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: 20
Скачиваний: 0
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; |
/н |
— 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 |