Перспектива збільшення економічності Зуєвської теплової електростанції за допомогою вибору оптимального режиму роботи енергоблоку

Тепловою схемою турбіни передбачена подача пари на установку мережних підігрівників (основного й пікового бойлерів) призначених для постачання гарячою водою з температурою 1300С, зворотна подача 700С. При цьому теплова продуктивність бойлерної установки становить 62,8 МДж/г. Каскад конденсату пари, що гріє, бойлерів через охолоджувач дренажу надходить у конденсатор.

У паропроводі відборів пари встановлені оброблені клапани з гідроприводом для запобігання влучення потоку пари в проточну частину турбіни при скиданнях навантаження.

Відповідно до вимог пропонованими до основного встаткування в схемі передбачені додаткові відбори пари, що не приводять до зниження потужності турбіни, [2].

Як видно із принципової схеми на Зуєвській ТЕС всі 4 блоки модельовані, тобто уведена бездеаераторна схема з підігрівником, що змішує, ПНТ 2 і видаленням зі схеми деаератора й бустерних насосів, що приводить до значного спрощення теплової схеми й підвищенню її економічності.

Бездеаераторна теплова схема (БТС) має наступні переваги:

·                   Зменшення витрат на ремонт бустерних насосів, деаераторів, трубопроводів і арматур;

·                   Підвищення економічності за рахунок зниження витрат електроенергії на власні потреби й виключення недогріву в ПНТ 2;

·                   Виключення необхідності технічного огляду деаератора підвідомчого Госгортехнадзору.

У зв'язку з відсутністю деаератора функцію деаерірующої ємності виконує конденсатосборникі конденсатора й підігрівника, що змішує, ПНТ 2, які компенсують перерозподіл маси робочого тіла між елементами пароводяного контуру при змінах навантаження. Підживлення блоку здійснюється хімзнесолювальною водою із БЗК через загальстанційний колектор хімзнесолювальної води (ХЗВ) насосами БЗК. Конденсатопровід із що змішує ПНТ 2 виконаний безпосередньо на  конденсатних насосів II щабля куди виконане також аварійне підведення основного конденсату із загальностанційного колектора ХЗВ

3.2 Розрахунок теплової схеми проектного блоку 300 МВт

Вихідні дані

Початковий тиск P0 = 23,5 МПа

Кінцевий тиск Pк = 0,0035 МПа при

Температура гострої пари t0 = 5400 С

Температура перегрітої пари tпп = 5400 С

3.2.1 Побудова процесу розширення пари в H-S діаграмі.

Будуємо процес розширення пари по заданих початкових і кінцевих параметрах пари (Мал.3.1), з огляду на втрати тиску:

a)                у пароподводящих органах і регулювальних клапанах Рсрк=5%

Ро'=Ро∙ ΔРсрк=22,33 МПа

b)                у промперегревателе РПП=10%

Ргп=0,9∙ Рхпп=3,60 МПа

c)                 у відсічних клапанах РОТ=2%

Ргп'=Ргп∙ ΔРотс.кл =3,53 МПа

d)                у ресивері ΔРрес=2%:

Р06’=Ро6∙ ΔРрес=0,21 МПа

e)                 у турбоприводі ΔРтп=10%:

Ротп=0,9∙ Р03=1,40 МПа

Знаходимо опорні крапки в H-S координатах (ентальпії пари на виході ЦВТ, ЦСТ, ЦНТ)

= кДж/кг

= кДж/кг

= кДж/кг

= кДж/кг

= кДж/кг, = кДж/кг

= кДж/кг

= кДж/кг

= кДж/кг, = кДж/кг

= кДж/кг

= кДж/кг

= кДж/кг, = кДж/кг

= кДж/кг

Прийнявши :

КПД ЦВТ :

КПД ЦСТ :

КПД ЦНТ :

3.2.2 Складання таблиці параметрів пари, живильної води й основного конденсату

Наносимо тиск всіх відборів на отриманий процес розширення пари в турбіні. Знаходимо із процесу розширення ентальпії пари з відборів турбіни й заносимо їх у таблицю 3.1.Приймаємо гідравлічні втраті від місця відбору до підігрівника :

- у групі ПВТ - 3%

- у групі ПНТ - 6%

а також підігріви живильної води й конденсату в підігрівниках :

- у групі ПВТ - 30 С

- у ПНТ 6 - 10 С

- в інших ПНТ – 40 С

Крім ПНТ 2 - 00 С и ПНТ 1 - 50 С

Визначаємо підігрів води в живильному насосі :

= кДж/кг

де V - усереднений питомий об'єм води на вході й виході прийнятий 1,1 м/т;

Рвх - тиск на вході в ПТН ; Рвх=2,2 МПа;

Рвих - тиск на виході із ПТН ; Рвих=32 МПа;

 - к. п. буд. насоса ;

Параметри пари живильної води й основного конденсату зведені в таблицю 3.1

Таблиця 3.1 Основні параметри пари й води

3.2.3 Матеріальний баланс живильної води

де  - частка витрати пари на турбоустановку ;

 - втрати пари й води в частках ;

3.2.4 Розрахунок підігрівників високого тиску й турбопривода

ПВТ-9:

Становимо рівняння теплового балансу :

,

=

ПВТ-8:

з рівняння теплового балансу :

= ПВТ-7:

Становимо рівняння теплового балансу :

=

ЗМІШУВАЧ:

З рівняння матеріального балансу знаходимо ентальпію живильної води на виході зі змішувача:

Теплового балансу :

Знаходимо

=692,3 кДж/кг

тоді

= 692,3+38=730,3 кДж/кг

 1,02-0,1095-0,0544=0,8561

ТУРБОПРІВОД

=

Теплоперепад пари в ТП :

=(3308-2828)=480 кДж/кг

3.2.5 Розрахунок підігрівників низького тиску.

ПНТ-6:

Становимо рівняння теплового балансу :

0,0303

ПНТ-5 із крапкою змішування :

Становимо рівняння теплового балансу :

Становимо рівняння матеріального балансу :

Звідси

(2960-579-487,5+540,3)  0,8561(562,2-487,5) -(0,041+0,0303)·

602,2+504,3-579-487,5)- (504,3-487,5) ;

 рівняння (1) ;

ПНТ-4:

Становимо рівняння теплового балансу :

(2856-504,3) · (0,8561-0,041-0,0303- )·(478,5-412,2) -

- (0,041+0,0303+ )·(579-504,3) ;

2427  ; звідси

рівняння (2) ;

Підставимо рівняння (2) у рівняння (1) і знайдемо :

Знаходимо :

ПНТ-3:

Рівняння теплового балансу:

ПНТ-2:

Становимо рівняння матеріального балансу :

де

Становимо рівняння теплового балансу :

Знаходимо

тоді

ПНТ-1: Рівняння теплового балансу:

3.2.6 Розрахунок теплофікаційної установки

Для постачання житлового селища теплом ,у теплову схему включена теплофікаційна установка тепловою потужністю Qт=60 Мвт.

Застосовано схему двухступінчатого підігріву мережної води(основного й пікового бойлерів). Температура прямої води 130 С , температура мережної води 70 С. Недогрів мережної води в ПРО і ПБ становлять Өпро=12 С ,Ө пб=8 С ;

Ентальпії мережної води :

hвх=tвх·4,19=70·4,19=293,3 кДж / кг

hвих=tвих · 4,19 = 130 · 4,19 = 544,7 кДж / кг

hс = tоб · 4,19 = (tоб-Өоб) · 4,19 = (119-12)·4,19 = 448,3 кДж / кг

Становимо рівняння теплового балансу , для пікового бойлера :

 кг / з

де Gсв - кількість мережної води необхідної для відводу

60 МВт тепла

 кг / з

Становимо рівняння теплового балансу , для основного бойлера:

 кг / з

Знаючи витрату пари на турбіну з розрахунку теплової схеми блоку 300 МВт працюючому на конденсаційному режимі визначаємо частки витрати пари на бойлера :

при  950 т/г = 263,9 кг / з

 ;  ;

3.2.7 Відомість балансу по витрати пари й потужності

Визначаємо частки пари, що гріє, по відборах:

=                          =

=                          =

        =

=                          =

= =

=

Визначення еквівалентного теплоперепада й дійсної витрати пари.

Дійсна витрата свіжої пари на турбіну :

, де

HЭКВ=1225,59 кДж/кг hпп=613кдж/кг

ДО=249,78 кг/з

Витрати пари на регенеративні підігрівники:

Д1=13,59 кг/з                          ΔДтп= 8,49кг/з

Д2=27,35 кг/з                          Д7=5,57 кг/з

Д3=38,17 кг/з                          Д8= 7,34кг/з

Д4=16,59 кг/з                          Д9=9,22 кг/з

Д5=6,32 кг/із                           ДК=134,13 кг/з

Визначення потужностей працюючих потоків

Ni=Дi∙ (ho-hoi)ηм ηг

N1=4315,1 кВт

N2=10479,97 кВт

N3=23379,13 кВт

N4= 13933,28 кВт

N5= 6026,37 кВт

ΔNТП=4301,54 кВт

N7=6271,93 кВт

N8=9185,72 кВт

N9=12586,59 кВт

NК=209527,2 кВт

Сума ∑ Nі=300006,78 кВт

Показники енергетичної ефективності

1.Повна витрата теплоти на турбоустановку (ту):

=605920,15 кДж/кг

де Дпп=До-Д1-Д2=249,78-13,59-27,35=208,84 кг/з

2.Абсолютний електричний КПД ТУ:

=0,4951

3. КПД енергоблоку брутто:

=0,4951·0,894·0,987=0,4369 , ГДж

=0,894, =0,987

4. КПД енергоблоку нетто:

- вироблення електроенергії на власні потреби.

=0,3757 η

5. Питомі витрати умовного палива брутто й нетто:

=281,53 , =327,4

6. Питома витрата теплоти на брутто й нетто:

=2,289, =2,662

3.3 Розрахунок реальної теплової схеми в експлуатаційному режимі

На діючої Зуєвській ТЕС потужність в експлуатаційному режимі становить у середньому 275 Мвт. Зміна параметрів відбувається шляхом прикриття регулювальних клапанів при постійному початковому тиску , тобто дроселірованієм.

3.3.1 Визначення початкових параметрів пари

Визначаємо початкові параметри пари перед регулюючим клапаном по формулі Флюгеля-Стодола :

т.к. параметри пари перед регулюючим щаблем перебувають в області сухої пари , то виправлення

Для першої ітерації виправлення дорівнюємо

Тоді МПа

тому що  ;

Знаходимо температуру пари при цьому тиску :

 З ;

друга ітерація :   МПа

температура пари складе :

 З

третя ітерація :   МПа

розрахунок кінчений.

3.3.2 Основні параметри пари

Початковий тиск перед регулювальними клапанами складе

 МПа;

температура пари складе :

 З

тиск у холодному промперегріві складе :

 МПа;

Втрати тиску в тракті промперегріву визначається з [4] і становлять Рпп = 8,5% ;

Тоді тиску гарячого прома складе :

Ргп =0,915 * Рхпп = 0,915 * 3,668 = 3,358 МПа

Визначаємо основні ентальпії пари з H-S діаграми :

=3328 кДж/кг

=2876 кДж/кг

=3542 кДж/кг,

=2762 кДж/кг

=2316 кДж/кг

Приймаємо тиск у конденсаторі середньорічне значення по [4] Pк=0,0067 МПа

Визначаємо ККД ЦВТ, ЦСТ, ЦНТ і регулюючого клапана з [4] значення становлять :

Визначаємо дійсний стан пари за ЦВТ, ЦСТ, ЦНТ :

=2973 кДж/кг

=2836 кДж/кг

=2383 кДж/кг

Визначаємо параметри пари за регулюючим щаблем:

 кДж/кг

де  кДж/кг – теоретичний теплоперепад у регулюючому клапані .

 кДж/кг

Тиск пари за регулюючим клапаном складе :  МПа;

Визначаємо параметри пари по регенеративних відборах з H-S діаграми в системі регенерації. Всі дані заносимо в таблицю 3.3.1

Таблиця 3.3.1 - Параметри пари по регенеративних відборах .

З урахуванням втрат тиску в ресивері : Р рес = 2%

Тиск перед ЦНТ складе :

Р06/ = Р06 * Ррес = 0,193 *0,98=0,189 МПа;

3.3.3Визначення тиску пари в підігрівниках з урахуванням втрати тиску в трубопроводах пари, що гріє.

Втрати тиску визначають по формулі :

 % ;

Тиск у підігрівнику визначається по формулі:

 МПа;

Таблиця 3.3.2 - Тиск пари в підігрівниках.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10