Проектирование расширения турбинного цеха с установкой дополнительной турбины ТОО ТЭЦ-3 «Караганда-Энергоцентр»

Ротор ЦНД – сборный: четыре рабочих диска посажены на вал  с натягом.

Корпус ЦНД состоит  из трёх частей: средней сварно-литой  и двух выходных сварных.

Корпуса ЦВД и ЦСД опираются  на корпуса подшипников с помощью  лап. Выходная часть ЦСД опирается  лапами на переднюю часть ЦНД.

ЦНД имеет встроенные подшипники и опирается на фундаментные рамы своим опорным поясом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3 Продольный разрез турбины Т-120/130-130

 

 

 

 

Рис. 4 Принципиальная тепловая схема турбоустановки с турбиной Т-120/130-130

 

	D, т/ч	P, ата	T, 0С (X)	H, кДж/кг
0	483,1	125,5	554	3484,8
0’	479	85,5	504	3386,2
1	455	33,0	379	3056,7
2	425	23,4	336	2989,7
3	406	12,4	265	2837,5
4	396	5,83	190	2723,3
5	360,5	2,90	0,995	2584,2
6	356,5	2,08	0,981	2482,7
7	145	0,548	0,945	2401,5
к	149,1	0,057	45	2287,3

Материальный баланс пара и конденсата

Данные по отборам пара (см. Рисунок 2) сведены  для более наглядного представления  в Таблицу 2 Основных параметров отборов  пара:

 

Таблица 2

Основные  параметры отборов пара

 

Из таблицы  видно с какими параметрами пар  подается на голову турбины, какие параметры  у забираемого на подогрев пара и  какой пар сбрасывается в конденсат.

1. Расходы отборов пара из турбины

Количество отбираемого на промежуточных  ступенях турбины пара (см. Таблица 2) равно:

 

D₁=479-455=24 т/ч (6,67 кг/с)

 

D₂=455-425=30 т/ч (8,33 кг/с)

 

D₃=425-406=19 т/ч (5,28 кг/с)

 

D₄=406-396=10 т/ч (2,78 кг/с)

 

D₅=396-360,5=35,5 т/ч (9,86 кг/с)

 

D₆=360,5-356,5=4 т/ч (1,1 кг/с)

 

D₇=356,5-145=211,5 т/ч (58,75 кг/с)

 

∑D_отб=334 т/ч (92,78 кг/с)

 

=483,1-334=149,1 т/ч (41,42 кг/с)

 

2. Определяем мощность отсеков турбины

Внутренняя  мощность турбины с отборами пара выражается как сумма мощностей  отдельных отсеков проточной  части, каждый из которых имеет свой расход пара, свой теплоперепад и свой относительный внутренний КПД:

 

N_i=D_iHi , МВт

 

N₁=D₀₍H_0’-H₁)=134,19_{(3386,2-3056,7)=44,22}

 

N₂=(D₀-D₁)₍H₁-H₂)=(134,19-66,67)_{(3056,7-2989,7)=8,54}

 

N₃=(D_N2-D₂)₍H₂-H₃)=(127,52-8,33)_{(2989,7-2837,5)=18,54}

 

N₄=(D_N3-D₃)₍H₃-H₄)=(119,19-5,28)_{(2837,5-2723,3)=13,01}

 

N₅=(D_N4-D₄)₍H₄-H₅)=(113,91-2,78)_{(2723,3-2584,2)=15,46}

 

N₆=(D_N5-D₅)₍H₅-H₆)=(111,13-9,86)_{(2584,2-2482,7)=10,28}

 

N₇=(D_N6-D₆)₍H₆-H₇)=(101,27-1,1)_{(2482,7-2401,5)=8,13}

 

N_к=(D_N7-D₇)₍H₇-H_к)=(100,17-58,75)_{(2401,5-2287,3)=4,73}

 

Суммарная мощность отсеков равна ∑N_отс=122,51 МВт

3. Электрическая мощность турбоустановки вычисляется по формуле:

 

=122,510,98=120,06 МВт

 

где - коэффициент, принимаемый равным 0,98 [1]

2. Энергетические показатели турбоустановки и теплоцентрали
1. Полный расход тепла на турбоустановку равен:

 

, МВт

 

 где - энтальпия питательной воды. Определяется по h-s диаграмме водяного пара при =155 ата и =240 ⁰C и равна 1039,3 кДж/кг

 

=134,19∙(3484,8-1039,3)=328,16 Мвт

 

2. Расход тепла на турбоустановку на производство электроэнергии:

 

, МВт

 

где, - расход тепла на производственный отбор. Турбина УМЗ Т-120/130-130 работает без производственного отбора, поэтом данное слагаемое принимается равным 0;

        - расход тепла на теплофикационные отборы. Т.к. считаем конденсационный режим, т.е. выработку только электроэнергии, значит теплофикационного отбора нет и =0;

       - расход пара на утечки и продувку. Принимается равным 1% от D_0.   

       - энтальпия очищенной, добавочной воды с =7 ата и =40 ⁰C.    =168,2 кДж/кг

 

=

328,16-(0,01∙134,19)(1039,3-168,2)=326,99 МВт

 

3. Коэффициент полезного действия по производству электроэнергии

 

 

4. Коэффициент ТЭЦ по производству электроэнергии

,

где  =0,98

       =0,92

 

=0,37∙0,98∙0,92=0,33

 

5. Удельный расход условного топлива

Удельный  расход условного топлива электростанции суммируется. Т.е суммируются расходы  топлива в отопительный период (на выработку тепловой энергии) и на выработку  электрической энергии  в конденсационном режиме.

Т.к. в дипломной  работе рассматривается только конденсационный  режим, то удельный расход на производство электроэнергии считается по формуле[10,11]:

 

 г/кВт∙ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3 ВЫВОДЫ  ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАСЧЕТОВ

 

 

Для более  наглядного сравнения и выводов  результаты расчетов сведены в таблицу 3:

 

Таблица 3  Результаты расчетов

 

Показатели	Единицы измерения	ЛМЗ Т-120/140-12,8	УТЗ Т-120/130-130
Электрическая мощность турбоустановки	МВт	157,25	120,06
Полный расход пара на турбоустановку	МВт	353,97	328,16
Расход пара на турбоустановку на производство электроэнергии	МВт	352,71	326,99
КПД турбоустановки по производству электроэнергии	%	45	37
КПД ТЭЦ по производству электроэнергии	%	41	33
Удельный расход условного топлива  на производство электроэнергии	г/кВт*ч	300	372,7

 

Из полученных расчетных данных материального  баланса пара и конденсата, а также  энергетических показателей турбоустановки и теплоэлектроцентрали можно уверенно сказать, что не смотря на определенные плюсы турбины Т-120\130-130 (расход пара меньше, чем на турбину ЛМЗ), турбоустановка Ленинградского Металлургического  Завода имеет лучшие технико-экономические  показатели:

- большая электрическая мощность;

благодаря большему КПД турбоустановки, итоговый КПД  станции также возрастает;

-благодаря меньшему расходу условного топлива сокращаются экономические затраты станции

 

Убедиться в  правильности решений можно проанализировав  сравнительную таблицу 4, построенную благодаря паспортным данным турбоустановок[2,3,6]

 

Таблица 4 Основные параметры (Паспортные данные)

 

	Технические показатели	Единицы измерения	Параметры ЛМЗ	Параметры УТЗ
	Турбина		Т-120/140-12,8	Т-120/130-130
1	Мощность (ном.)	МВт	125,3	120,0
2	Мощность (макс.)	МВт	152,4	130,0
3	Мощность на конденсационном режиме	МВт	152,4	130,0
4	Расход свежего пара (ном.)	т/час	520	515
5	Расход свежего пара (макс.)	т/час	520	520
6	Давление свежего пара	кгс/см2 (МПа)	130	130
7	Температура свежего пара	0С	555	555
8	Тепловая нагрузка отопительная (ном.)	Гкал/час	188,6	188,0
9	Тепловая нагрузка отопительная (макс.)	Гкал/час	188,6	197,0
10	Удельный расход теплоты на конденсационном  режиме	Ккал/кВт*ч	2009,8	2139,0
11	Пределы изменения давления в регулируемом отборе (верхний отопительный)	кгс/см2	0,6-2,5	0,6-2,5

 

 

 

 

 

Продолжение Таблицы 4

 

	Технические показатели	Единицы измерения	Параметры ЛМЗ	Параметры УТЗ
	Турбина		Т-120/140-12,8	Т-120/130-130
12	Пределы изменения давления в регулируемом отборе (нижний отопительный)	кгс/см2	0,3-2,0	0,5-2,0
13	Число ступеней ЦВД	шт	20	9
14	Число ступеней ЦСД	шт	0	14
15	Число ступеней ЦНД	шт	2×4	2×2
16	Структурная формула регенерации		3ПНД+Д+3ПВД	4ПНД+Д+3ПВД
17	Расчетная температура питательной  воды	0С	236	236
18	Поверхность охлаждения конденсатора	м2	9000	6200
19	Расчетная температура охлаждающей  воды	0С	20	20
20	Расчетный расход охлаждающей воды	м3/час	16000	16000
21	Длина турбины	м	15,3	18,679