Исследование влияния изменения параметров и структуры ПТС ПТУ с турбиной типа ПТ-145–130 на показатели тепловой экономичности

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

7.9           Удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии

7.10      КПД блока по отпуску теплоты

.

7.11      Удельный расход условного топлива на выработку теплоты

8. Анализ результатов, полученных в результате расчета трех режимов работы энергоблока

Сведем данные, полученные ранее в таблицу.

Таблица 8.1 – Показатели тепловой экономичности энергоблока при работе в трех режимах

Для наглядного обоснования выбора более экономичного варианта вычислим полный КПД энергоблока для каждого режима.

Полный КПД энергоблока

где  – электрическая мощность, кВт,

 – тепловая нагрузка ТУ на паровых потребителей, кВт (см. таб. 8.1),

 – тепловая нагрузка ТУ теплофикационных отборов ТУ, кВт (см. таб. 8.1),

 – полный расход условного топлива, кг/с, здесь  – расход условного топлива по отпуску теплоты, - расход условного топлива по отпуску электроэнергии, - расход условного топлива на ПВК, где  – тепловая нагрузка на ПВК (см. п. 2.4.3).

- низшая теплота сгорания условного топлива.

1 вариант

Расход условного топлива на выработку электроэнергии

Расход условного топлива на выработку теплоты

Расход условного топлива на ПВК

2 вариант

Расход условного топлива на выработку электроэнергии

Расход условного топлива на выработку теплоты

Расход условного топлива на ПВК

3 вариант

Расход условного топлива на выработку электроэнергии

Расход условного топлива на выработку теплоты

Расход условного топлива на ПВК

Вывод: КПД энергоблока при работе в третьем расчетном режиме превышает КПД энергоблока при работе в базовом и втором расчетном режимах. При работе энергоблока в базовом режиме добавочная вода подавалась в схему в деаэратор. При этом температура воды в деаэраторе , энтальпия воды в деаэраторе , а температура и энтальпия добавочной воды  соотвтественно. То есть добавочная вода «охлаждает» воду в деаэраторе, кроме того, для подогрева её в деаэраторе требуется дополнительный расход пара из отбора турбины. Во втором и третьем расчетном режимах добавочная вода подается в конденсатор, при этом температура основного конденсата в этом теплообменнике составляет , энтальпия основного конденсата  При подаче добавочной воды в конденсатор её подогрев осуществляется за счет низкопотенциального тепла и не требует затрат тепла пара из отборов турбины с высоким давлением.

Однако самый большой КПД получен при расчете третьего режима, который отличается от второго тем, что в этом режиме возврат конденсата принят 0%, что в первую очередь повлияло на величину. В силу отрицательной зависимости значения полной тепловой нагрузки ТУ от значения  первое значительно уменьшилось относительно первых двух расчетных режимов. Кроме того, тепловая нагрузка на паровых потребителей в третьем расчетном режиме оказалась выше, чем в первых двух режимах. Таким образом, значение тепловой нагрузки турбоустановки по производству электроэнергии в третьем режиме получилось значительно меньше относительно первых двух, что при незначительных изменениях расчетной электрической мощности повлияло на значение КПД.

9. Выбор оборудования пароводяного тракта

9.1 Выбор насосов

9.1.1 Сетевой насос

Максимальная подача

где Gсв=296,21 кг/с – расход сетевой воды;

υпс=f(Рсв; tпс)= 0,0010898 м3/кг – удельный объем прямой сетевой воды;

υос=f(Рсв; tпс)= 0,0010221 м3/кг – удельный объем обратной сетевой воды;

где Рсв=1,5 МПа – давление сетевой воды;

ρв=1000 кг/м3 – плотность воды;

g=9,8 м2/с – ускорение свободного падения;

Выбираем насос типа СЭ2500–180 [2, таб. 5.6]. Характеристики насоса: подача  напор  Схема включения – один рабочий и один резервный для всей ТЭС, каждый на 100% полного расхода воды.

9.1.2 Конденсатный насос

Максимальная подача

где υ=f(Ркн; tк)= 0,001 м3/кг – удельный объем;

 – расход основного конденсата;

где Рок=1,1 МПа – давление основного конденсата;

Рк=0,003 МПа – давление в конденсаторе;

ρв=1000 кг/м3 – плотность воды;

g=9,8 м2/с – ускорение свободного падения;

Выбираем насос типа КсВ500–150 [2, таб. 5.5]. Характеристики насоса:

подача  напор  Схема включения – один рабочий и один резервный для всей ТЭС, каждый на 100% полного расхода воды.

9.1.3 Питательный насос

Максимальная подача

где υ=f(Рпн; tд)= 0,0011 м3/кг – удельный объем,

здесь  – напор, развиваемый питательным насосом;

 – расход питательной воды;

Напор

где Рпв=19,5 МПа – давление питательной воды;

Рд=0,7 МПа – давление в деаэраторе;

ρв=1000 кг/м3 – плотность воды;

g=9,8 м2/с – ускорение свободного падения;

Выбираем насос типа ПЭ-780–200 [2, таб. 5.4]. Характеристики насоса:

подача  напор  Схема включения – один рабочий и один резервный для всей ТЭС, каждый на 100% полного расхода воды.

9.1.4 Дренажный насос для ПСВ 1

Максимальная подача

где  – расход дренажа из ПСВ 1;

υ=f(РПСВ1; tsПСВ1)= 0,001 м3/кг – удельный объем;

Напор

где Рок=1,1 МПа – давление в линии основного конденсата;

РПСВ1=0,215 МПа – давление в ПСВ 1;

ρв=1000 кг/м3 – плотность воды;

g=9,8 м2/с – ускорение свободного падения;

Выбираем насос типа Кс80–155 [2, таб. 5.5]. Характеристики насоса: подача  напор  Схема включения без резерва с применением резервной линии каскадного слива дренажа в конденсатор.

9.1.5 Дренажный насос для ПСВ 2

Максимальная подача

где  – расход дренажа из ПСВ 2;

υ=f(РПСВ2; tsПСВ2)= 0,001 м3/кг – удельный объем;

Напор

где Рок=1,1 МПа – давление в линии основного конденсата;

РПСВ2=0,0757 МПа – давление в ПСВ 2;

ρв=1000 кг/м3 – плотность воды;

g=9,8 м2/с – ускорение свободного падения;

Выбираем насос типа Кс32–150 [2, таб. 5.5]. Характеристики насоса: подача  напор  Схема включения без резерва с применением резервной линии каскадного слива дренажа в конденсатор.

9.1.6 Дренажный насос для ПНД 5

Максимальная подача

где  – расход дренажа из ПНД 5;

υ=f(РП5; h'П5)= 0,0010626 м3/кг – удельный объем,

здесь h'П5 – энтальпия насыщения в ПНД 5,

РП5=0,215 МПа – давление в ПНД 5;

где Рок=1,1 МПа – давление в линии основного конденсата;

ρв=1000 кг/м3 – плотность воды;

g=9,8 м2/с – ускорение свободного падения;

Выбираем насос типа Кс80–155 [2, таб. 5.5]. Характеристики насоса: подача  напор  Схема включения без резерва с применением резервной линии каскадного слива дренажа в конденсатор.

9.1.7 Дренажный насос для ПНД 6

Максимальная подача

где  – расход дренажа из ПНД 6;

υ=f(РП6; h'П6)= 0,0010785 м3/кг – удельный объем,

здесь h'П6 – энтальпия насыщения в ПНД 6,

РП6=0,0757 МПа – давление в ПНД 6;

Напор

где Рок=1,1 МПа – давление в линии основного конденсата;

ρв=1000 кг/м3 – плотность воды;

g=9,8 м2/с – ускорение свободного падения;

Выбираем насос типа Кс32–150 [2, таб. 5.5]. Характеристики насоса:

подача  напор  Схема включения без резерва с применением резервной линии каскадного слива дренажа в конденсатор.

9.2 Выбор деаэратора

Давление в деаэраторе Рд=0,7 МПа; температура насыщения tд=164,95 °С;

Номинальная производительность

Выбираем деаэрационную колонку типа КДП-1000А [2, таб. 3.25]

с характеристиками: номинальная производительность 277,8 кг/с, рабочее давление 0,76 МПа, рабочая температура 164,19 °С, объем 17 м3.

Емкость бака деаэратора должна обеспечивать 15% запаса ПВ на 3,5 минуты: ,

Выбираем деаэраторный бак типа БДП-120–2А [2, таб. 3.26] объемом 150 м3.

9.3 Выбор подогревателей

9.3.1 ПВД 1

Расход питательной воды

Поверхность теплообмена

где - расход пара;

h1=3195,83 кДж/кг – энтальпия пара первого отбора;

h'1=1085,69 кДж/кг – энтальпия дренажа из ПВД 1;

k – коэффициент теплопередачи;

 – средний температурный напор, здесь , .

Выбираем подогреватель ПВ-775–265–45 [2, таб. 3.22] с характеристиками: площадь теплообмена 775 м2, максимальная температура пара 405°С; номинальный расход воды 194,4 кг/с.

9.3.2 ПВД 2

Расход питательной воды

Поверхность теплообмена

где - расход пара;

h2=3094,32 кДж/кг – энтальпия пара второго отбора;

h'2=959,03 кДж/кг – энтальпия дренажа из ПВД 2;

k – коэффициент теплопередачи;

 – средний температурный напор, здесь , .

Выбираем подогреватель ПВ-760–230–14–1 [2, таб. 3.22] с характеристиками: площадь теплообмена 676 м2, максимальная температура пара 350 °С; номинальный расход воды 236,1 кг/с.

9.3.3 ПВД 3

Расход питательной воды

Поверхность теплообмена

где - расход пара;

h3=2992,718 кДж/кг – энтальпия пара третьего отбора;

h'3=837,28 кДж/кг – энтальпия дренажа из ПВД 3;

k – коэффициент теплопередачи;

 – средний температурный напор, здесь , .

Выбираем подогреватель ПВ-760–230–14–1 [2, таб. 3.22] с характеристиками: площадь теплообмена 676 м2, максимальная температура пара 350°С; номинальный расход воды 236,1 кг/с.

9.3.4 ПНД 4

Расход основного конденсата

Поверхность теплообмена

где - расход пара;

h4=2849,996 кДж/кг – энтальпия пара четвертого отбора;

h'4=645,00 кДж/кг – энтальпия дренажа из ПНД 4;

k – коэффициент теплопередачи;

 – средний температурный напор, здесь , .

Выбираем подогреватель ПН-550–25–1-IV [2, таб. 3.19] с характеристиками: площадь теплообмена 580 м2, максимальная температура пара 285°С; номинальный расход воды 216,7 кг/с.

9.3.5 ПНД 5

Расход основного конденсата

Поверхность теплообмена

где  – расход пара;

h5=2738,668 кДж/кг – энтальпия пара пятого отбора;

h'5=514,34 кДж/кг – энтальпия дренажа из ПНД 5;

k – коэффициент теплопередачи;

 – средний температурный напор, здесь , .

Выбираем подогреватель ПН-400–26–2-IV [2, таб. 3.19] с характеристиками: площадь теплообмена 400 м2, максимальная температура пара 400 °С; номинальный расход воды 208,3 кг/с.

9.3.6 ПНД 6

Расход основного конденсата

Поверхность теплообмена

где  – расход пара;

h6=2655,733 кДж/кг – энтальпия пара шестого отбора;

h'6=385,45 кДж/кг – энтальпия дренажа из ПНД 6;

k – коэффициент теплопередачи;

 – средний температурный напор, здесь , .

Выбираем подогреватель ПН-400–26–2-IV [2, таб. 3.19] с характеристиками: площадь теплообмена 400 м2, максимальная температура пара 400°С; номинальный расход воды 208,3 кг/с.

9.3.7 ПНД 7

Расход основного конденсата

Поверхность теплообмена

где  – расход пара;

h7=2521,123 кДж/кг – энтальпия пара седьмого отбора;

h'7=257,63 кДж/кг – энтальпия дренажа из ПНД 7;

k – коэффициент теплопередачи;

 – средний температурный напор, здесь , .

Выбираем подогреватель ПН-400–26–2-IV [2, таб. 3.19] с характеристиками: площадь теплообмена 400 м2, максимальная температура пара 400°С; номинальный расход воды 208,3 кг/с.

9.4 Выбор сетевых подогревателей

9.4.1 ПСВ 1

Рсв=1,5 МПа,

Рп=0,215 МПа,

Gсв=296,21 кг/с,

Gп=17,469 кг/с,

tп=124,12°С,

tсв вх=82,015°С,

tсв вых=112,48°С.

Выбираем ПСВ-200–7–15 [2, таб. 3.29] с характеристиками: давление пара 0,78 МПа, температура пара 164,2°С, номинальный расход пара 18,28 кг/с, давление воды 1,57 МПа, температура воды на входе / выходе 70/150°С, номинальный расход воды 111 кг/с, 3 шт.

9.4.2 ПСВ 2

Рсв=1,5 МПа,

Рп=0,0757 МПа,

Gсв=296,21 кг/с,

Gп=6,616 кг/с, tп=93,32°С, tсв вх=70°С,

tсв вых=82,015°С.

Выбираем ПСВ-200–7–15 [2, таб. 3.29] с характеристиками: давление пара 0,78 МПа, температура пара 164,2°С, номинальный расход пара 18,28 кг/с, давление воды 1,57 МПа, температура воды на входе / выходе 70/150°С, номинальный расход воды 111 кг/с, 3 шт.

9.5 Выбор ПВК

Расход сетевой воды Gсв=296,21 кг/с =1066,356 т/ч,

Тепловая нагрузка ПВК Qпвк=46900 кВт.

Выбираем котел водогрейный типа КВ-ГМ-50–150 [2, таб. 1.64] с характеристиками: номинальная теплопроизводительность 58,2 МВт, рабочее давление 0,98 – 2,45 МПа, расход воды через котел для пикового режима 1230 т/ч, температура на входе в котел 70–110°С, температура на выходе из котла 150°С.

9.6 Выбор вспомогательных теплообменников

Из теплообменного оборудования, комплектующего ПТУ ПТ-140–130:

Конденсатор К2–6000–1,

Основной эжектор ЭП-3–2А (2 шт.),

Охладитель уплотнений ЭУ-120–1.

9.7 Выбор парового котла

Тип котла – прямоточный, без пп.

Р0=13 МПа, t0=550 °С, tпв=245 °С,

Dп=1,013•181,428=183,786 кг/с = 661,63 т/ч.

Выбираем котел П-60 с параметрами:

Dп=670 т/ч, Р0=13,8 МПа, t0=545 °С, tпв=240 °С,

Составляем сводную таблицу параметров выбранного оборудования (таблица 9.1).

Таблица 9.1

Заключение

В ходе расчета курсовой работы были решены поставленные задачи проектирования. В результате расчета были просчитаны показатели тепловой экономичности для трех режимов работы энергоблока и выбран наиболее экономичный режим. Также был произведен выбор оборудования для этого режима и составлена заказная спецификация. Были расширены знания по дисциплине и в ходе расчета были осмыслены вопросы на которые не было обращено особое внимание в прошлом семестре.

Список литературы

1.     Расчет показателей работы электростанций. Методические указания для студентов направления 550900 «Теплоэнергетика», специальностей 100500 «Тепловые электрические станции» и 101000 «Атомные электрические станции и установки». – Томск: Изд. ТПУ, 2001. – 44 с.

2.     Тепловые и атомные электростанции; Справочник/ Под общ. ред. чл.-корр. РАН А.В. Клименко и проф. В.М. Зорина. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2003 – 648 с.: ил. – (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 3).

3.     Тепловые и атомные электрические станции: учебник для вузов /

Л.С. Стерман, В.М. Лавыгин, С.Г. Тишин. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. – 464 с., ил.

4.     Тепловые электрические станции: Учебник для вузов / Под ред.

В.Я. Гиршфельда. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат, 1987. – 328 с.: ил.

Страницы: 1, 2, 3