Рис1 Процесс расширения пара в турбине ПТ-80/100-130/13 на h,s-диаграмме.

3. Расчет принципиальной тепловой схемы при номинальном режиме.

3.1. Расчет расширителей непрерывной продувки.

3.1.1.Величина продувки:

D_пр=β_прD_k^ном=0,01*500=5 т/ч,

где β_пр=1% от производительности котла.

Давление в барабане котла:

Р_б=Р_о^к+ΔР_пп=13,8+1,4=15,2 МПа,

где Р_о^к=13,8 МПа – номинальное давление пара в котле,

ΔР_пп=1,4 МПа – гидравлическое сопротивление пароперегревателя.

Количество пара отсепарированного в РНП-1, и потеря продувочной воды определяется из уравнения теплового и математического баланса расширителя продувки:

Dс₁=

где h^’_б, hᶦᶦ_c1, hᶦ_c1 – энтальпия продувочной воды, отсепарированного пара и отсепарированной воды, КДж/кг, ɳ_сеп – коэффициент, учитывающий охлаждение сепаратора, принимается равным 0.98

3.1.2 . Количество продувочной воды после сепаратора первой ступени:

Dᶦ_пр=D_пр – D_с1=5-2,15=2,85 т/ч.

Пар отсепарированный во второй ступени, направляется на ПНД-3.

где hᶦᶦ_c2, hᶦ_c2 – энтальпия сухого насыщенного пара и отсепарированной воды.

2.1.3. Количество продувочной воды, сбрасываемой в канализацию:

Dᶦᶦ_пр=Dᶦ_пр – D_с2=2,85-0,23=2,62 т/ч=0,73кг/с

 

3.2. Построение процесса расширения пара в турбине.

3.2.1. Начальные параметры пара:

Р_о=12,8 МПа t_о=555 ^оС, h_o=3482 кДж/кг. ɳ_др^ЧВД=0,95-0,97

Р_о^'= Р_о* ɳ_др^ЧВД =12,8*0,95=12,16МПа

Р₃=Р_п=1.27 МПа ; h_3t=2856

H_о^ЧВД=h_o-h_3t=3482 – 2856=626 кДж/кг

3.2.2. Полезно используемое тепловой перепал в ЧВД.

H_i^ЧВД=Н_о^ЧВД*ɳ_oi^ЧВД=626*0,86=538,4 кДж/кг.

2.2.3. Энтальпия пара 3-го отбора h₃=2962 кДж/кг

Р₃^'=Р₃*ɳ_др^ЧСД=1,27*0,9=1,143 МПа

h₆=h₃ - (h₃ – h_6t)ɳ_oi^ЧНД=2962 – (2962 – 2291,4)*0,77=2445,6 кДЖ/кг

Р₆ ^'=Р₆*ɳ_др^ЧНД=0,033*0,7=0,023МПа

h_к=h₆ – (h₆ – h_kt)*ɳ_oi^ЧНД=2291,4 – (2291,4 – 2130)*0,77=21,67 кДж/кг

 

3.3. Определение расхода пара на сетевые подогреватели.

 

3.3.1. Уравнение теплового баланса пара на сетевые подогреватели нижнего отбора.

D_H=

 

3.3.2. Уравнение теплового баланса пара на сетевые подогреватели верхнего отбора.

D_В=

 

3.4. Расчет тепловой схемы.

 

3.4.1. Расчет расхода пара на турбину

D_o= ,

где к_р=1,15 – 1,18 – коэффициент регенерации.

N_э=80000 КВт

Н_i=h_o – h_k=3482 – 2167 =1315 КДж/кг – полезно используемый тепловой перепад в турбине.

у_п, у_в, у_к – коэффициенты недовыроботки мощности паром соответственно промышленного, верхнего и нижнего отборов.

у_п=

у_в=

у_к=

D_п=130 т/ч=36,1 кг/с

D_o= ,

 

3.4.2. Расход питательной воды

D_пв=D_о+D_ут+D_пр,

где D_пр=0,01*D_н^ном=0,01*500=5 т/ч=1,39кг/с – величина продувки котла.

D_ут=0,016* D_пр – величина утечек

D_пв=105,8+0,016*1,39+1,39=107,2 кг/с

Расчет регенеративной схемы производства последовательно для ПВД, деаэратора, питательной воды и ПНД на основе решения уравнений теплового баланса.

D₁*Δh₁*ɳ=D_пв*Δt₇

D₁=

3.4.3. Уравнение теплового баланса ПВД-6

D₂=

3.4.4. Уравнение теплового баланса ПВД-5[22]

D₃=

3.4.5. Расчет деаэратора.

Из уравнения материального баланса деаэратора выражаем расход основного конденсата, поступающего в деаэратор:

D_пв=D_g+(D₁+D₂+D₃₎+D_с1+D_кз

D_кз=D_пв-D_g-(D₁+D₂+D₃₎-D_с1

D_кз=88-D_д кг/с

Уравнение теплового баланса деаэратора:

D_gh_g+(D₁+D₂+D₃)τ₃+D_c1h_c1+D_k3t₄=D_пвτ_g

D_g*2962+18.72*775+0.6*2764+(88-D_g)*582

D_g=1.9 кг/с

D_кз=88-1,9=86,1 кг/с

 

3.4.6. Расчет подогревателей низкого давления

Так как между ПНД-4 и ПНД-3 в линию основного конденсата подается конденсат с сетевого подогревателя верхнего отбора в количестве D_в=16.5 кг/с с энтальпией 406 кДж/кг, то необходимо определить энтальпию основного конденсата в точке смеси.

D_k3t_cм3= D_k3t₃+D₃τ₅,

где D_k2= D_k3 – D_в=86,1 – 16,5=69,5 кг/с

86,1* t_см3=69,5*394+16,5*406

t_см3=395,8 кДж/кг

 

3.4.7. Уравнение теплового баланса ПНД4

D₄=

Составляем уравнение теплового баланса для точки смеси 2 (перед ПНД3)

D_k2t_см2=D_k1t₂+(D_н+D₄+D₅+D_c2+D₆)τ₆,

где D_k1=D_k2 – (D_н+D₄+D₅+D_c2+D₆)=69.5-16.7-5.16-0.064-D₅-D₆

D_k1=(47.6-D₅-D₆)

t_см2=(47.6-D₅-D₆)*46+(21.9+D₅+D₆)*289

t_см2=122.6+3.5D₅+3.5D₆

3.4.8. Уравнение теплового баланса ПНД3

D₅Δh₅ɳ+D₄Δτ₄₅ɳ+D_c2(h_c2-τ₅)ɳ=D_k2(t₃-t_см3)

D₅=69.6*(394-122.6+3.5D₅+3.5D₆)

D₅=(7.8-0.106D₆) кг/с

Уравнение теплового баланса в точке смеси 1 (перед ПНД2)

D_k1t_см1=D_kt_к+D_g^ПКt_g,

где D_g^ПК – количество деаэрированной воды на подпитку котлов после вакуумного деаэратора (D_g=0.0086 t_g=43 ^oC

D_g^ПК=0,016D_пв+D_п+D_прᶦᶦ=0,016*107,2+36,1+0,73=38,6 кг/с

D_k1=47.6-7.8-0.106D₆-D₆=39.6-0.894D₆ кг/с

D_k=D_k1-D_g^ПК=39,6-0,894D₆-38.6=1-0.894D₆ кг/с

3.4.9. Уравнение теплового баланса ПНД2

D₆*2123*099+(5.16+7.8-0.106D₆+0.064)*117*0.99

D₆*2045=12345

D₆=6

D₅=(7.8-0.106*6)=7 кг/с

2.4.10. Расход пара на конденсатор.

D_k1=39.6-0.3=39.3

D_k=39.3-38.6=0.7 кг/с\

 

3.5. Мощность отдельных потоков пара.

N₁=D₁(h_o – h₁)=6.9*359.3=2479.17 кВт

N₂=D₂(h_o – h₂)=7.63*498.7=3640.5 кВт

N₃=(D₃+D_п+D_g)*(h_o - h₃)=(4.56+36.1+1.3)*(3482-2962)=22131.2 кВт

N₄= D₄(h_o – h₄)=5.16*715=3689.4 кВт

N₅= (D₅+D₆)(h_o – h₅)=(7+16.5)+(927)=23500 кВт

N₆= (D₆+D_н)(h_o – h₆)=24075 кВт

N_к= D_к(h_o – h_к)=764,4 кВт

∑N_i=81229,7 кВт

 

3.6. Электрическая мощность.

 

N_э=∑N_i∙η_под=81229,7 ∙0,996≈80МВт

3.7. Показатели тепловой экономичности станции.

 

3.7.1. Удельный расход пара.

d_э=

3.7.2. Частные КПД по выработке электрической и тепловой энергии и полный КПД блока КТЦ.

 

3.7.2.1. КПД по отпуску тепла промышленными потребителями:

ɳ= ,

где Q_п=D_п(h_п – h_ок)=36(2962 – 419)=91,5 МВт – отпуск тепла от турбины.

Q_пр= МВт – отпуск тепла промышленному потребителю.

3.7.2.2. КПД турбоустановки по отпуску тепла на теплофикацию:

ɳ_п^т=0,98

Q_т=

3.7.2.3. Расход пара на турбину:

Q_э=D_о(h_o - h_и.в.)-D_у.в.(h_и.в. – h_доб.в.)=150(3482 – 1087,5)- 4,6(1087,5 – 88)=354 МВт

 

 

3.7.2.4. Теплота на выработку электрической энергии:

ɳ_ээ= ,

 

3.7.3. КПД блока (станции) с учетом потерь в котле (ɳ_ка) и транспорте (ɳ_тр).

 

3.7.3.1. КПД по отпуску теплоты промышленным потребителям:

ɳ_п^с=ɳ_пɳ_трɳ_ка=0,99*0,98*0,943=0,91

Q_п^с=

 

3.7.3.2. КПД по отпуску теплоты на теплофикацию.

ɳ_п^с=ɳ_тɳ_трɳ_ка=0,98*0,98*0,943=0,9

Q_т^с=

 

3.7.3.3. КПД по выработке электрической энергии

η^с_ээ=η_ээ∙η_тр∙η_ка

η^с_ээ=0,44∙0,98∙0,943=0,4

Q^c_ээ=Q^с – Q^с_п – Q^с_т=370 – 100 – 90=180МВт

Q_с=

3.7.4. Удельный расход условного топлива на выработку электрической и тепловой энергии:

3.7.4.1. b_у^ээ=

3.7.4.2.На производство тепла промышленным потребителям:

b_у^п=

b_у^п=

3.7.4.3.На производство тепла на теплофикацию

b_у^т=

b_у^т=