Расчет тепловой схемы турбины Т-250

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ1.ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ТУРБОУСТАНОВКИ Т-250-2.РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ3. Тепловой расчет ПНД и оптимизация его характеристик на ЭВМ.4. Расчет коэффициентов ценности теплоты отборов и анализ технических решений по тепловой схеме.5. Расчет технико-экономических показателей ТУРБОУСТАНОВКИ.6.Выбор вспомогательного оборудования турбоустановки.23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ24 ЛИТЕРАТУРА25 ВВЕДЕНИЕ. Принципиальная тепловая схема электростанции определяет основное содержание технологического процесса преобразования тепло вой энергии на электростанции. Она включает основное и вспомогательное теплоэнергетическое оборудование, участвующее в осуществлении этого процесса, и входящее в состав пароводяного тракта электростанции. На чертеже, изображающем принципиальную тепловую схему, показывают теплоэнергетическое оборудование

вместе с трубопроводами пара и воды конденсата, связывающими это оборудование в единую установку. Принципиальная тепловая схема изображается обычно как одноагрегатная и однолинейная схема. При неблочной структуре электростанции, имеющей одинаковые котлы и турбины, ПТС сводится к принципиальной тепловой схеме одноагрегатной электростанции. В состав ПТС, кроме основных агрегатов и связывающих их линий пара и воды, входят регенеративные подогреватели

высокого и низкого давления с охладителями пара и дренажей, сетевые подогревательные установки, деаэраторы питательной и добавочной воды, трубопроводы отборов пара от турбин к подогревателям, питательные, конденсатные и дренажные насосы, линии основного конденсата и дренажей, добавочной воды. В состав ПТС входят также вспомогательные устройства и теплообменники, расширители и охладители продувочной воды парогенераторов барабанного типа, охладители пари эжекторных установок и уплотнений, линии отвода

пара из уплотнений турбин к различным подогревателям воды. ПТС является основной расчетной технологической схемой проектируемой электростанции, позволяющей по заданным энергетическим нагрузкам определить расходы пара и воды во всех частях установки, ее энергетические показатели. На основе расчета ПТС определяют технические характеристики и выбирают тепловое оборудование, разрабатывают развернутую детальную тепловую схему энергоблоков и электростанции в целом.

1. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ТУРБОУСТАНОВКИ Т-250-240 Принципиальная тепловая схема ПТС электростанции определяет основное содержание технологического процесса выработки электрической и тепловой энергии. Она включает основное и вспомогательное теплоэнергетическое оборудование, участвующее в осуществлении этого процесса и входящее в состав пароводяного тракта.

Принимаем существующую схему турбоустановки Т-250-240 номинальной мощностью 250 МВт, рассчитанной на параметры свежего пара 23,54 МПа и 540 С и давление в конденсаторе 4,9 кПа. Частота вращения турбины 50 1с. Турбина имеет двухступенчатый теплофикационный отбор, обеспечивающий тепловую нагрузку 1381,4 ГДжч. Важным достоинством турбины является возможность работать с максимальным расходом пара 1000 тч,

обеспечивающим мощность 305 МВт при конденсационном режиме. Это позволяет не только эффективно использовать турбину в начальный период эксплуатации, когда тепловые сети еще готовы не полностью, но и активно привлекать ее к покрытию переменной части графика нагрузки в летний период, когда тепловая нагрузка мала Свежий пар проходит ЦВД, промежуточный перегреватель котла, ЦСД-I и ЦСД-

II. За 2635-ой ступенью ЦСД-II, параллельно осуществляется верхний теплофикационный отбор на II ступень сетевого подогревателя, давление в котором может изменяться в пределах 59 200 кПа. Отбор на I ступень сетевого подогревателя осуществляется параллельно и взят за 2837 ступенью ЦСД-II. Из ЦНД пар поступает в конденсатор, разделенный по пару вертикальной перегородкой на две половины. Каждая из них присоединяется своим переходным патрубком к соответствующему потоку

ЦНД, имеет свой основной и встроенный теплофикационный пучок для подогрева сетевой или подпиточной воды. Обе половины конденсатора по охлаждающей воде соединены последовательно таким образом, он является двухсекционным двухходовым конденсатором, обеспечивающим повышение экономичности турбоустановки на 0,15 0,3 по сравнению с односекционным конденсатором. Система регенеративного подогрева питательной воды включает, кроме холодильников эжекторов и эжекторов уплотнений пять

ПНД поверхностного типа, деаэратор на 0,7 МПа и три ПВД. 2. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ. Исходные данные для расчета. Мощность турбины N300 МВт, начальные параметры Р023,5 МПа, t0540540 C, давление в конденсаторе Рк4,5 кПа, турбоустановка работает в конденсационном режиме. Построение процесса расширения в hs-диаграмме. Давление пара в отборах турбины принимаем по справочным

данным. табл. 1. ОтборР, МПаI5,76II4,07ПТН2,48III1,69IV1,00V0,559 VI0,28VII0,093VIII0,027IX0.02 Принимаем потери в регулирующих клапанах 4, в перепускных трубах 2, в диафрагме ЧНД 5 относительный внутренний КПД ЦВД 0,8 ЦСД 0,84 ЦНД 0,09. По рассчитанным данным строим процесс расширения в hs-диаграмме рис. 1. Составление таблицы состояния пара и воды в системе регенерации.

Уточняем давление в подогревателях где потери давления в паропроводах отборов. Температура воды в подогревателях где - температурный напор, принимаем 5С в ПВД, 2С в ПНД. Принимаем давление воды в ПНД 1,5 МПа, в ПВД . Коэффициент недовыработки отборов NПарКонденсатВодаОТБYОТБР, МПаtx, Сh, кДжкгtН, Сh, кДжкгtВ, CРВ, МПаhВ, кДжкг023,545403318 022,65403318 15,763453026

П15,33026266117226229,4311800,80,0724,07 3002953 П23,792953246107324229,4310530,760,06534 ,035403539 42,174853425 ПТН2,313425 0,650,1651,694353329 П31,57332919985319529,438650,620,079561, 03753224 Д-70,732241646971640,76870,550,0170,5673 203136 П50,5231361536671501,56620,490,0427 0,5483203136 80,2792422943 П60,25929431295411251,55350,3650,04390,0 931422755 П70,086275596405921,53840,240,038ПСВ0,08 627559640592100,02740,9842562

П80,025256265272611,52550,110,009ПСН0,02 52562652726110 0,02680,9852562 110,01960,9752541 П90,0182254160251561,52250,10,023K0,0045 0,932390 Табл.2.2. Составление баланса пара и воды Принимаем расход пара на турбину Gт . Тогда подвод свежего пара к стопорным клапанам ЦВД GoGтGпруплGт1,02Gт1,02Gт. Паровая нагрузка парогенератора

GпеGoGут1,02Gт0,0121,02Gт1,0322Gт. Расход питательной воды GпвGпеGпр1,0322Gт0,0051,0322Gт1,0374Gт Расход добавочной воды GдобGутGпрGпотпр Расчт системы ПВД. рис.2.2. Расчтная схема ПВД Из таблицы 2.2 находим h13026 кДжкг h21оп1180 кДжкг h22953 кДжкг h22оп1053 кДжкг h33329 кДжкг h23оп865 кДжкг hjох f Pпод j, tн j25 h1ох2875 кДжкг h2ох2876 кДжкг h3ох2856 кДжкг hдр 1

Сptдр14,1872201055 кДжкг tдр1tоп221024210252C hдр2 Сptдр2 4,187200858 кДжкг tдр2 tоп231019510205С hдр3hп3900 кДжкг Повышение энтальпии воды в питательных насосах кДжкг. Энтальпия воды перед ПВД 3 с учетом работы питательных насосов h13hдhпн68737724 кДжкг. Тепловой баланс для ПВД 1 пвhоп21-hоп221hох1-hдр1п кДжкг,

Тепловой баланс для ПВД 2 др1213упл0,07370,0828130,020,163 Тепловой баланс для ПВД 3 Определяем нагрев воды в ОПП кДжкг, кДжкг, кДжкг. Уточняем энтальпии воды за подогревателями. кДжкг. кДжкг. кДжкг. Составляем уточненные тепловые балансы. Для ПВД 1 пвh21-h221h1-hдр1п кДжкг, Для ПВД 2 др1213упл0,142 Для ПВД 3 Расчт теплообменных аппаратов.

Расчет турбопривода где Расчт деаэратора питательной воды. рис. 2.4. Расчтная схема деаэратора питательной воды. Составим уравнение материального баланса . Уравнение теплового баланса Решив систему уравнений, получим ок 0,8 д0,01 Расчет системы ПНД. h42843 кДжкг h24645 кДжкг hдр4 655 кДжкг h52742 кДжкг h25538 кДжкг hдр5 546 кДжкг h62600 кДжкг h26399 кДжкг hдр6 408 кДжкг h72466 кДжкг h27306 кДжкг hдр7 317 кДжкг кДжкг кДжкг кДжкг

рис.2.5.Расчетная схема системы ПНД. Составим систему уравнений из тепловых балансов ПНД ПНД-4-5-6-7 Решив систему уравнений, получим Составим уравнение для расчета ПНД 8. тогда кДжкг Решив уравнение получим Определение расхода пара на турбину и проверка ее мощности. Расход пара при конденсационном режиме Gт 297,2 кгс где электрическая мощность на клеммах генератора электромеханический КПД турбогенератора соответственно расход пара отбор турбины и коэффициент недовыработки

для этого отбора Тогда кгс. кгс. кгс. кгс. кгс. кгс. кгс. кгс. кгс Мощность турбины Погрешность определения мощности составляет 0,16. 3.Тепловой расчет ПНД и оптимизация его характеристик на ЭВМ. Исходные данные для ПНД 4 расход нагреваемой воды Gв216,64 кгс температура воды на входе tв1125 оС давление греющего пара Р0,52 МПа температура насыщения греющего пара tн153 оС температурный напор подогревателя t2 оС скрытая

теплота парообразования r2102 кДжкг средняя теплоемкость воды ср4,19 кДжкг оС внутренний диаметр труб dвн0,018 м толщина труб 0,001м теплопроводность латуни ст75 Втм К расстояние между перегородками H1 м скорость воды с2 мс цена тонны условного топлива Цту.т.60 т у.т. удельная стоимость поверхности подогревателя kF250 м2 коэффициенты ценности теплоты отборов j10,69 и j0,55 число часов использования установленной мощности hисп6000 ч

КПД котла ка0,92 КПД теплового потока тп0,98. Температура нагрева воды в ПНД 5 оС. Тепловая нагрузка подогревателя МВт. Среднелогарифмическая разность температур оС. Средняя температура воды в подогревателе оС. Физические свойства воды при tвf. Коэффициент теплопроводности Втм К. Плотность кгм3. Коэффициент динамической вязкости кгм К. Коэффициент кинематической вязкости м2с.

Критерий Прандтля Коэффициент теплоотдачи от воды к трубкам Втм2 К. Физические свойства пленки конденсата при tн. Коэффициент теплопроводности Втм К. Плотность кгм3. Коэффициент динамической вязкости кгм К. Число Рейнольдса . Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке Втм2 К. Коэффициент теплопередачи

Втм2 К. Поверхность подогревателя м2. Оптимальная поверхность ПНД 5 рассчитывалась на ЭВМ и выбиралась из условия минимума переменной части расчетных затрат в зависимости от температурного напора подогревателя, который изменялся от 0,1 до 5,6 оС с шагом 0,5 оС. Результаты оптимизации приведены на рис. Как видно минимум расчетных затрат соответствует t3,3 оС, при этом поверхность подогревателя составила F505,303 м2, по этому значению и проведем расчет конструктивных

характеристик ПНД 5. Общее количество трубок шт, где принимаем число ходов z4. Количество трубок в одном ходе шт. Диаметр трубной доски м, где шаг при развальцовке труб принимаем t1,3 dн. Длина трубок м. lDтр4,021,962,05 Рекомендуемое соотношение lDтр1,5-2,5 соблюдается. 4.Расчет коэффициентов ценности теплоты отборов и анализ технических решений по тепловой схеме. Расчет производится от конденсатора и все подогреватели нумеруются в обратном порядке.

При расчете используются следующие рекуррентные соотношения для поверхностных подогревателей для узловых подогревателей смешивающих или с дренажными насосами Расчет коэффициентов изменения мощности. Первый подогреватель Второй подогреватель Третий подогреватель Четвертый подогреватель Пятый подогреватель Шестой подогреватель Седьмой подогреватель

Восьмой подогреватель Девяый подогреватель тогда Коэффициенты ценности теплоты отборов рассчитаем по формуле Отсюда . Анализ технических решений с помощью КЦТ отборов. 1 Уменьшение температурного напора в ПВД 8 на 1 оС. кВт. 2 Установка охладителя перегретого пара. а на верхнем ПВД 9 кВт. б на промежуточном ПВД 5 кВт. 3 Установка дренажного насоса на

ПНД 2. кВт. 5 Увеличение потерь давления в трубопроводе отбора к ПНД 4 в 2 раза. Давление в подогревателе МПа. Температура насыщения оС. Температура воды на выходе из подогревателя оС. Изменение температуры воды на выходе оС. кВт. 6 Установка охладителя дренажа на ПВД 8 . Результаты расчета показывают, что наибольшее значение оказывает установка охладителя перегретого пара на верхнем ПВД 9 поправка к расходу теплоты -1450,7 кВт, а наименьшее

установка дренажного насоса на ПНД 2. 4,06 кВт. 5.Расчет технико-экономических показателей ТУРБОУСТАНОВКИ. Суммарный расход тепла на турбину Так как Qт0, то расход тепла на выработку электроэнергии QэQо639,7 МВт. КПД по выработке электроэнергии Удельный расход тепла на выработку электроэнергии кДжкВт ч. Расход теплоты из котла КПД теплового потока Удельный расход топлива на выработку электроэнергии г

у.т.кВт ч. 6.Выбор вспомогательного оборудования турбоустановки. 1. Питательные насосы выбираем на подачу питательной воды при максимальной мощности установки с запасом 5 Gпн1,05 Gпв1,05 306,7322 кгс. Выбираем один питательный насос 100 производительности с одним резервным на складе типа ПЭ-950-350. 2. Конденсатные насосы выбираем по максимальному расходу пара в конденсатор с запасом Gкн1,2 Gк1,2 84100,8 кгс. Выбираем два рабочих насоса 50 производительности и один резервный

типа КСВ-320-160. 3. Дренажные насосы выбираем без резерва резерв каскадный слив типа КС-32-150 ПНД 6. 4. Подогреватели низкого давления выбираем типа ПН-400-26-7 II. в количестве 4 штук. 5. Подогреватели высокого давления в количестве трех штук типа ПВ-900-380-66. 6. Деаэратор выбираем с деаэраторной колонкой типа ДП-1000 и деаэраторным баком типа БД-100-1. 7. Приводная турбина питательного насоса

Р-12-22П ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В данном курсовом проекте произведен расчет тепловой схемы турбоустановки Т-250300-240, работающей по конденсационному режиму с тепловой нагрузкой Qт0. Для расчета была принята существующая схема турбоустановки, в которой применены охладители перегретого пара и охладители дренажа на ПВД, деаэратор питательной воды включен по предвключенной схеме на один отбор с ПВД 3. Затем произведен тепловой расчет ПНД и оптимизация его характеристик на

ЭВМ. Минимум расчетных затрат соответствует t3.3 оС, при этом поверхность подогревателя составила F505.303 м2, поэтому значению и проведен расчет конструктивных характеристик ПНД 4. С помощью коэффициентов ценности теплоты отборов произведен анализ технических решений по тепловой схеме. Наибольшее значение оказывает установка охладителя перегретого пара на верхнем ПВД 9 поправка к расходу теплоты -1450,7 кВт, а наименьшее установка дренажного насоса на

ПНД 2. 4,06 кВт. На основе полученных данных определены технико-экономические показатели турбоустановки. Удельный расход топлива на выработку электроэнергии г у.т.кВт ч, что больше среднего значения, так как турбоустановка работает по конденсационному циклу. c высоким КПД теплового потока . ЛИТЕРАТУРА. Вукалович М.П. Термодинамические свойства воды и водяного пара. М Машгиз, 1958. 246 с. Качан А.Д Муковозчик Н.В. Технико-экономические основы проектирования тепловых

электрических станций курсовое проектирование . Мн. Вышэйшая школа, 1983. 159 с. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М Энергоатомиздат, 1987 448 с. Тепловые и атомные электростанции Справочник. Под общей ред. В.А.Григорьева, В.М,Зорина М Энергоатомиздат, 1989. 608с