ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ  РФ

Брянский  Государственный  Университет 

Кафедра «Тепловые двигатели» 

РАЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ С ТУРБИНОЙ ТИПА К– 11 – 3,6 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по  дисциплине «Паро - и газотурбинные  установки» 

Документы текстовые

ПТУ 09.06Т1.18.РР.ПЗ 

Всего листов 23 

Руководитель  к.т.н. доцент

________________ Осипов А.В.

«__»__________________2009г. 

Студент гр. 06-Т1

________________ Сидоренко Ю.С.

«__»__________________2009г. 
 
 

Брянск 2009

Исходные  данные

для курсового  проекта по дисциплине: «Энергетические  машины»

на тему: «Рассчитать и спроектировать многоступенчатую конденсационную паровую турбину  с сопловым парораспределением типа К-11-3,6» 

      Номинальная мощность турбины - N_ном = 11 МВт

      Начальное давление пара - Р₀ = 3,6 МПа

      Начальная температура пара - T₀ = 723 К

      Конечное давление пара - P_к = 4 кПа

      Температура питательной воды - Т_пв = 418 К 

Данные из расчета тепловой схемы ПТУ:

      Начальная энтальпия пара i₀ = 3337 кДж/кг.

     Изоэнтропийный  перепад энтальпий в турбине H₀ = 1179 кДж/кг.

     Расходы пара:

• подводимого к турбине G0 = 14,905 кг/с;
• отбираемого на П1 G₁ = 0,716 кг/с;
• отбираемого на П2 G₂ = 0,67 кг/с;
• отбираемого на П3 G₃ = 0,71кг/с;
• отбираемого на П4 G₄ = 0,689 кг/с;
• отводимого в конденсатор G_к = 12,12 кг/с.

     Давление  пара:

• отбираемого на П1 P₁ = 0,0426 МПа;
• отбираемого на П2 P₂ = 0,117 МПа;
• отбираемого на П3 P₃ = 0,293 МПа;
• отбираемого на П4 P₄ = 0,586 МПа;
• за последней ступенью турбины P_к = 0,006 МПа.

     Удельные  расходы:

• пара d =0,0011 кг/кДж; 3,96 кг/кВт ч.
• тепла q = 2,97 кДж/кДж; 2551,79 ккал/кВт ч.
• топлива b = 0,000101 кг/кДж; 0,365 кг/кВт ч.

      Относительный внутренний КПД турбины η_oi = 0,906

 

Аннотация

     В курсовой работе произведён расчёт тепловой схемы паротурбинной установки  с регенеративным подогревом питательной воды с турбиной типа К – 11 – 3,6. Целью расчета является определение расхода пара, подводимого к турбине и отводимого от неё в подогреватели, и вычисление экономии от применения регенерации.

 

Оглавление

Введение 5

1. Принципиальная тепловая схема  конденсационной ПТУ. 7

2. Расчёт тепловой схемы ПТУ с регенеративным подогревом питательной воды. 9

2.1. Тепловой процесс паровой турбины. 10

2.2. Распределение общего подогрева питательной воды между подогревателями и определение параметров отбираемого на подогрев пара. 14

2.3. Уравнения теплового баланса подогревателей, уравнения баланса мощностей и расходов  пара и воды. 17

3. Экономические показатели работы ПТУ и определение экономического эффекта от применения регенерации 21

3.1. Работа ПТУ с регенеративным подогревом  питательной воды 21

3.2. Работа ПТУ без РППВ, т.е. чисто конденсационный режим работы. 21

Список использованной литературы: 23 

 

Введение

     Современная паротурбинная установка (ПТУ) представляет собой сложный комплекс агрегатов, взаимно связанных технологическим процессом выработки тепловой и электрической (или механической) энергии. Одним из эффективных средств повышения экономичности ПТУ является регенеративный подогрев питательной воды потоками пара, частично отработавшими в турбине и отбираемыми из её проточной части в подогреватели (теплообменники). При таком способе преобразования энергии отводимый на подогрев пар совершает работу в турбине без потери тепла в конденсаторе ( холодном источнике ), но с использованием его в цикле для повышения энтальпии питательной воды. Вследствие этого удельный расход тепла на выработку электроэнергии существенно снижается. От применения регенерации экономия тепла при определённых условиях достигает 10 – 15%. Поэтому все современные ПТУ средней и большой мощности выполняются с регенеративным подогревом питательной воды, хотя при этом они становятся сложнее.

     На  величину экономии тепла от применения регенерации главным образом  влияют следующие факторы:

1. Начальные параметры пара и давления в конденсаторе.
2. Температура подогрева питательной воды.
3. Число ступеней подогрева (число подогревателей).
4. Распределение общего подогрева между подогревателями (выбор точек отбора пара из турбины).
5. Способ возвращения в систему конденсата греющего пара.

     В данной курсовой работе выполнен расчет тепловой схемы ПТУ с турбиной типа К-11-3,6. Этот расчет позволяет определить параметры и расходы пара из каждого отбора, которые необходимы для теплового расчета проточной части турбины. Вычисляется также экономия от применения регенерации (в рассматриваемой работе ). 

     Задание на курсовую работу.

     Рассчитать  тепловую схему ПТУ с турбиной типа К – 11 – 3,6 по следующим данным:

• номинальная мощность N_ном=11 МВт;
• начальное давление p₀=3,6 МПа;
• начальная температура T₀=723 K;
• давление пара в конденсаторе (конечное давление) p_к=4 кПа;
• температура питательной воды перед парогенератором T_пв=418 К

     Схема слива конденсата пара:

 

 

1. Принципиальная  тепловая схема  
   конденсационной ПТУ.

     Принципиальная  тепловая схема К-11-3,6 состоит из парогенератора (ПГ), однокорпусной паровой турбины (ПТ), электрического генератора (ЭГ), конденсатора (К) и системы регенеративного подогрева питательной воды. Система регенерации включает в себя: конденсатный насос (КН), пароструйный эжектор (Э), поверхностный ПНД (П1) и смешивающий ПНД -деаэратор атмосферного типа (П2 или Д), питательный насос (ПН), поверх-ностный ПВД (П3), поверхностный ПВД (П4), перекачивающий конденсатный (сливной) насос (ПКН, СН), конденсатоотводчики (КО) для регулирования слива конденсата греющего пара каскадом из подогревателя более высокого давления в подогреватель с меньшим давлением.

     В паровую турбину из парогенератора поступает свежий пар в количестве G₀ с начальными параметрами: давлением p₀, температурой T₀ и энтальпией i₀. Значительная часть его расширяется до конечных параметров пара в конденсаторе (до давления p_k). Из четырех камер между ступенями турбины осуществляются нерегулируемые отборы пара в количестве G₁ , G₂ , G₃, G₄ на регенеративный подогрев питательной воды в подогревателях П1, П2(Д), П3, П4. В пароструйный эжектор (Э) подводится рабочий пар в количестве G_Э с параметрами свежего пара.

     Конденсат греющего пара через конденсатоотводчики (КО) из П4 сливается в П3 , из П3 — в П2 (Д), а из П1 перекачивающим конденсатным насосом (ПКН) подаётся в П2 (Д), из Э в П1, и питательным насосом (ПН) из П2(Д) — в П3.

 

Схему составляем согласно заданию:

рис. 1 Принципиальная тепловая схема ПТУ

ПТ — однокорпусная паровая турбина; ПГ — парогенератор; ЭГ — электрический генератор; К — конденсатор.

Система РППВ:

КН — конденсатный насос; Э — пароструйный эжектор; П1 — поверхностный ПНД; П2 (Д) — смешивающий ПНД – деаэратор атмосферного типа;  
ПН — питательный насос; П3 и П4 — поверхностные ПВД; ПКН — перекачивающий конденсатный насос; КО — конденсатоотводчики для регулирования слива конденсата греющего пара каскадом из подогревателя более высокого давления в подогреватель с меньшим давлением.

2. Расчёт тепловой схемы ПТУ с регенеративным подогревом питательной воды.

     Расчет  тепловой схемы ПТУ с регенеративным подогревом питательной воды имеет  целью определить расходы пара, подводимого  в турбину и отбираемого из нее в подогреватели, и вычислить  экономию от применения регенерации.

     Расчет  тепловой схемы, выполненный до расчета  проточной части турбины, называется предварительным, так как при  этом рядом величин приходится задаваться (например, КПД турбины, давлением  отбираемого пара и т.д.). После  выполнения расчета турбины становятся известными КПД турбины, места отборов  пара и т.д. и производится уточненный расчет схемы регенерации. Метод  расчета при расчетном и переменных режимах работы установки одинаков.

     Определение расходов пара осуществляется решением уравнений теплового, материального  и мощностного балансов.

     Расчет  тепловой схемы ПТУ с РППВ проведём по следующим данным:

• номинальная мощность N_ном=11 МВт,
• давление пара перед стопорным клапаном (начальное давление)
• p₀=3,6 МПа;
• температура пара перед стопорным клапаном (начальная температура) Т₀=723К;
• давление пара в конденсаторе (конечное давление) Р_к=4 кПа;
• температура питательной воды перед парогенератором  
  T_пв=418 К.

     Схема слива конденсата:

 

1. Тепловой процесс паровой турбины.

     Построим  одним из способов приближённый процесс  расширения пара в турбине в i-s – диаграмме (рис.2).

рис. 2 Приближённый тепловой процесс в i,S - диаграмме

     Точка О определяет начальное состояние  пара перед стопорным клапаном и  находится по заданным Р₀ и Т₀. Энтальпия в точке О будет  
i₀ = 3337 кДж/кг. Потерю давления в органах парораспределения турбины можно вычислить с использованием опытных характеристик. Обычно при полном открытии клапанов величина потерь в органах парораспределения составляет приблизительно 5% от начального давления. Поэтому при отсутствии опытных данных гидравлического сопротивления стопорного и регулирующего клапанов давление перед соплами первой ступени можно определить по соотношению: