Выбор оборудования и расчет тепловой схемы промышленной ТЭЦ мощностью 2400 МВт

α_др, h₃^’

 

α_пв, h_в^пн

                              Рисунок 4.3 – Баланс потоков ПВД

Составим уравнение теплового баланса для ПВД-1:

     (4.11)

     (4.12)

Составим уравнение теплового баланса для ПВД-2:

                            (4.13)

    (4.14)

Составим уравнение теплового баланса для ПВД-3:

   (4.15)

    (4.16)

Тогда суммарная доля дренажей из системы регенерации высокого давления составит:

Σα^ПВД_др=α₁ +α₂ +α₃      (4.17)

Σα^ПВД_др=0,0694+0,0911+0,04706 =0,2076

4.3 Расчёт деаэратора питательной воды

Деаэратор питательной воды – элемент тепловой схемы, обеспечивающий удаление из воды агрессивных газов, ее подогрев, выполняющий функции  демпфирующей емкости и надежной подачи питательной воды к питательной  установке энергоблока.

При расчёте деаэратора составляю  уравнения материального и теплового  балансов (4.18 и 4.19), из которых определяют расход греющего пара и конденсата в деаэратор.

    (4.18)

   (4.19)

где кДж/кг – энтальпия химочищеной воды; =0,02 – относительный расход химочищеной воды.

α_хов, h_хов             α_кд, h_в5

                                   α_др^ПВД, h₃^’

                                  

    α_д, i_д

α_пв, h_вд

Рисунок 4.4 – Схема к расчету деаэратора

    (4.20)

  (4.21)

   (4.22)

4.4 Расчёт регенеративной установки низкого давления

 КН

 

Рисунок 4.5 – Баланс потоков ПНД

 

Составим уравнение теплового  баланса для ПНД – 5:

α₅∙(i₅ – h'₅)∙η_п = α_кд∙( h_в5 – h_в6),     (4.23)

     (4.24)

Составим уравнение теплового  баланса для ПНД – 6:

α₆∙(i₆ – h'₆) ∙η_п +α₅∙(h'₅ – h'₆ ) ∙η_п = α_кд∙(h_в6 – h_см),   (4.25)

где h_см – энтальпия смеси конденсата перед ПНД6.

Определим энтальпию смеси конденсата перед ПНД6 с помощью уравнения теплового баланса в точке смешивания:

α_кд ∙h_см= (α_всп+α_нсп)∙h'₇ + α₇∙h^’₇+α_кд·h_в7 – α₅·h_в7 – α₇h_в7 ,  (4.26)

  (4.26)

    (4.27)

Составим уравнение теплового  баланса для ПНД – 7:

  (4.28)

   (4.29)

Составим уравнение теплового  баланса для ПНД – 8:

    (4.30)

где: 

    (4.31)

где α_к – расход пара на основной конденсатор, рассчитывается следующим образом:

        (4.32)

                       (4.33)

      

 

 

4.5 Сводная таблица теплового  расчета

Относительный расход пара на конденсатор определим по следующей  формуле:

α_к=1-∑ α_i,      (4.34)

α_к=1-0,47685=0,523.

Расход пара на отборы будем вычислять по формуле (4.35). Полученные данные занесем в таблицу 4.                                                             

 D_i =α_i∙D_т^р .     (4.35)

Коэффициент недовыработки:

у_i=( i_отб- i_к) ∕ (i_о- i_к).       (4.36)

Теплоперепад, который отработал пар до отбора (перед промперегревом):                 

ω_i = i_о- i_отб .     (4.37)

Теплоперепад, который отработал пар до отбора (после промперегрева):                 

ω_i = i_о – i_отб + Δi_пп.    (4.38)

Результаты вычислений сводим в таблицу 4.

Расчётный расход пара на турбину:

D_т=                               (4.39)

 

 

Мощность, которую выработал пар до его отбора:

                                                       W _i = ω_i ∙ D_i ∙ η_эм

Результаты вычислений сводим в таблицу 4.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.1 – Сводная таблица теплового расчета блока ТЭС

 

Адрес				кДж/кг	Di кг/с	Wi МВт
ПВД 1	0,0694	0,6754	0,0469	298	51,032	15,147
ПВД 2	0,0911	0,56536	0,0515	399	66,99	25,622
ПВД 3	0,04706	0,87434	0,04115	542	34,605	18,681
ТП	0,0534	0,87434	0,04669	542	39,267	21,198
Д	0,01	0,71617	0,00716	722	7,353	5,288
ПНД 5	0,04735	0,579	0,0274	878	34,818	30,448
ПНД 6	0,0711	0,4174	0,0297	1062	52,282	55,3
ВСП	0,0069	0,4174	0,00288	1062	5,074	5,39
ПНД 7	0,04095	0,268	0,011	1232	30,112	35,95
НСП	0,0065	0,268	0,00174	1232	4,78	5,889
ПНД 8	0,0328	0,13093	0,0043	1388	24,119	32,343
К	0,523	0	0	1537	384,578	569,732
сумма	1		0,27042		735,33	811

 

Вычислим погрешность  в расчете:

        (4.40)

Т.к. ∆ < 1,5% , => расчет будем считать оконченным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТУРБОУСТАНОВКИ

Качество основного и  вспомогательного оборудования определяется степенью соответствия конструкции, схемы, режимных характеристик важнейшим  требованиям, предъявляемым энергосистемой и обусловленным стремлением  повысить эффективность преобразования энергии пара в мощность на валу турбины.

5.1 Расчет показателей  тепловой экономичности

Расчет производим для  одной турбоустановки.

1) Полный расход теплоты на турбину:

    (5.1)

где D_пп – количество пара, направленного на промперегрев:

    (5.2)

2) Расход тепла на производство электроэнергии:

      (5.3)

3) Коэффициент полезного действия турбоустановки по производству электроэнергиии:

      (5.4)

4) Удельный расход тепла на производство электроэнергии:

      (5.5)

 

5) Коэффициент полезного действия ТЭС по производству электроэнергии при η_ку=0,926:

             (5.6)

6) Удельный расход тепла на производство электроэнергии ТЭС:

             (5.7)

7) Удельный расход условного топлива на производство электроэнергии:

             (5.8)

8) Коэффициент полезного действия ТЭС на производство и отпуск электроэнергии :

      (5.9)

9) Удельный расход условного топлива на производство и отпуск электроэнергии:

          (5.10)

5.2 Надежность и долговечность  турбоустановки

В случае аварии, повреждения оборудования и вынужденного простоя блока расходы на производство электроэнергии возрастают соответственно стоимости восстановленного ремонта  и его продолжительности.

Убытки от простоев и аварий оборудования весьма значительны. Изменение длительности вынужденных  остановов на 1% равносильно изменению  цены электроэнергии на 20-30%.

Народнохозяйственный  эффект от эксплуатации энергоблока  пропорционален длительности его безаварийного  использования. Поэтому надежность и долговечность турбины –  первое и главнейшее требование к  ее конструкции, вспомогательному оборудованию и тепловой схеме.

Надежность турбины  определяют следующие основные показатели:

• быстродействие и стабильность характеристик системы регулирования и защиты;
• статическая прочность в условиях длительной эксплуатации;
• термическая и термоусталостная прочность;
• износ узлов и деталей в процессе эксплуатации;
• вибрационная надежность;

5.3 Экономичность турбоустановки

Тепловая экономичность  турбоустановки – второе главнейшее требование к ее конструкции, тепловой схеме и вспомогательному оборудованию. Экономичность турбоустановки в эксплуатации при заданных внешних параметрах определяют следующие показатели:

• совершенство проточной части, элементов паровпуска и паровыпуска;
• тепловые и гидравлические характеристики вспомогательного оборудования, в том числе регенеративных подогревателей, питательных, конденсатных, дренажных насосов, приводных турбин питательных насосов и т.д.;
• воздушная плотность вакуумной системы;
• качество системы концевых уплотнений;
• зависимость экономичности при эксплуатации от нагрузки и длительность работы в режимах, отличных от номинального;
• ограничения в режимах и изменения структуры тепловой схемы, связанные с надежностью работы основного и вспомогательного оборудования энергоблока;
• затраты топлива и электроэнергии па пуск и останов энергоблока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ  СХЕМЫ ТЭС

Основное оборудование: котлы, турбины, генераторы, силовые трансформаторы. Всё основное оборудование стандартизовано. Нестандартизованное может применяться только в исключительных случаях, когда это экономически и технологически обосновано.