2.5 Расчет турбопривода питательного насоса

Относительный расход пара на турбопривод определяется по формуле

где - действительный теплоперепад турбопривода;

- механический КПД турбопривода;

- КПД насоса;

- адиабатная работа сжатия 1 кг воды в питательном насосе, определяется по формуле

где - удельный объем воды в состоянии насыщения;

- давления воды за питательным насосом и в деаэраторе.

Определяем удельный объем воды в деаэраторе в состоянии насыщения

тогда

.

Принимаем

;

,

тогда

.

2.6 Расчет вспомогательных элементов тепловой схемы

2.6.1 Охладители эжекторов и уплотнений

Охладители эжекторов и уплотнений служат для конденсации пара из эжекторов и уплотнений турбины, при этом проходящий через них основной конденсат подогревается.

Температура основного конденсата после ОУ и ОЭ

где - температура насыщения в конденсаторе;

- подогрев основного конденсата в ОЭ;

- подогрев основного конденсата в ОУ;

Принимаем

;

,

тогда

Энтальпия основного конденсата при этой температуре может быть определена как

;

.

2.6.2 Атмосферный деаэратор

Атмосферный деаэратор служит для деаэрации добавочной воды.

Целью его расчета является определение расхода греющего пара из отбора турбины и расхода деаэрированной воды . Расчетная схема деаэратора добавочной воды приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Расчетная схема деаэратора добавочной воды

Расчет деаэратора производится совместным решением уравнений материального и теплового балансов.

Уравнение материального баланса

Уравнение теплового баланса

где – энтальпия греющего пара шестого отбора;

– энтальпия деаэрированной добавочной воды;

- КПД атмосферного деаэратора;

– энтальпия добавочной воды, определяемая по формуле

.

Принимаем КПД атмосферного деаэратора

.

Выражая из уравнения материального баланса относительный расход деаэрированной добавочной воды, и подставляя его в уравнение теплового баланса, можно найти относительный расход греющего пара из отбора турбины

.

По уравнению материального баланса находим относительный расход деаэрированной добавочной воды

.

2.6.3 Испаритель

Испаритель служит для восполнения потерь рабочего тела дистиллятом, полученным из добавочной воды термическим способом.

Расчетная схема испарителя представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Расчетная схема испарителя

Целью расчета испарителя является определение относительного расхода греющего пара из шестого отбора турбины . Этот расход определяем решением уравнения теплового баланса испарителя

,

где - энтальпии греющего пара и дренажа шестого отбора;

- энтальпии вторичного пара и продувочной воды испарителя;

- энтальпия добавочной воды на входе в испаритель;

- относительный расход добавочной воды на выходе из деаэратора добавочной воды;

- КПД испарителя.

Принимаем

Энтальпия вторичного пара равна

.

Энтальпия продувочной воды испарителя равна

Относительный расход вторичного пара на выходе из испарителя равен

.

Находим относительный расход греющего пара

.

2.7 Составление и решение уравнений материального и теплового балансов подогревателей регенеративной системы

Целью расчета регенеративных подогревателей является определение относительных расходов греющего пара на них из отборов турбины.

Для определения этих расходов составляются и последовательно, а также совместно решаются уравнения теплового и материального баланса теплообменников. При составлении уравнений материального и теплового балансов должны быть учтены все расходы пара, воды и конденсата, входящие в подогреватель и выходящие из него. В тепловой схеме ТЭС возможно последовательное решение балансов.

В тепловой схеме ТЭС сначала рассчитываются ПВД против хода питательной воды, потом деаэратор и затем группа ПНД от деаэратора к конденсатору.

2.7.1 Подогреватели высокого давления

2.7.1.1 ПВД1

Расчетная схема подогревателя представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Расчетная схема ПВД1

Уравнение теплового баланса для поверхностного подогревателя высокого давления, представленного на рисунке 4, запишем в виде

,

где - энтальпии греющего пара и дренажа первого отбора;

- энтальпии питательной воды за первым и вторым подогревателями;

- КПД поверхностных подогревателей.

Принимаем КПД поверхностных подогревателей

.

Из этого уравнения находим относительный расход греющего пара из отбора турбины на подогреватель

.

Определяем относительный расход дренажа из ПВД1

.

2.7.1.2 ПВД2

Расчетная схема подогревателя представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Расчетная схема ПВД2

Уравнение теплового баланса для поверхностного подогревателя высокого давления, представленного на рисунке 5, запишем в виде

где - энтальпии греющего пара и дренажа второго отбора;

- энтальпия питательной воды за третьим подогревателем.

Из этого уравнения находим относительный расход греющего пара из отбора турбины на подогреватель

.

Определяем относительный расход дренажа из ПВД2

.

2.7.1.3 ПВД3

Расчетная схема подогревателя представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Расчетная схема ПВД3

Уравнение теплового баланса для поверхностного подогревателя высокого давления, представленного на рисунке 6, запишем в виде

где - энтальпии греющего пара и дренажа третьего отбора;

- энтальпия питательной воды за питательным насосом.

Определим энтальпию воды за питательным насосом

,

где - энтальпия воды в деаэраторе;

- повышение энтальпии в питательном насосе, причем

тогда

.

Из уравнения теплового баланса находим относительный расход греющего пара из отбора турбины на подогреватель

.

Определяем относительный расход дренажа из ПВД3

.

2.7.2 Деаэратор

Целью расчета деаэратора является определение относительного расхода греющего пара из отбора турбины и относительного расхода основного конденсата из группы ПНД. Эти расходы находятся путем совместного решения уравнений материального и теплового балансов. Расчетная схема деаэратора изображена на рисунке 7.

Рисунок 7 – Расчетная схема деаэратора

Уравнение материального баланса

.

Уравнение теплового баланса

,

где - относительный расход дренажа из ПВД3;

- энтальпия греющего пара четвертого отбора;

- эн­тальпия основного конденсата за ПНД1;

- энтальпия дренажа из ПВД3;

- энтальпия насыщения воды в деаэраторе;

- КПД деаэратора.

Выразив из уравнения материального баланса относительный расход греющего пара, и, подставив его в уравнение теплового баланса, найдем относительный расход основного конденсата из ПНД

,

.

Относительный расход греющего пара из третьего отбора турбины равен

.

2.7.3 Подогреватели низкого давления

Особенностью расчета ПНД является необходимость учета точек ввода в линию основного конденсата различных потоков. В таких точках смешения происходит изменение расхода и энтальпии основного конденсата.

При вводе дренажей сетевых подогревателей и других уже известных потоков, производится последовательный расчет. Сначала по материальному балансу точки смешения определяется относительный расход основного конденсата на входе в эту точку. Затем по тепловому балансу точки смешения рассчитывается энтальпия основного конденсата на выходе из нее. При вводе в линию основного конденсата дренажей ПНД уравнения тепловых и материальных балансов соседних подогревателей решаются в системе с тепловым и материальным балансами точки смешения. При этом необходимо найти энтальпию точки смешения. Расчетная схема подогревателей низкого давления представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Расчетная схема ПНД

Составляем систему уравнений материального и теплового балансов для группы ПНД в соответствии с расчетной схемой

для ПНД 1

для т. см.

для ПНД2

для КИ

для ПНД3

для ПНД4

где - энтальпия основного конденсата на входе в группу ПНД;

- энтальпия дренажа КИ;

- относительный расход основного конденсата в деаэратор;

- относительный расход основного конденсата на входе в группу ПНД;

- энтальпия основного конденсата на входе в ПНД1;

- энтальпия основного конденсата на выходе КИ;

- КПД поверхностного подогревателя;

- КПД смешивающего подогревателя.

Подставляем известные данные и получаем

для ПНД 1

для т. см.

для ПНД2

для КИ

для ПНД3

для ПНД4

Решая систему с помощью программы MathCad 14, получаем

;

;

;

;

;

;

;

_;