Тепловой расчет энергоблока ТЭЦ на базе ПТ-30-90/10 на различных режимах

В таблице 2.2 представлены основные характеристики котла Е-220-100ГМ.

Таблица 2.2 – Основные характеристики котла

Давление пара в барабане	110 кг/см2
Давление пара в паропроводе	100 кг/см2
Температура перегретого пара	510 ºС
Номинальная нагрузка	220 т/ч
Температура питательной воды	158 ºС

На рисунке 2.3 представлен продольный разрез котла Е-220-100ГМ.

Рисунок 2.3 – Продольный разрез котла Е-220-100ГМ:

1 – топка; 2 – большой барабан  котла; 3 – малый барабан котла; 4 – пароперегреватель 1 ст.;

5 – пароперегреватель 2 ст.; 6 –  водяной экономайзер 1 ст.; 7 –  воздухоподогреватель 1 ст.;

8 – водяной экономайзер 2 ст.; 9 – воздухоподогреватель 2 ст.; 10 –  паросборная камера;

11 – пароохладитель; 12 – верхний  бункер дробеочистки; 13 – дымосос

 

3 Тепловой расчет энергоблока на базе ПТ-30-90/10

3.1 Тепловой расчет энергоблока на базе ПТ-30-90/10 при t_нар=-17 ⁰С

3.1.1 Исходные данные для расчета ПТ-30-90/10

1) Термодинамические  параметры пара на выходе из котла Е-220-100ГМ:

; .

2) Давление пара в  барабане котла:

.

3) Термодинамические пара параметры на входе в турбину:

; .

4) Давление в конденсаторе:

.

5) Конечная температура регенеративного подогрева воды:

.

6) Температура наружного воздуха:

.

7) Температура сетевой воды (по температурному графику тепловых нагрузок):

• в подающей магистрали: ;
• обратной сетевой воды: .

8) Параметры пара, поступающего на производство:

• расход: ;
• коэффициент возврата конденсата: ;

• энтальпия обратного конденсата (принимается при давлении 2 ата и температуре 70ºС): .

9) Коэффициенты полезного действия элементов тепловой схемы:

- деаэраторов: ;

- смесителей: ;

- бойлеров: ;

- подогревателей низкого и высокого давления: , ;

- подогревателей очищенной и сырой воды: и ;

- основного эжектора: ;

- охладителя продувки: ;

- механический: ;

- генератора – электрический: ;

- внутренние относительные КПД турбины по отсекам:

, , , , , .

3.1.2 Определение давлений в местах отборов турбины

1) Температура воды за подогревателем сетевой воды:

.

2) По таблицам насыщения для воды и водяного пара по температуре насыщения находим давление насыщенного пара в СП и его энтальпию:

; h^¢=465,17 кДж/кг.

3) Определяем давление пара в теплофикационном (регулируемом) отборе  турбины с учётом принятых потерь давления по трубопроводам:

где потери в трубопроводах и системах регулирования турбины принимаем: .

.

4) По значению давления пара (Р₄)  в теплофикационном отборе турбины уточняем давление пара в нерегулируемом отборе турбины №3 между промышленным отбором №2 и регулируемым теплофикационным отбором №4 (по уравнению Флюгеля-Стодолы), принимая для упрощения .

где D₀ , D, Р₃₀, Р₃ – расход и давление пара в отборе турбины на номинальном и рассчитываемом режиме, соответственно.

.

3.1.3 Параметры пара и воды в турбоустановке

Таблица 3.1.3.1 – Параметры пара и воды в турбоустановке

Точка процесса	p, Мпа	t, 0С	h, кДж/кг	p', Мпа	t'H, 0С	hBH, кДж/кг	Θ, 0C	tП, 0С	hBП, кДж/кг	τП, кДж/кг	qП, кДж/кг
0	8,83	500	3389,4	-	-	-	-	-	-	-	-
0'	8,388	497,83	3389,4	-	-	-	-	-	-	-	-
РС	5,0	430	3269,1	-	-	-	-	-	-	-	-
1	1,8147	339,3	3103,48	1,6695	203,43	867,9	2	205,43	876,94	95,87	2235,58
2	1,1672	257,82	2954,54	1,0505	182,04	772,2	2	184,04	781,07	96,042	2182,34
ДПВ	1,1672	257,82	2954,54	0,5886	158,08	667,25	-	158,08	667,25	54,66	2287,29
3	0,4555	191,17	2831,85	0,3872	142,44	599,7	3	145,44	612,59	152,44	2232,15
4	0,1802	116,95	2655,31	0,1658	114,38	479,93	3	117,38	492,65	167,14	2175,38
ДКВ	0,1802	116,95	2655,31	0,1177	104,23	436,94	-	104,23	436,94	-	2218,37
5	0,0415	80,86	2493,37	0,0382	74,75	312,94	3	77,75	326	116,01	2180,43
К	0,004	28,96	2393,54	-	28,96	121,4	-	28,96	121,4	-	2272,14

Таблица 3.1.3.2 – Параметры пара и воды в установке использования продувки парогенератора

Показатель	Параметры пара и воды
	Давление, МПа	Температура, 0С	Энтальпия, кДж/кг
Продувочная вода ПГ	10,79	317	1442
Пар из расширителя	0,5886	158,08	2755,3
Продувочная вода из расширителя	0,5886	158,08	667,25

Таблица 3.1.3.3 – Параметры пара и воды в охладителях дренажа

Теплообменник	tД, 0С	hД, кДж/кг	θОД, 0С	qОД, кДж/кг
ОД5	194,04	839	10	28,9
ОД4	171	724	10	48,2

Рисунок 3.1.3.1 – h-s диаграмма расширения пара в турбине при t_нар=-17 ⁰С

3.1.4 Определение расходов пара и конденсата в элементах тепловой схемы

Расход пара на турбину  при  : .

Утечки пара через  уплотнения:

;

.

- протечки через уплотнения  штоков клапанов (в данной тепловой схеме они направляются в деаэратор):

;

.

 

 

- протечки через уплотнения  турбины:

;

.

Внутристанционные безвозвратные  утечки пара и конденсата, восполняемые с добавочной водой:

,

.

Паровая нагрузка парогенератора:

;

.

Количество котловой воды, идущей в непрерывную продувку:

.

.

Расход питательной  воды на котел (с учетом продувки):

;

.

Выход продувочной воды из расширителя непрерывной продувки:

,

где – доля пара, выделяющегося из продувочной воды в расширителе непрерывной продувки.

,

_где – энтальпия насыщения воды при давлении в барабане котла 10,79 МПа; – энтальпия насыщения воды при давлении в деаэраторе 6 ата; – энтальпия насыщения пара из расширителя по давлению в деаэраторе 6 ата; – коэффициент, учитывающий потерю тепла в расширителе.

.

Выход пара из расширителя  непрерывной продувки первой ступени:

;

.

Выход продувочной воды из расширителя непрерывной продувки первой ступени:

.

Расход добавочной воды из цеха химической водоочистки (ХВО):

,

.

3.1.5 Тепловые балансы подогревателей

Сетевая подогревательная установка

Расход сетевой воды для рассчитываемого режима (см. Приложение Б.1):

.

Тепловой баланс сетевого подогревателя:

Расход греющего пара на сетевой подогреватель:

.

 

 

 

 

Регенеративные  подогревательные установки высокого давления

ПВД5

Рисунок 3.1.5.1 – Регенеративный подогреватель высокого давления (ПВД 5)

Уравнение теплового  баланса ПВД 5:

Расход пара на ПВД5:

;    

 кг/с.

ПВД4

Рисунок 3.1.5.2 – Регенеративный подогреватель высокого давления (ПВД 4)

Уравнение теплового  баланса ПВД 4:

Расход пара на ПВД4:

;

 кг/с.

Деаэратор питательной воды

Рисунок 3.1.5.3 – Деаэратор питательной воды

Поток конденсата на входе  в деаэратор:

D_КД = D_ПВ – (D_П1 + D_П2) – D_ДПВ – D_УШ + D_ЭУ - D

Уравнение теплового  баланса деаэратора:

где  , кг/с и , кДж/кг – расход и энтальпия греющего пара, направляемого в ДПВ из отбора №2;

 – расход пара из уплотнений штоков клапанов в ДПВ;

, кДж/кг – энтальпия пара из уплотнений штоков клапанов принимается при Р₀ и t₀;

, кг/с и  кДж/кг – расход и энтальпия основного конденсата после ПНД-3.

, кг/с – расход пара на основной эжектор и наддув концевых уплотнений.

Количество пара, отводимое  из деаэратора на концевые уплотнения:

 кг/с.  

Расход пара на основной эжектор для отсоса воздуха из конденсатора:

 кг/с. 

 кг/с.

Определим расход пара на деаэратор:

;

 кг/с.

 кг/с.

Установка для  подогрева и деаэрации добавочной воды

Рисунок 3.1.5.4 – Установка для подогрева и деаэрации добавочной воды

 

Поток конденсата на выходе из ДКВ:

D_КВ = D_ДКВ + D_ПОВ + D_ОК + D_ДВ= D_ДКВ + 0,131 + 5 + 0,882 = D_ДКВ + 6,013.

Тепловой баланс подогревателя  химически очищенной воды ПОВ:

где подогрев воды в ПОВ.

Уравнение теплового  баланса деаэратора химически очищенной  воды:

D · h₄ + D_ПОВ · h ́₄+ D_ОК · h + D_ДВ · h D_КВ · h ́ ·

Расход пара на ПОВ:

 кг/с.   

Расход греющего пара на ДДВ:

D_ДКВ · 2655,31 + 0,131 · 479,93 + 3,333· 293,2+ 0,882 · 492,65=(D_ДКВ +4,346)·436,94

D_ДКВ=0,264 кг/с.

D_КВ =6,277 кг/с.

 

ПНД 3 и смеситель  СМ 1

Рисунок 3.1.5.5 – Регенеративный подогреватель низкого давления ПНД 3 и смеситель СМ 1

Объединенное уравнение  теплового баланса:

где D_К4 = D_КД – (D_П3 + D_П4 + D_СП + D_КВ) = 7,983– D_П3 – D_П4.

                                                                                           (1)

ПНД 2

 

 

Рисунок 3.1.5.6 – Регенеративный подогреватель низкого давления ПНД 2

Уравнение теплового  баланса ПНД 2:

                  (2)

Подставив (1) в (2), получим:

 

 

 

 

 

ПНД 1

Рисунок 3.1.5.7 – Регенеративный подогреватель низкого давления ПНД 1

Уравнение теплового баланса подогревателя:

Расход пара на ПНД-1:

 кг/с.

Конденсатор, охладители уплотнений и эжекторов

Рисунок 3.1.5.8 – Конденсатор

 

Поток конденсата:

 кг/с.   

Рисунок 3.1.5.9 – Охладитель эжекторов ОЭ и уплотнений ОУ

Объединенное уравнение  теплового баланса:

где q_ЭУ = h h

Охладитель эжекторов  и уплотнений обозначим ЭУ:

D_ЭУ = D_Э + D_УК.

Кратность рециркуляции:

m_РЕЦ =

m_РЕЦ =

3.1.6 Солевой баланс барабанного котла

Расчет ведется по кремнекислоте.

Относительная доля расхода  продувочной воды (продувка котла):

.

где – расход перегретого пара,

 – расход продувочной воды.

Полученное значение сравним с рекомендуемыми значениями по ПТЭ: