ОТС+-+Асанов

Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра промышленной теплоэнергетики

Расчетно-графическая работа №1

по дисциплине «Основы теплоснабжения»

Специальность_____________Электроэнергетика____5B050718____________

Выполнил: Исмагулов А.Б. группа _БЭ-09-09_________

Номер зачетной книжки:_________________094074______________________

Принял: ________доцент_______ Бекалай Н. К._________________________

____________________________________ «____» _________________2012г

Содержание

1 Задание 3

2 Расчетно-графическая работа №1 3

3 Расчетно-графическая работа №2 6

4 Расчетно-графическая работа №3 9

Список литературы 12

Задание

Расчетно-графическая работа предназначена для углубления и закрепления знаний, полученных в курсе «Основы теплоснабжения», и приобретения навыков решения расчетных задач, возникающих при проектировании и выборе основного оборудования ТЭЦ, при построении тепловой схемы системы теплоснабжения педприятия, при описании технологического процесса одного из производств.

I Задание на расчетно-графическую работу

Вариант задания на расчетно-графическую работу выдается по таблице I.I. При выполнении задания необходимо:

I.1 Рассчитать тепловые нагрузки;

I.2 Построить годовой график тепловых нагрузок;

I.3 Выбрать основное оборудование ТЭЦ;

I.4 Определить технико-экономические показатели турбоустановки;

I.5 Вычертить на форматах А3 или А4 принципиальную тепловую схему ТЭЦ и составить техническое описание режима работы основного и вспомогательного оборудования.

Исходные данные

Q_от+в=200 МВт;

Q_гвс=80 МВт;

Район строительства ТЭС – Барнаул;

= - 30;

= - 8,3;

= - 17,7;

= - 23; 0,68;

η_oi= 0,68;

h_уст=5650 ч/год;

D_п=300 т/ч.

Расчетно-графическая работа №1

2.1 Расчет тепловых нагрузок

Расчет тепловых нагрузок производится для четырех режимов работы теплоэлектроцентрали.

I-режим максимально зимний, отвечающий расчетной температуре наружного воздуха, для проектирования отопления t^р_н.

Q^I вычисляется как сумма максимальных нагрузок, заданных по заданию

QQ+Q=200+80=280 МВт.

II-режим отвечает средней за наиболее холодный месяц температуре наружного воздуха t^хм_н и равен:

QQ= МВт,

QQQ =148,75+80=228,75 МВт,

где t_в-температура внутри помещения по санитарным нормам.

III-режим среднезимний, соответствует средней температуре наружного воздуха на отопительный период t^ср_н.

QQ= МВт,

=58.444+60=118.444 МВт.

IV-режим летний, характеризует работу ТЭЦ в летний период, когда отсутствует нагрузка на отопление и вентиляцию

Q^IV=QQ=0.818×Q МВт,

Q^IV=0.818^.0.8^.80=52.35, МВт,

где -учитывает снижение расхода воды в летний период (0,8-1,0).

2.2 Построение годового графика тепловых нагрузок

По вертикальной оси в масштабе откладывается тепловая нагрузка Q, МВт, по оси абсцисс: вправо - время в часах (масштаб времени: I мм-50 часов); влево - температура наружного воздуха от t^р_н до t_в =18⁰ С.

В левой части отложить зависимости Q_от+в=f(t_н) и Q_г.в.с, затем, сложить найти линию Q_ТЭЦ=f(t_н) (рисунок 1).

Для построения правой части графика необходимо при помощи климатологических данных (продолжительности стояния температур) построить кривую зависимости Q_ТЭЦ=f().

Масштаб времени :Iмм-50 часов.

Расчетно-графическая работа №2

2.3 Выбор основного оборудования ТЭЦ

Основное оборудование ТЭЦ выбирается по среднезимней нагрузке третьего режима –Q^III. В справочной литературе для теплофикационных турбин, как характеристика регулируемых отборов, задается расход пара из отбора или расход тепла. В расчетно-графической работе для выбора турбины необходимо перевести количество тепла в эквивалентное количество пара из отборов.

Для ориентировочных расчетов можно выбрать среднее давление P_T=0,12 МПа и среднюю температуру t=105⁰С в теплофикационном отборе. Тогда, определив энтальпию пара i_Т=2686 кДж/кг и конденсата i_ок= 439 кДж/кг по таблицам воды и водяного пара, найдем

D_Т=Q_т /(i_т-i_ок)_n = кг/с,

где Q_т= Q^III -тепловая нагрузка, кВт;

_n=0,98- КПД подогревателя.

∑Dт=т/ч.

Выбираем турбину 3×ПТ-50/60-130/7

∑Dп= 3×118= т/ч,

∑Dт = 3×80= т/ч._.

Расход пара в отборе=118/160 т/ч, 80/120 т/ч. Расход острого пара на турбины=274 т/ч.

2.4. Выбор энергетических котлоагрегатов

Количество и единичная мощность устанавливаемых котлов зависит от суммарных тепловых нагрузок котельной и режима отпуска тепла и определяется режимом потребления тепла отдельными предприятиями. По характеристикам выбранных турбин находится суммарный расход острого пара на турбины и параметры пара. Зная суммарный расход пара и его параметры, выбираем количество и паропроизводительность котлоагрегатов.

∑D0 = 3×274=822 т/ч - для турбины.

∑D0’=1.15×∑D0=945.30 т/ч – для собственных нужд.

Выбираем котел Е-320-140. Заводская марка 3×БКЗ-320-140ПТ-5. Паропроизводительность=320 т/ч.

320×3=960 т/ч.

2.5. Выбор пиковых водогрейных котлов

Основное оборудование ТЭЦ выбрано по нагрузке третьего режима, Q^III. При этом ТЭЦ должна покрывать нагрузки первого и второго режимов (Q^I, Q^II).

На ТЭЦ тепловая нагрузка I и II режимов покрывается пиковыми водогрейными котлами (ПВК).

Тепловая мощность ПВК определяется как разность нагрузок

Q=Q^I –Q^II,=280-228,75=51,25 МВт.

По тепловой мощности выбираются типы ПВК. Выбираем водогрейный котел КВГМ-50. Тепловая мощность=58 МВт.

Рисунок 2 – Принципиальная схема теплоподготовительной установки ТЭЦ на органическом топливе

а – с турбинами типа ПТ; б – с турбинами типа Т; 1 – турбина; 2 – электрогенератор; 5, 6 – теплофикационные подогреватели нижней и верхней ступеней; 7 – сетевой насос; 8 – конденсатные насосы теплофикационных подогревателей; 9 – деаэратор подпиточной воды; 10 – подпиточный насос; 11 – конденсаторный насос; 12 – эжекторный подогреватель; 13-16 – регенеративные подогреватели низкого давления; 17 – станционный деаэратор; 18-20 – регенеративные подогреватели высокого напряжения; 25 – подпиточный насос; 26, 27 – коллекторы водяной теплосети падающий и обратный; 28, 29 – паровой и конденсаторный коллекторы; 30 – конденсатный насос; 31 – редукционно-охладительная установка; 32 – фильтр-грязевик; 33 – регулятор подпитки; 34 – пиковый котёл; 35 – бустерный насос; 36 – химводоочистка; 37 – встроенный пучок в конденсаторе

От турбины 1, на валу которой находится электрогенератор 2, отработавшая при выработке электроэнергии теплота отводится для централизованного теплоснабжения при двух уровнях давлений. Отработавший пар повышенного давления отводится из так называемого производственного отбора турбины. Этот пар через коллектор 28 подается по паровым сетям потребителям и используется ими главным образом для технологических целей. В качестве резерва на случай остановки турбины предусмотрена подача пара в коллектор 28 из энергетического котла 3 через редукционно-охладительную установку (РОУ) 31. Конденсат от потребителей поступает на ТЭЦ через коллектор 29. Сначала конденсат подается для контроля в сборный бак, а затем из него конденсатным насосом 30 перекачивается через регенеративные подогреватели низкого давления (ПНД) 14-16 в станционный деаэратор 17. Возвращаемая из тепловой сети охлажденная вода поступает через обратный коллектор 27, в бустерный (вспомогательный) насос 35 и подается им в трубный пучок 37 конденсатора для предварительного подогрева сетевой воды отработавшим паром, поступающим в конденсатор 4. Из трубного пучка конденсатора сетевая вода поступает в два последовательно включенных сетевых подогревателя 5 и 6, питаемых паром из нижнего и верхнего теплофикационных отборов. Затем сетевая вода поступает в сетевой насос 7 и подается им непосредственно или через пиковый водогрейный котел 34 в подающую магистраль тепловой сети через подающий коллектор 26. Подогрев сетевой воды в пиковом обычно водогрейном котле 34 производится только при тех режимах, при которых температура сетевой воды на выходе из верхнего теплофикационного подогревателя 6 недостаточна для удовлетворения тепловой нагрузки присоединенных абонентов. Конденсат отработавшего пара поступает из конденсатора 4 в конденсатный насос 11 и подается им через регенеративные подогреватели низкого давления 13-16 в деаэратор 17, откуда он забирается питательным насосом 21 и подается им через систему регенеративных подогревателей высокого давления (ПВД) 18-20 в котел 3. Для восполнения утечки теплоносителя вода из водопровода поступает на химводоочистку 36, откуда подается насосом 24 в деаэратор 9, обогреваемый отработавшим паром из турбины. Из деаэратора вода поступает в подпиточный насос 10 и подается им через регулирующий клапан 33 во всасывающую линию бустерного насоса 35. Импульсом для регулятора подпитки является изменение давления в одной из точек циркуляционного контура тепловой сети. Наиболее удобно импульс брать от какой-либо точки на перемычке, соединяющей нагнетательный и всасывающий патрубки сетевого насоса 7. Когда утечка превышает подпитку, давление в импульсной точке снижается. Это приводит к открытию регулирующего клапана 33 и увеличению подпитки. Когда утечка становится меньше расхода подпитки, давление в импульсной точке возрастает, клапан 33 прикрывается и подпитка уменьшается.

Расчетно-графическая работа №3

1. Технико-экономические показатели ТЭЦ

Годовая выработка электрической энергии на ТЭЦ

Wгод = N_уст ·h_уст= 50·5650=282500 кВтч/год,

где N_уст – установленная мощность ТЭЦ;

h_уст – число часов использования установленной мощности ТЭЦ.

Годовой отпуск тепловой энергии от ТЭЦ определяется как сумма отпуска тепла в год из пиковых водогрейных котлов (ПВК), теплофикационного и производственного отборов турбин

,

где - годовой отпуск тепла от ПВК;

- годовой отпуск тепла из теплофикационных и производственных отборов турбин.

Годовой отпуск тепла от ПВК определяется по годовому графику тепловых нагрузок (рисунок 1).

Из рисунка 1 можно определить, например:

.

Годовой отпуск тепла из теплофикационных отборов турбин определяется (рисунок 1) как площадь под кривой на графике за вычетом .

Годовой отпуск тепла из производственных отборов турбин

,

где i_п – энтальпия пара при отборе при Р_п и t_п;

i_конд – энтальпия конденсата с производства t_конд=70⁰С.

В первом приближении годовой расход пара из энергетических котлов

,

где - максимальная суммарная производительность котлов, определяемая по диаграммам режимов турбин для заданных D_п и D_отб по III режиму;

- минимальная суммарная производительность котлов для заданного D_п и нагрузке горячего водоснабжения по IV режиму; τ_от – продолжительность отопительного периода.

Годовой расход условного топлива на энергетические котлы

,

где i_о, i_пв – энтальпия острого пара и питательной воды;

- теплотворная способность условного топлива;

η_КА – КПД котлоагрегата.

Годовой расход условного топлива на ПВК

.

Годовой расход условного топлива по отпуску тепла:

КПД по отпуску тепла ТЭЦ

,

где η_п – КПД подогревателя, от 98-99%;

η_тр – КПД транспорта тепла, от98-99%;

η_ка – КПД котлоагрегата (из прототипа).

Годовой расход условного топлива на производство электрической энергии

КПД ТЭЦ по отпуску электрической энергии

Удельные расходы условного топлива по отпуску электрической энергии и тепла

.

КПД ТЭЦ по отпуску тепла и электроэнергии (коэффициент использования топлива)

.

Список литературы

1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. – М.: Энергоиздат, 1982. –360 с.

2. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник. –М.: Энергоатомиздат, 1987. –30 с.

3. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник / Под ред. В.А. Григорьева, В.М.Зорина. –М.: Энергия, 1982.

4. Промышленные тепловые электростанции / Под ред. Е.Я.Соколова. –М.: Энергия, 1979.

10