Расчет тепловой схемы ТЭЦ

Министерство образования и науки Украины

Приазовский государственный технический университет

 

 

 

 

 

Кафедра ПТЭУ и ТС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовому проекту

 

 

 

 

по _______________________ тепловым электрическим станциям ______________________

тема ______________________Расчет тепловой схемы ТЭЦ______________________

Проект выполнил _________студент группы ПТЭ – 02     Пашнин Евгений Валерьевич _________

Руководитель проекта ______________________________Цыганов Владимир Иванович__________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мариуполь- 2006

Аннотация

Были определены параметры и расходы пара и воды на ТЭЦ и показатели ее экономичности. Построен в h-s диаграмма процесс расширения пара в проточной части турбины. Давления пара в отборах на регенерацию выбраны из условия оптимального распределения подогрева воды по ступеням. Составлена таблица расчетных параметров.

Расчетная часть проекта включает несколько разделов:

1. Расчет  тепловой схемы ТЭЦ

2. Тепловой  и материальный баланс элементов  тепловой схемы

3. Проверка  предварительного расхода пара  на турбину

4. Определение  электрической мощности турбоустановки.

5. Определение  показателей тепловой економичности

Расчетно-пояснительная записка содержит 1 таблицы, 5 рисунков, 29 листов. Графическая часть курсового проекта включает принципиальную тепловую схему ТЭЦ, процесс расширения пара в турбине в h-s диаграмме на формате А2 каждый.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Аннотация ………………………………………………………………………...2

Введение…………………………………………………………………………...3Задание.....................................................................................................................5

1 Расчет тепловой схемы ТЭЦ…………………………………………………6

2Тепловой и материальный баланс элементов тепловой схемы……………...13

3 Проверка предварительного  расхода пара на турбину……………………21

4 Определение  электрической мощности турбоустановки…………………22

5 Определение показателей  тепловой економичности………………………..24

Заключение……………………………………………………………………….27

Литература ……………………………………………………………………….28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Принципиальная тепловая схема определяет уровень технического совершенства  и тепловую экономичность электростанции; она показывает взаимосвязь основного и вспомогательного оборудования в процессе выработки электрической и тепловой энергии; она показывает сущность основного технологического процесса превращения и использования энергии рабочего тела.

На паротурбинной электростанции эта схема включает: котельный и турбинный агрегаты с электрогенератором и конденсатором; теплообменники (сетевые подогреватели, паропреобразователи) для отпуска тепла внешним потребителям; теплообменники (регенератные подогреватели) для  использования тепла пара, отработанного в турбине, теплообменники (испарители, деаэраторы) для подготовки дополнительной и питательной воды котлов. Тепловая схема включает  также насосы для перекачивания рабочего тела: питательные насосы котлов, конденсатные насосы турбин, сетевых подогревателей, регенератных подогревателей.

Основное и вспомогательное оборудование соединяется на схеме линиями трубопроводов для воды и пара соответственно последовательности движения рабочего тела в установке. В отличие от развернутой схемы в принципиальной схеме несколько одинаковых агрегатов и установок изображаются одним агрегатом или установкой; резервное оборудование в эту схему не включается; в ней показывают лишь принципиальные связки между оборудованием и арматуру, необходимые для понимания сути технологического процесса.

Схема дает возможность выполнить тепловые расчеты  элементов станции. Принципиальная тепловая схема позволяет рассчитать системы регенератного подогрева питательной воды парой из отборов турбины; деаэрации питательной воды; заполнение потерь пара и конденсата в цикле станции; отпуска теплоты внешним потребителям; использование низкопотенциальной теплоты самой станции и от других источников.

Основу схемы составляет паротурбиная установка с конденсатором и системой регенерации. Все элементы тепловой схемы имеют стандартное обозначение и располагаются на чертеже в определенной последовательности. На чертеже не показывают элементы, не связанные непосредственно с тепловыми процессами: топливоподача, водоподготовительная установка и другие. Для ТЭЦ с однотипными турбоагрегатами составляют схему данной турбоустановки. На ТЭЦ с промышленной и отопительной нагрузкой, общими есть  линии промышленного отбора пара турбин ПТ и Р, линии обратного конденсата внешних потребителей, добавочной воды, подпитательной воды тепловой сети. Сетевые подогревательные установки выполняют индивидуальными у каждого турбоагрегата Т и ПТ, а магистрали прямой и обратной сетевой воды и пиковых водогреющих котлов являются общими для всей ТЭЦ.

В схеме с разнотипными установками предусматривают преимущественно один тип паровых котлов, а теплофикационные турбоагрегаты на сверхкритических параметрах пара проектируют по блочному принципу.

На схему наносятся основные параметры рабочего тела при расчетном режиме работы станции, а также указывается направление потоков. На рисунке показана принципиальная тепловая схема ТЭЦ.

 

 

 

 

 

Исходные данные:

        Р0=18=7МПа

       T0=5650C

Pk=6кПа

        ПВД-3

        ПНД-4

       

       

       

       

        Qт=65МВт

        Температурный график 150/70

        Дп=140 т/ч

        Рот=0,25; 0,12 МПа

        Рп=0,8МПа

        Тпв=2500С

        Рд=0,6МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Расчет тепловой схемы ТЭЦ

Задачей расчета тепловой схемы есть определение параметров и расходов рабочего тепла во всех точках схемы, а также общего расхода пара, электрической мощности турбины и показателей тепловой экономичности.

Обычно схема рассчитывается для следующих характерных режимов работы ТЭЦ:

І режим - расчетный (максимальный - зимний). Он отвечает расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления;

П режим - расчетно-контрольный, соответствующий средней за наиболее холодный месяц температуре наружного воздуха;

Ш режим - средне-зимний, что отвечает средней температуре наружного воздуха за отопительный период;

ІV режим - летний, при отсутствии погрузки отопление и вентиляции.

В данной курсовой работе расчет произведен по методу последовательных приближений.

 

1.1 Построение процесса  расширения пара в проточной  части турбины  в h-S диаграмме

Для определения параметров пара и конденсата в основных точках тепловой схемы ТЭЦ строится процесс расширения пары в проточной части  турбины. Процесс расширения пара строится по трех отсекам – ЧВД, ЧСД, ЧНД.

Первый отсек – от давления перед стопорным клапаном турбины к давлению в промышленном отборе. Потери давления в стопорных и регулировочных клапанах принимаем 5 %, в паропроводах отборного пара 5%.

Второй отсек - от давления в промышленном отборе к давлению в отопительном отборе. Дросселирование в регулировочных элементах промышленного отбора принимаем 5% от давления промышленного отбора.

Третий отсек – от давления в отопительном отборе к давлению в конденсаторе. Потери давления в регулировочных органах принимаются 5% от давления отопительного отбора.

Процесс расширения пара в турбине ПТ-60 в h-S диаграмме представлен на рисунке 2, значения термодинамических параметров в узловых точках приведены в таблице 1.

 

 

 

 

 

 

1.2 Распределение  регенератного подогрева питательной  воды по ступеням и определения давлений и энтальпий пара в отборах

 

При расчете схемы необходимо найти значение давлений в нерегулированных отборах. При известных значениях температур питательной воды tПВ и температуры конденсата tК (определяется по давлению в конденсаторе рК), определяется интервал регенератного подогрева (tПВ – tК) при количестве регенератных отборов равным n, данный интервал разбивается на n равных частей. С учетом подогрева конденсата в охладителе уплотнений ОУ и охладителе эжекторов ОЭ (сальниковом и эжекторном подогревателях) общий интервал подогрева уменьшается на величину DtОУ+ОЭ.

Тогда подогрев конденсата в каждой ступени подогревателя низкого давления – ПНД составит

     (1.1) 

А подогрел питательной воды в каждой ступени подогревателя высокого давления – ПВД

       (1.2) 

где tД – температура питательной воды на выходе из деаэратора, оС;

tК – температура конденсата на выходе из конденсатора, оС;

tОУ+ОЭ – повышение температуры конденсата в охладителе уплотнений и охладителе эжекторов, оС. Принемается равным 6 оС;

tПВ – температура питательной воды, оС;

nПНД, nПВД – соответственно, количество подогревателей низкого и высокого давления.

tп.в.=250 °С и tк=36,18 °С

 

;

По известной величине подогрева в ступени определяют давление в соответствующем регенератном отборе. Для этого находится температура насыщения пара отбора. Для ПНД

 

tПНД7 = tК + DtОУ+ОЭ + DtПНД + q;

tПНД6 = tПНД7 +  DtПНД;                                              (1.3) 

tПНД5 = tПНД6 +  DtПНД;

tПНД4 = tПНД5 +  DtПНД;

 

где  tПНД4, tПНД5, tПНД6, tПНД7 – температура насыщения греющей пара, соответственно 4, 5, 6 и 7 регенератного отбора низкого давления, считая от деаэратора;

q - подогрел конденсату к температуре насыщения пара регенератного отбора. В расчете можно принять равняется 4 оС.

tПНД7 = 36,16 + 5 + 23,534 + 4 = 68,694 оС;

tПНД6 = 68,694 + 23,534 = 92,228 оС;

tПНД5 = 92,228 + 23,534 = 115,762 оС;

tПНД4 = 115,762 + 23,534 = 139,296 оС.

 

Аналогично для ПВД

 

tПВД3 = tД+ DtПВД + q;

tПВД2 = tПВД3 + DtПВД;     (1.4)

tПВД1 = tПВД2 + DtПВД.

 

где tПВД1, tПВД2, tПВД3 – температура насыщения греющего пара, соответственно первого, второго и третьего регенератного отбора высокого давления, считая от котла.

tПВД3 = 158,83 + 30,39 +5 = 194,22 оС;

tПВД2 = 194,22 + 30,39 = 224,61 оС;

tПВД1 = 224,61 + 30,39 = 255 оС.

 

Величина недогрева питательной  воды q  принимается равной:  5 оС.

Зная температуры насыщения, по таблицам свойств воды и водяного пара находят давление регенератных отборов и на h-S диаграмме процесса расширения пара находят точки пересечения изобар отборов с действительным процессом расширения пара в турбине, а по ним - энтальпии пара соответствующих регенератных отборов. Значение энтальпий пара, питательной воды, конденсата заносят в таблицу.

 

Параметр	ПВД1	ПВД2	ПВД3	Деаэратор	ПНД4	ПНД5	ПНД6	ПНД7	Конденсатор	ВС	НС
Давление отбора, МПа	4,323	2,531	1,375	0,6	0,354	0,173	0,076	0,029	0,006	0,25	0,12
Давлениев подогревателе, МПа	4,1	2,4	1,31	0,54	0,337	0,165	0,073	0,028		0,225	0,1
Энтальпия пара, кДж/кг	2779.1	2804.9	2788.3	2751	2732.5	2699.7	2663.2	2624.4	2567,1	2716,5	2683,1
Энтальпия конденсата гр. Пара, кДж/кг	1094,6	952	815.58	670,4	578.65	480.44	380.53	282.62	151,5	535,4	439,3
Энтальпия воды на          выходе, кДж/кг	1110,1	964.6	826,4	670,4	586,2	483,2	386,3	293,1
Энтальпия воды на входе, кДж/кг	964.6	826,4	586.2	581,3	483.2	386,3	293.1	150,8
Использованый теплоперепад, кДж/кг	689,75	663,95	680,55	717,85	736,35	769,15	805,65	844,45	901,75	752,35	785,75