

P’₀ = (1-Р_р1 ) P₀ = (1-0,04 ) P₀ = 0,96P₀ ,

б) внутренний относительный КПД турбины _0i = 0,82.

4. В системе регенерации пять регенеративных подогревателей (m = 5); из них четыре поверхностного типа и один смешивающего - деаэратор. Давление в деаэраторе выбрать стандартным равным 6 бар.

5. Утечки цикла D_ут = 2% от расхода пара на турбину ; подогрев воды в эжекторном и сальниковым подогревателях t_эп = 3С и t_сп = 5С.

6. Потери давления в паропроводах от камер отборов до поверхностных подогревателей принять P₅= 4%, P₄=5%, P₂= 7%, P₁= 8%.

7. Поверхностные подогреватели без охладителей пара и охладителей конденсата; слив конденсата каскадный; недогрев воды в подогревателях  t_нед = 5C.

8. При расчете энергетических показателей блока принять КПД котла _К = 90%, удельный расход электроэнергии на собственные нужды P_СН = 7%.

1. Составление тепловой схемы

P_K, t_ПС, h_ПС Т

Г

t_0, Р_0, h₀

D_пв t_пв/t_ав

П-5 90 бар

D_в (Р₅=4%)

D_пр 95 бар D_к

П-4 D₄ (Р₄=5%)

100 бар

выпар (D_вып)

6,0 бар

Ред

П-3 D₃ (D₅)

9,0 бар

П-2 D₂ (Р₂=7%)

10 бар

СП 10,5 бар

П-1

D₁

11,5 бар

ЭП

12 бар КН Р_к=0,04 бар

Рис. 1. Расчетная тепловая схема теплоэнергетической

установки с турбиной К-80-75

Схема показана на рис.1 .

По ходу воды в ней предусмотрены:

эжекторный подогреватель - ЭП;

регенеративный поверхностный подогреватель - П-1;

сальниковый подогреватель - СП;

регенеративный поверхностный подогреватель - П-2;

смешивающий регенеративный подогреватель (деаэратор) - П-3;

регенеративный поверхностный подогреватель - П-4;

регенеративный поверхностный подогреватель - П-5.

Восполнение утечек цикла осуществляется химически очищенной водой в конденсатор турбины. Вода на очистку забирается из обратного циркуляционного водовода. Для создания оптимальных условий коагуляции она подогревается до 40С отборным паром турбины .

2.Распределение подогревов питательной воды по регенеративным подогревателям.

2.1 Давление пара в регенеративных отборах.

При начальных параметрах P₀= 75 бар, t₀ = 435С по табл. III теплофизических свойств водяного пара [ Л.2 ] определяем энтальпию пара: h₀ = 3242 кДж / кг, а по табл. II температуру насыщения пара при начальном давлении 75 бар : t₀^н= 290,51С (t₀^н  290,5С ) и при конечном давлении P_К = 0,04 бар, t_К = 28,9С (t_К  29,0С).

Один из способов распределения величины общего подогрева воды между регенеративными подогревателями основан на равенстве подогрева ее в подогревателях от температуры в конденсаторе (в данном примере 29С) до температуры насыщения в цикле (при 75 бар температура насыщения 290,5  С). При этом одним из подогревателей считается водяной экономайзер парового котла. Кроме регенеративных подогревателей в тепловых схемах ТЭС предусматриваются эжекторные и сальниковые подогреватели. При равномерном распределении подогрева воды по регенеративным подогревателям и при t_эп = 3С и t_сп = 5С величина подогрева питательной воды в каждом подогревателе определяется из следующей зависимости:

t₀^н– t_К – (t_эп + t_сп) 290,5 - 29,0 - (3 + 5) 253,5

t_под = = = = 42,3С

m + 1 5 + 1 6

В этом случае температура питательной воды за каждым подогревателем:

за ЭП t_эп = t_К + t_эп = 29 + 3 = 32С,

за П-I t₁ = t_эп + t_под = 32 + 42,3 = 74,3С

за СП t_сп = t₁ + t_сп = 74,3 + 5 = 79,3С,

за П-2 t₂ = t_сп + t_под = 79,3 + 42,3 = 121,6С,

за П-3 t₃ = t₂ + t_под =121,6 + 42,3 = 163,9С,

за П-4 t₄ = t₃ + t_под =163,9 + 42,3 = 206,2С,

за П-5 t₅ = t₄ + t_под = 206,2 + 42,3 = 248,5С.

Примечание. Правильность определения температур за подогревателями рекомендуется проверить. Должно иметь место равенство

t₅ +  t_под  t₀^Н

В данном случае t₅ +  t_под= 248,5 + 42,3 = 290,8290,5С