Файл: Керцелли, Ю. Л. Методика расчета тепловых схем современных электростанций лекция для слушателей специальности Тепловые электрические станции.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.11.2024

Просмотров: 16

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ ЗАОЧНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Факультет повышения квалификации инженеров — руководящих работников и специалистов МЭиЭ СССР

•Утверждено проректором но учебной работе

Ю. Л. КЕРЦЕЛЛИ

МЕТОДИКА

РАСЧЕТА ТЕПЛОВЫХ СХЕМ СОВРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Лекция

для слушателей специальности

ТЕПЛОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ

РЕДАКЦИОННО-ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ОТДЕЛ

Москва 1974

научна - вибякэт.’

Q

о г л а в л е н и е

 

 

 

 

стр.

1.

Введение

.

....................................................................

3

11.

Методика

расчета

принципиальных тепловых схем

4

III.Пример расчета принципиальной тепловой схемы блока

К-500-240 .........................................

 

 

 

...................................................

 

 

 

 

 

5

IV Пример расчета принципиальной тепловой схемы турбоустановки

ПТ-135/165—130/15

.

.

.

;

.

.

;

.

.

. г5

1. ВВЕДЕНИЕ

Принципиальная тепловая схема электростанции пред­ ставляет собой графическое изображение котлотурбинного оборудования и основных паро-водяных линий в пределах этого оборудования. Эта схема характеризует процесс пре­ образования энтальпии водяного пара в электрическую энергию и включает в себя котел, турбину с регенеративной системой, конденсатор, электрический генератор, а также установки по отпуску тепла внешним потребителям и по при­ готовлению добавочной воды для котлов и тепловых сетей. Кроме того, на принципиальную тепловую схему наносятся насосы, служащие для перекачки питательной воды, конден­ сата, сетевой и сырой воды. На принципиальной тепловой схеме показывается только различное оборудование. Одина­ ковые котлы, турбины и относящиеся к ним вспомогатель­ ные установки условно объединяются и изображаются од­ ним агрегатом.

Принципиальная тепловая схема составляется на стадии технического проекта на основании заданных электрических и тепловых нагрузок, подлежащих покрытию от проектируе­ мой электростанции.

При составлении принципиальной тепловой схемы ре­ шаются следующие вопросы:

1.Тип электростанцииконденсационная (КЭС) или 'ктлоэлектроцептпаль (ТЭЦ).

2.Начальные параметры пара и вид цикла.

3.Единичная мощность, количество и тип основного обо­ рудования.

4. Регенеративная схема подогрева питательной воды, тип и место включения деаэраторов и питательных насосов, чип привода питательного насоса.

5.Способ подготовки добавочной воды для котлов и теп­ лосети.

6.Схема отпуска тепла внешним потребителям.

Для обеспечения максимальной тепловой экономичности электростанции, как правило, выполняется несколько вари­

антов тепловых схем, отвечающих

заданным нагрузкам.

Каждый вариант рассчитывается, и

путем сопоставления

2—*2252

3


результатов расчетов выявляется напвыгоднейшая принци­ пиальная чсиловая схем-а.

От точности расчетов тепловых схем зависит правильный выбор оптимального варианта. Следовательно, проектиров­ щики, а также эксплуатационный персонал, в задачи кото­ рого входят и вопросы реконструкции тепловых схем, долж­ ны уметь рассчитывать сложные тепловые схемы современ­ ных электростанций. Настоящая лекция имеет целью озна­ комление слушателей с применяемой ib настоящее время ме­ тодикой расчета принципиальных тепловых схем. Для луч­ шего усвоения материала в лекции приведены примеры рас чеюв принципиальных тепловых схем КЭС и ТЭЦ.

П МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ

Расчет принципиальной тепловой схемы выполняется для определения расходов свежего пара на турбину, пара из от­ боров и в конденсатор, энтальпий этих потоков, а также всех остальных потоков пара и воды на электростанции и их

параметров. В конце

расчета

определяются показатели

теп­

ловой экономичности

электростанции

в целом

и отдельных

ее установок.

 

расчета

являются

тин и

мощ­

Исходными данными дли

ность турбоустановки, параметры пара перед турбиной, дав­ ление пара в отборах, отпуск тепла внешним потребителям, а также величина и температура возвращаемого с производ­ ства конденсата.

Значения внутренних относительных к.п.д. ступеней тур­ бины принимаются по заводским данным. Расчет тепловой схемы начинается с построения на /s-диаграмме рабочего процесса пара в турбине, причем потеря давления свежего пара в регулирующих органах турбины составляет 5—6%, а потеря давления в поворотных диафрагмах регулируемых отборов теплофикационных турбин принимается 12—14%■ Согласно данным /s-диаграммы и таблицам теплофизических свойств пара и воды определяются и записываются в табли­ цу параметры пара в отборах турбины и у подогревателей. Потеря давления в паропроводах отбора пара с учетом паро­ охладителей принимается 5—10%.

Подогрев воды в поверхностных подогревателях опреде­ ляется давлением отборного пара перед ними и наличием пароохладителей. Подогрев воды в пароохладителях состав­ ляет 3—5 ккал/кг. Энтальпия дренажа греющего пара подо­ гревателей определяется также давлением пара и наличием охладителей, которые снижают энтальпию дренажа на 2— 4 ккал[кг.

4


Далее производится расчет питательного насоса. Па элек­ тростанциях с давлением пара 100 кгс/см2 и выше следует учитывать подогрев воды в питательном насосе. Если рабо­ чий питательный насос имеет паровой привод, то определяет­ ся расход пара на приводную турбину. Следующим этапом расчета тепловой схемы является составление и решение уравнений теплового баланса различных подогревателей, причем потери тепла от рассеивания учитываются к.п.д., рав­ ным 0,98—0,99, или обратной его величиной к = 1,01 -р 1,02. В первую очередь рассчитываются внешние узлы: сетевая подогревательная установка, установка по приготовлению добавочной обессоленной воды для котлов, испарительная и паропреобразовательиая установки. Во вторую очередь про­ изводится расчет регенеративной системы турбины. Этот рас­ чет начинается с верхних регенеративных подогревателей вы­ сокого давления и заканчивается последним подогревателем низкого давления.

Весь расчет подогревательной системы для конденсацион­ ных станций рекомендуется производить в долях от расхода свежего пара па турбину, а для теплоэлектроцентралей целе­ сообразно определять абсолютные расходы пара на подогре­ ватели.

Завершающим этапом расчета тепловой схемы является определение расходов свежего.пара на турбину, пара в отбо­ ры и конденсатор.

Ш. ПРИМЕР РАСЧЕТА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ БЛОКА К-500-240

Принципиальная тепловая схема блока показана на рис. 1.

Исходные данные

Параметры пара перед турбиной — 240 кгс/см2, 540° С. Параметры промперегрева у тур- — 40/36 кгс/см2, 540° С.

бины

— 0,035 кгс/см2.

Давление пара в конденсаторе

Температура питательной воды

—- 265° С.

Турбина имеет девять нерегулируемых отборов на регене­ рацию следующих давлений (в камере цилиндра): 56,5; 40,0; 16,0; 10,0; 5,5; 2,5; 1,2; 0,58; 0,25 кгс/см2.

При построении процесса работы пара в /s-диаграмме принять следующие значения внутренних относительных к.п.д. отсеков турбины.

2*

о

I------------------------------------------------------------------------------------

_J

Рис.1. Принципиальная тепловая схема турбоустановки K-500-24Q


/ Л-Аго-л/ Э/imaA k,nU9>, С /Агг

Рис.2. Процесс работы пара в турбине K-50Q-240

3—'2I2S2

7

Интервалы давления.

240—89

89—40

3G—2,5

2,5—0,035

кгс/см2

 

 

 

 

Внутренний относительный

82,5

85,5

90,1

84,6

к.п.д., %

 

 

 

 

Внутренний относительный к.п.д. турбины питательного

насоса т]о;=79%.

(в долях от расхода' пара на тур­

В расчете принимаются

бину).

 

 

 

 

Потери пара и конденсата внутри стан­

- &пот

■0,02.

ции

 

 

Расход пара накалориферы котла

— «кал =

0,03.

Утечки через питательный насос (рецир­

— аут — 0,02.

куляция в деаэратор).

 

 

Расход пара наэжекторы

 

— аэж =

0,005.

Расход пара на уплотнения турбины

— аупл =

0,008.

Расход пара на пиковый сетевой подо­

 

 

греватель

 

 

— аспп =

0,005.

Расход пара на основной сетевой подо­

 

 

греватель

 

 

— с£п = 0,025.

Процесс работы пара в турбине приведен на рис. 2. Расчет тепловой схемы производится в долях от расхода

свежего пара па турбину.

Определение параметров отборов пара и конденсата

Параметры отборов пара и конденсата, определенные по /s-диаграмме и таблицам теплофизических свойств воды, приводятся в табл. 1.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

Р

1

Р'

 

° с

ккал/кг

<7

отбора

кгс/см2

ккал/кг

кгс/см2

 

ккал/кг

1

5

714

52,0

 

.265

277

437

2

40,0

698

36,8

 

244

253

445

21

36,0

846

 

3

1:6,0

790

44,7

 

200

204

586

4

10,0

761

9,2

 

179

481

580

5

’ 5,5

727

5,1

 

155

156

571

6

25

688

2,3

 

127

127

561

7

1,2

660

1,1

 

104

104

556

8

0,68

634

0,54

 

85

85

549

9

0,25

608

0,23

1

65

66

543

К

0,035

554

26

26

5:28

8


Здесь Р

— давление в отборе турбины;

Р'

— давление у подогревателя;

i

— энтальпия отбора;

— температура конденсата при насыщении;

q

— энтальпия конденсата при насыщении;

— тепло, отдаваемое греющим паром в подогрева­

 

теле (включая пароохладитель) при конденса­

 

ции.

Энтальпия свежего пара перед турбиной г0=793 ккал/кг,

Определение подогрева воды в подогревателях

Величины подогрева

воды

в подогревателях приводятся

 

 

 

 

Т а б л и ц а 2

№ подо­

 

V

V

X

гревателя

. ОГ'

ккал/кг

ккал/кг

 

о

m

 

265

276

31

П2

 

237

245

43

113

 

196

202

33,5

Д

 

168,5

---

 

 

 

 

П4

 

140

141

'5

П5

 

136

136

17,3

П6

 

118

1.18,7

49,2

П7

 

99

99,5

22

П8

 

77

77,5

18 2

П9

 

59

59,3

24

ОУ

 

35

35,3

4,3

ОЭ

 

31

31

5

К

 

26

26

Здесь Р — температура воды за подогревателем; Г — энтальпия воды за подогревателем;

т — подогрев воды в подогревателе, включая охлади­ тель дренажа.

Расчет приводной турбины питательного насоса

Идеальная работа сжатия воды в насосе

h на = Иср(Рн - Р

в) — =0,0011-300— —7,7 ккал/кг.

г ' “

в/ Л07

Л07

Подогрев воды в насосе с учетом внутренних потерь

К7,7 —■9,1 ккал/кг.

Лн/ 0.845

3’

9