Расчёт сетевых подогревателей

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Федеральное агентство образования

Тверской государственный технический университет

Кафедра «Гидравлика, теплотехника и гидропривод»

Курсовая работа по дисциплине: Техническая термодинамика

Расчет теплофикационной паротурбинной установки

Вариант № 24

Выполнил: Кочуров А.В.

Проверил: Кочановский Ф.В.

Тверь 2019

Содержание

1. Исходные данные и их обозначения .................................................................3

2. Расчёт теплофикационной паротурбинной установки....................................4

2.1. Анализ принципиальной тепловой схемы ТЭЦ............................................4

2.2. Построение процесса расширения пара в проточной части турбины ....... 5

2.3. Определение расхода сетевой воды (расчёт сетевых подогревателей)...... 9

2.4. Расчет сепаратора непрерывной продувки ................................................ 12

2.5. Расчет подогревателя высокого давления....................................................14

2.6 Определение расходов пара D2, D3,Dk...........................................................16

2.7. Расчет мощности турбоагрегата ..................................................................18

2.8. Расчет мощности привода питательного насоса ....................................... 19

2.9 Энергетические показатели теплофикационной ПТУ ............................... 20

Литература..........................................................................................................22

Исходные данные и их обозначения

D_пп= 118 кг/с	p₀ = 12,9 МПа	= 0,84
t₀= 560 °С	p₁ = 2,8 МПа	= 0,855
t_нв = -5 °C	p₂ = 0,7 МПа	= 0,805
	p₃ = 0,54 МПа
	p₅ = 0,09 МПа
	p_к = 0,0044 МПа

D_пп - количество пара, вырабатываемого парогенератором (расход па-ра);

p0, t0 – давление и температура пара перед стопорным клапаном турби-ны;

p1, p2, p3, p5 - давления отборов пара;

ηоi - внутренние относительные КПД;

pк - давление в конденсаторе турбины;

t_нв - температура наружного воздуха

Расчёт теплофикационной паротурбинной установки

Анализ принципиальной тепловой схемы ТЭЦ

Рис. 1 Схема теплофикационной паротурбинной установки

ПГ – парогенератор

ДН – дренажный насос

ВЭ – водяной экономайзер

ПНД – регенеративный подогреватель низкого давления

ПЕ – пароперегреватель

ПВД – регенеративный подогреватель высокого давления

ЦВД – цилиндр высокого давления

Д – деаэратор

ЦНД – цилиндр низкого давления

Р – редуктор непрерывной продувки

ЦСД – цилиндр среднего давления

С – сепаратор непрерывной продувки

ЭГ – электрогенератор

ОП – охладитель продувки

СК – стопорный клапан

СП1 – нижний сетевой подогреватель

К – конденсатор турбины

СП2 – верхний сетевой подогреватель

КН – конденсатный насос

РОУ – редукционно-охладительная установка

ПН – питательный насос

ПВК – пиковый водогрейный котел

СН1, СН2 – сетевые насосы 1 и 2 подъема

В курсовой работе требуется рассчитать упрощенную тепловую схему (рис.1) блока с барабанным парогенератором и трехцилиндровой паровой турбиной, имеющей два теплофикационных отбора из последних отсеков цилиндра среднего давления. Цилиндр низкого давления двухпоточный, с поворотными регулирующими диафрагмами на каждом потоке, без отбора пара. Регенеративная подогревательная установка состоит из ПВД, деаэратора и ПНД. Химически очищенная добавочная вода подается в деаэратор через охладитель продувки.

При пониженной температуре наружного воздуха сетевая вода после сетевых подогревателей нижней и верхней ступеней подогревается в пиковом водогрейном котле

2.2. Построение процесса расширения пара

в проточной части турбины

Процесс расширения пара в проточной части турбины строится в виде hs-диаграммы (рис.2) по заданным начальным и конечным параметрам пара в турбине (табл. П1): давлениям пара отборов и относительным внутренним КПД частей высокого, среднего и низкого давлений турбины.

Таблица П1. Исходные данные для построения процесса расширения пара

1. Находим с помощью hs-диаграммы точку 0 на пересечении изобары p₀=12,9МПа с изотермой t₀=560°С. Определим по диаграмме параметры этой точки:

h₀= 3500 кДж/кг; s₀ = 6,64 кДж/(кг∙К).

2. Находим точку 0′. Так как в стопорном клапане СК (рис. 1) и в регулирующих клапанах (далее) происходит дросселирование пара, приводящее к потерям давления, то при построении учитываем потери давления

Δp₀ = p₀ - = (0,03...0,05)p₀,

где p₀ - давление перед клапаном, - давление за клапаном.

Примем Δp₀ = 0,04∙p₀ МПа. Тогда

МПа.

Параметры точки 0′ определим по hs-диаграмме:

t₀′ = 558 °С; v₀′ = 0,028 м³/кг; s₀′ = 6,67 кДж/(кг∙К).

3. Находим точку 1a из условия адиабатного (то есть без теплообмена со средой) процесса расширения пара в турбине. Так как s=const, то проводим вертикальную линию из точки 0′ до пересечения её с изобарой p₁.

Параметры точки 1a:

h_a₁= 3050 кДж/кг; s_a₁ = 6,67 кДж/(кг∙К).

4. Находим точку 1. Рассчитаем теплопадение H_i в ЧВД турбины:

кДж/кг,

где

кДж/кг.

Тогда

кДж/кг,

кДж/кг.

Двигаясь по изобаре p₁до пересечения её с изолинией энтальпии h₁, находим точку 1. Параметры точки 1:

h₁= 3122 кДж/кг; s₁ = 6,82 кДж/(кг∙К).

5. Находим точку 1′. Здесь также определяем потери давления на дросселирование в перепускных трубопроводах между ЧВД и ЧСД турбины:

где p_пт– давление в перепускных трубопроводах. В нашем случае p_пт=p₁.

Примем МПа. Получим

МПа.

Определим по hs-диаграмме параметры точки 1′:

h₁′ = 3122 кДж/кг; s₁′ = 6,86 кДж/(кг∙К).

6. Находим точку 5a, проведя вертикальную линию из точки 1′ до изобары p₅.

Параметры точки 5 a:

h_5a= 2455кДж/кг; s_5a = 6,86 кДж/(кг∙К).

7. Находим точку 5, рассчитав теплопадение H_i в ЧСД турбины:

, кДж/кг,

где

3122-2455=667 кДж/кг.

Тогда

кДж/кг,

кДж/кг.

Двигаясь по изобаре p₅до пересечения её с изоэнтальпой h₅, находим точку 5. Параметры точки 5:

h₅= 2552 кДж/кг; s₅ = 7,21 кДж/(кг∙К).

8. Находим точку 5′, определив потери давления на дросселирование пара в органах парораспределения перед ЧНД турбины:

где p – давление перед регулирующими клапанами ЧНД. У нас p=p₅.

МПа.

Параметры точки 5′:

h₅′ = 2530,34 кДж/кг; s₅′ = 7,25 кДж/(кг∙К).

9. Находим точки 2 и 3, соединив линией точки 1′ и 5. Точки пересечения этой линии с изобарами p₂ и p₃ и есть искомые точки 2 и 3.

Параметры точки 2:

h₂= 2870 кДж/кг; s₂ = 6,95 кДж/(кг∙К).

Параметры точки 3:

h₃= 2830 кДж/кг; s₃ = 6,97 кДж/(кг∙К).

10. Находим точку K_a′, опустив вертикальную линию из точки 5′ до изобары p_к.

Параметры точки K_a ′:

h_Ka_′= 2150 кДж/кг; s _Ka_′ = 7,25 кДж/(кг∙К).

11. Находим точку K, рассчитав теплопадение в ЧНД турбины:

кДж/кг,

где

кДж/кг.

Тогда

кДж/кг,

кДж/кг.

Двигаясь по изобаре p_кдо пересечения её с изоэнтальпой h_к, находим точку К. Параметры точки К:

h_к= 2228 кДж/кг; s_к = 7,37 кДж/(кг∙К).

12. Находим точку К_a, опустив вертикальную линию от точки 0 до изобары p_к.

Параметры точки К_a:

h_к_a= 2000 кДж/кг; s_к_a = 6,64 кДж/(кг∙К).

Расчёт сетевых подогревателей

В рассматриваемой тепловой схеме в качестве сетевых подогревателей используются поверхностные пароводяные водонагреватели, позволяющие изолировать теплоносители друг от друга и обеспечивать наибольшую надежность и простоту эксплуатации. Кроме того, поверхностные водонагре-ватели позволяют сохранить в чистоте конденсат греющего пара.

1. Найдём на графике тепловой нагрузки Q (рис. 3) по заданной температуре наружного воздуха = -5°C тепловую нагрузку Q_т=Q_отб теплофикационной установки:

Q = 190 МВт.

2. Найдём на графиках t_ос и t_вс (рис. 3) по заданной температуре наружного воздуха температуру воды перед нижним t₁^вх и после верхнего t₂^вых подогревателей, а соответствующие им энтальпии – по таблицам [3]:

t₁^вх = t_ос =40°C, h₁^вх =167,54 кДж/кг;

t₂^вых = t_вс =100°C h₂^вых =419,1 кДж/кг.

3. Определим по таблицам [3, Таблица II] температуру конденсата греющего пара (как температуру насыщенного пара) на входе в СП1 по заданному давлению пара из отбора №5 p₅=0,09 МПа:

°C.

4. Определим температуру сетевой воды после СП1 с учетом её недогрева υ=5 °C до температуры конденсата греющего пара из соотношения:

откуда температура сетевой воды после СП1

°C.

5. Определим температуру насыщения греющего пара в СП2 по температуре t₂^вых сетевой воды на выходе из СП2 и её недогреву до :

= t₂^вых +υ.

Принимаем для СП2 недогрев υ =8…10ºС. Тогда

= 100 +10 = 110°C.

6. Определим c помощью hs-диаграммы (или, лучше, по «Таблицам» [3]) давление p₄ греющего пара в СП2 по температуре насыщения пара:

p₄ = 0,14 МПа.

7. Распределим тепловую нагрузку между верхним Q_в и нижним Q_н сетевыми подогревателями пропорционально подогревам сетевой воды в них, то есть соответственно соотношению (взятому из тепловых балансов СП):

где D₄, D₅ – массовый расход греющего пара, поступающего в СП2 и СП1, кг/с; h₄, h₅ - энтальпии греющего пара из отборов №4 и №5, кДж/кг; h₄^н, h₅^н, h₁^вх, h₂^вых, h_п1 -энтальпии конденсата греющего пара СП2 и СП1, воды перед СП1, после СП2 и после СП1, кДж/кг; G_c – массовый расход сетевой воды, кг/с; η_п =0,98...0,99 – КПД подогревателей.