2.4 Расчет схем отпуска теплоты

Рисунок 2.4 – Расчетная схема отпуска теплоты с ПВК

Разобьем Qот по ступеням подогрева сетевой воды QСП и QПВК учитывая, что тепловая нагрузка любого подогревателя при постоянной теплоемкости воды Ср пропорциональна нагреву воды в нем. Тогда:

,

где tпс, tос – температуры прямой на входе в теплосеть и обратной на выходе сетевой воды, которые определяются из температурного графика теплосети; tПСВ1, tПСВ2 – температура сетевой воды за ПСВ1 и ПСВ2 соответственно;

Gсв – расход сетевой воды в кг/с;

Ср – средняя изобарная теплоемкость воды.

tпс=150°С;

tос=70°С;

tПСВ1=112,48°С;

tПСВ1=82,015°С;

Ср=4.22¸4.24 кДж/(кг×°С); принимаю: Ср=4,22 кДж/(кг×°С);

Qот=100 МВт – тепловая нагрузка.

Расход сетевой воды

Тепловая нагрузка

ПСВ1: кВт;

ПСВ2: кВт;

ПВК: кВт.

Расход греющего пара из отборов на ПСВ1 и ПСВ2 определяются из уравнений тепловых балансов:

Где GПСВ1, GПСВ2 – расходы греющего пара соответственно на ПСВ1 и ПСВ2;

– энтальпии греющего пара из отборов соответственно на ПСВ1 и ПСВ2;

– энтальпии дренажа греющего пара соответственно из ПСВ1 и ПСВ2;

hп =0,98 – КПД сетевых подогревателей.

2.5 Предварительная оценка расхода пара на турбину

,

где Nэ=140 МВт – заданная электрическая мощность;

Hi – действительный теплоперепад турбины, кДж/кг;

hм, hг – КПД механический и генератора (принимаю hм=0,98, hг =0,98);

kр – коэффициент регенерации, он зависит от многих факторов и находится в пределах от 1,15 до 1,4 (принимаю kр =1,21);

GПСВ1, GПСВ2 – расходы греющего пара соответственно на ПСВ1 и ПСВ2;

GП – расход пара из производственного отбора;

Yj – коэффициенты недовыработки мощности отборов.

2.6 Расчет вспомогательных элементов тепловой схемы

В рассматриваемой схеме, вспомогательными элементами являются охладители эжекторов и уплотнений.

Охладители эжекторов (ОЭ) и уплотнений (ОУ)

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

В расчете нужно учесть подогрев основного конденсата. С учетом этого подогрева температура основного конденсата после ОЭ и ОУ запишется следующим образом

где – температура насыщения в конденсаторе (по табл. 2.2);

– подогрев основного конденсата в ОЭ, принимаю ;

– подогрев основного конденсата в ОУ, примем ;

Энтальпия основного конденсата при этой температуре равна

Температура добавочной воды , энтальпия добавочной воды

2.7 Составление общих уравнений материального баланса

Материальные балансы по пару

Относительный расход пара на турбину

,

где т. к. РОУ в схеме отсутствует.

Относительный расход пара из парогенератора

где  – относительный расход утечек, принимается 0,005÷0,012, принимаю ;

 – относительный расход пара из уплотнений турбины, принимается

0,002¸0,003, принимаю .

Материальные балансы по воде

Относительный расход питательной воды

,

где  – относительный расход из парогенератора;

 – относительный расход продувочной воды, принимаю, т. к. котел прямоточный.

Материальный баланс добавочной воды

,

где  – внешние потери. Здесь  – расход пара из производственного отбора, - возврат конденсата (принят 70%);

- внутренние потери;

.

2.8 Составление и решение уравнений материального и теплового балансов подогревателей высокого давления регенеративной системы

ПВД 1

Рисунок 2.5. – Расчетная схема ПВД 1

Уравнение теплового баланса для ПВД 1:

,

где - относительный расход пара на ПВД 1;

- энтальпия греющего пара из отбора на ПВД1;

- энтальпия дренажа греющего пара;

 – относительный расход питательной воды;

- энтальпия питательной воды на выходе из ПВД1;

- энтальпия питательной воды на выходе из ПВД2;

 – КПД поверхностного подогревателя.

.

ПВД 2

Рисунок 2.6. – Расчетная схема ПВД 2

Уравнение теплового баланса для ПВД 2:

,

где - относительный расход пара на ПВД 2;

- энтальпия греющего пара из отбора на ПВД 2;

- энтальпия дренажа греющего пара из ПВД 1;

- энтальпия дренажа греющего пара из ПВД 2;

 – относительный расход питательной воды;

 – относительный расход дренажа из ПВД 1;

- энтальпия питательной воды на выходе из ПВД 2;

- энтальпия питательной воды на выходе из ПВД 3;

 – КПД поверхностного подогревателя.

ПВД 3

Рисунок 2.7. – Расчетная схема ПВД 3

Уравнение теплового баланса для ПВД 3:

,

где - относительный расход пара на ПВД 3;

- энтальпия греющего пара из отбора на ПВД 3;

- энтальпия дренажа греющего пара из ПВД 2;

- энтальпия дренажа греющего пара из ПВД 3;

 – относительный расход питательной воды;

 – относительный расход дренажа из ПВД 2;

- энтальпия питательной воды на выходе из ПВД 3;

. Здесь

 – энтальпия воды в состоянии насыщения при давлении в деаэраторе Рд,

 – подогрев воды в питательном насосе, здесь  – удельный объем воды при давлении Рд.

2.9 Расчет деаэратора

Рисунок 2.8 – Расчетная схема деаэратора

Составляем систему уравнений материального и теплового балансов

Где  – относительный расход питательной воды;

- относительный расход пара из уплотнений турбины, принимается

0,02¸0,04, принимаю ;

 – относительный расход дренажа из ПВД 3;

- относительный расход пара на деаэратор;

- относительный расход добавочной воды;

- относительный возврат конденсата;

- относительный расход основного конденсата в деаэратор;

- энтальпия воды в состоянии насыщения при давлении Рд;

 – энтальпия пара в состоянии насыщения при давлении Рд;

- энтальпия дренажа греющего пара из ПВД 3;

- энтальпия греющего пара из отбора на деаэратор;

 (см. п. 2.6.1).

. Здесь  – температура возвращаемого конденсата, принимаю ;

 – энтальпия греющего пара на входе в деаэратор;

 – КПД смешивающего подогревателя, принимаю .

Решая систему:

с помощью программы MathCad получаем:

;

2.10 Составление и решение уравнений материального и теплового балансов подогревателей низкого давления регенеративной системы

Рисунок 2.9 – Расчетная схема группы ПНД

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

Где - энтальпия пара из отбора на ПНД 4;

- энтальпия пара из отбора на ПНД 5;

- энтальпия пара из отбора на ПНД 6;

- энтальпия пара из отбора на ПНД 7;

- энтальпия дренажа из ПНД 4;

- энтальпия дренажа из ПНД 5;

- энтальпия дренажа из ПНД 6;

- энтальпия дренажа из ПНД 7;

- энтальпия основного конденсата на выходе из ПНД 4;

- энтальпия основного конденсата на выходе из ПНД 5;

- энтальпия основного конденсата на выходе из ПНД 6;

- энтальпия основного конденсата на выходе из ПНД 7;

- энтальпия основного конденсата на входе в группу ПНД;

- относительный расход основного конденсата в деаэратор;

- относительный расход пара на ПСВ1;

- относительный расход пара на ПСВ2.

Решая систему с помощью программы MathCad получаем:

;

;

;

;

;

;

2.11 Проверка материального баланса рабочего тела в схеме

Относительные расходы пара из отборов:

α1=0,0596 – относительный расход пара в ПВД 1;

α2=0,05358 – относительный расход пара в ПВД 2;

α3=0,0442 – относительный расход пара в ПВД 3;

α3д=0,0575 – относительный расход пара в деаэратор;

 – относительный расход пара из производственного отбора;

α4=0,0405 – относительный расход пара в ПНД 4;

α5=0,02819 – относительный расход пара в ПНД 5;

αПСВ1=0,09487 – относительный расход пара в ПСВ1;

α6=0,02647 – относительный расход пара в ПНД 6;

αПСВ2=0,0359 – относительный расход пара в ПСВ2;

α7=0,026699 – относительный расход пара в ПНД 7.

Относительный расход пара в конденсатор

С другой стороны расход пара в конденсатор может быть найден как

.

Относительная ошибка

. Расчет произведен верно.

2.12 Определение расхода пара на турбину

где Nэ – заданная электрическая мощность;

Hi – действительный теплоперепад турбины;

- механический КПД, принят ;

- КПД электрогенератора, принят ;

Относительная ошибка

. Расчет произведен верно.

2.13 Проверка мощности

, МВт,

где G0 – расход пара на турбину;

Hi – действительный теплоперепад турбины;

 – расход пара в конденсатор;

- механический КПД, принят ;

- КПД электрогенератора, принят ;

Относительная ошибка

. Расчет произведен верно.

3. Расчет показателей тепловой экономичности блока при работе в базовом режиме

3.1 Тепловая нагрузка ПГУ

 кВт.

3.2 Полная тепловая нагрузка ТУ

3.3 Тепловая нагрузка ТУ на отопление

кВт.

3.4 Тепловая нагрузка ТУ на паровых потребителей

3.5 Тепловая нагрузка ТУ по производству электроэнергии

кВт.

3.6 КПД ТУ по производству электроэнергии

.

3.7               КПД трубопроводов, связывающих ПГУ с ТУ

.

3.8           КПД блока по отпуску электроэнергии

,

где - КПД ПГУ, принимаю - для ТЭС на твердом топливе;

- удельный расход электроэнергии на собственные нужды станции, принимается для ТЭС на твердом топливе kсн=0,040¸0,090, принимаю kсн=0,05.

3.9           Удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии

3.10      КПД блока по отпуску теплоты

.

3.11      Удельный расход условного топлива на выработку теплоты

4. Расчет регенеративной системы второго режима

Во втором расчетном режиме в отличие от первого добавочная вода подается в конденсатор. В этом случае расчет схемы целесообразно начать с расчета деаэратора, т. к. все параметры, определенные в п. 2.1 – 2.8. для первого и второго режимов совпадают. Принципиальная тепловая схема блока при работе во втором режиме приведена на рисунке 4.2.

4.1 Расчет деаэратора

Рисунок 4.1. – Расчетная схема деаэратора

Составляем систему уравнений материального и теплового балансов

Где  – относительный расход питательной воды;

- относительный расход пара из уплотнений турбины, принят ;

 – относительный расход дренажа из ПВД 3;

- относительный расход пара на деаэратор;

- относительный возврат конденсата;

- относительный расход основного конденсата в деаэратор;

- энтальпия воды в состоянии насыщения при давлении Рд;

 – энтальпия пара в состоянии насыщения при давлении Рд;

- энтальпия дренажа греющего пара из ПВД 3;

- энтальпия греющего пара из отбора на деаэратор;

. Здесь  – температура возвращаемого конденсата, принимаю ;

 – энтальпия греющего пара на входе в деаэратор;

 – КПД смешивающего подогревателя, принимаю .

Решая систему с помощью программы MathCad получаем:

;

Рисунок 4.2 – Принципиальная тепловая схема энергоблока при работе во втором расчетном режиме

4.2 Составление и решение уравнений материального и теплового балансов подогревателей низкого давления регенеративной системы

Рисунок 4.3 – Расчетная схема группы ПНД

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

Где - энтальпия пара из отбора на ПНД 4;

- энтальпия пара из отбора на ПНД 5;

- энтальпия пара из отбора на ПНД 6;

- энтальпия пара из отбора на ПНД 7;

- энтальпия дренажа из ПНД 4;

- энтальпия дренажа из ПНД 5;

- энтальпия дренажа из ПНД 6;

- энтальпия дренажа из ПНД 7;

- энтальпия основного конденсата на выходе из ПНД 4;

- энтальпия основного конденсата на выходе из ПНД 5;

- энтальпия основного конденсата на выходе из ПНД 6;

- энтальпия основного конденсата на выходе из ПНД 7;

- энтальпия основного конденсата на входе в группу ПНД;

- относительный расход основного конденсата в деаэратор;

- относительный расход пара на ПСВ1;

- относительный расход пара на ПСВ2.

Решая систему с помощью программы MathCad получаем:

;

;

;

;

;

4.3 Проверка материального баланса рабочего тела в схеме

Относительные расходы пара из отборов:

α1=0,0596 – относительный расход пара в ПВД 1;

α2=0,05358 – относительный расход пара в ПВД 2;

α3=0,0442 – относительный расход пара в ПВД 3;

α3д=0,0475678 – относительный расход пара в деаэратор;

 –

относительный расход пара из производственного отбора;

α4=0,0438289 – относительный расход пара в ПНД 4;

α5=0,0309285 – относительный расход пара в ПНД 5;

αПСВ1=0,09487 – относительный расход пара в ПСВ1;

α6=0,0291914 – относительный расход пара в ПНД 6;

αПСВ2=0,0359 – относительный расход пара в ПСВ2;

α7=0,02943836 – относительный расход пара в ПНД 7.

Относительный расход пара в конденсатор

С другой стороны расход пара в конденсатор может быть найден как

.

Относительная ошибка

. Расчет произведен верно.

4.4 Определение расхода пара на турбину

где Nэ – заданная электрическая мощность;

Hi – действительный теплоперепад турбины;

- механический КПД, принят ;

- КПД электрогенератора, принят ;

Относительная ошибка

. Расчет произведен верно.

4.5 Проверка мощности

, МВт,

где G0 – расход пара на турбину;

Hi – действительный теплоперепад турбины;

 – расход пара в конденсатор;

- механический КПД, принят ;

- КПД электрогенератора, принят ;

Относительная ошибка

. Расчет произведен верно.

5. Расчет показателей тепловой экономичности блока при работе во втором расчетном режиме

5.1 Тепловая нагрузка ПГУ

 кВт.

5.2 Полная тепловая нагрузка ТУ

5.3 Тепловая нагрузка ТУ на отопление

кВт.

5.4 Тепловая нагрузка ТУ на паровых потребителей

5.5 Тепловая нагрузка ТУ по производству электроэнергии

кВт.

5.6 КПД ТУ по производству электроэнергии

.

5.7           КПД трубопроводов, связывающих ПГУ с ТУ

.

5.8           КПД блока по отпуску электроэнергии

,

где - КПД ПГУ, принимаю - для ТЭС на твердом топливе;

- удельный расход электроэнергии на собственные нужды станции, принимается для ТЭС на твердом топливе kсн=0,040¸0,090, принимаю kсн=0,05.

5.9           Удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии

5.10      КПД блока по отпуску теплоты

.

5.11      Удельный расход условного топлива на выработку теплоты

6. Расчет регенеративной системы третьего режима

В третьем расчетном режиме в отличие от первого добавочная вода подается в конденсатор, возврат конденсата равен 0%. В этом случае необходимо уточнить материальный баланс добавочной воды и начать расчет схемы с расчета деаэратора, т. к. все параметры, определенные в п. 2.1 – 2.8. (за исключением п. 2.7.3) для первого и третьего режимов совпадают. Принципиальная тепловая схема блока при работе в третьем расчетном режиме соответствует схеме при работе во втором расчетном режиме и приведена на рисунке 4.2.

6.1 Материальный баланс добавочной воды

,

где  – внешние потери. Здесь  – расход пара из производственного отбора,

- возврат конденсата (принят 0%);

- внутренние потери;

.

6.2 Расчет деаэратора

Рисунок 6.1. – Расчетная схема деаэратора

Составляем систему уравнений материального и теплового балансов

Страницы: 1, 2, 3, 4