Расчёт тепловой схемы паротурбинной установки с турбиной типа К - 11 - 3.6

     Конденсация греющего пара в эжекторе происходит при давлении, близком к атмосферному, поэтому его энтальпия может  быть принята  
q'_э = 419,7 кДж/кг.

     Расход  пара в эжектор зависит от мощности ПТУ. G_э = 0,02…0,4 кг/с.

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

     В регенеративных подогревателях паротурбинной  установки, как и в других теплообменниках, тепло Q, отдаваемое потоками греющего теплоносителя, расходуется на нагрев подогреваемого теплоносителя Q' и на потерю тепла в окружающую среду ΔQ. Уравнение теплового баланса подогревателя устанавливает равенство между количествами подведённого и отведённого тепла:

Q=Q'+ΔQ

или

Q=Q'/η ,

где η  – КПД подогревателя.

     Значения  ΔQ и η определяются по опытным  данным для соответствующего типа подогревателя. Их величина зависит от температуры  теплоносителей в подогревателе, от качества изоляции корпуса подогревателя. Для предварительных расчетов тепловых схем ПТУ рекомендуются следующие  значения КПД:

     ПНД — η = 0,99…0,995; ПВД — η = 0,97…0,98; деаэраторы — η = 0,94…0,95.

     В соответствии с тепловой схемой (рис.1) уравнения балансов будут иметь  следующий вид.

Уравнения теплового баланса:

1. для эжектора Э:

                                     (16);

2. для ПНД П1:

(17);

3. для ПНД Д (П2):

(18);

4. для ПВД П3:

(19);

5. для ПВД П4:

(20);

     Уравнение баланса расходов:

 (21);

     Уравнение мощностей:

 (22)

     где G_к – расход пара в конденсатор; G_э – в эжектор; G₁, G₂, G₃ и G₄ в подогреватели П1, П2, П3 и П4.

     Семь  уравнений балансов составляют замкнутую  систему, так как определяют связь между семью неизвестными: G_к, G_э, G₁, G₂, G₃ и G₄, а также внутренней мощностью турбины N_i. Остальные величины в этой системе уравнений можно выбрать на основании вышеуказанных рекомендаций и записать в уравнения в численном виде.

     Вначале в первом приближении задаем расход по выражению:

G_к = К_к G_0к = (1/K)×G_0к =9,3/1,1 = 8,45 кг/с.

     Решаем  данную систему уравнений методом  последовательных приближений. Результаты расчётов заносим в таблицу 1.

     Итак, G_э=0,05 кг/с, G₁=0,53 кг/с, G₂=0,53 кг/с, G₃=0,42 кг/с,  
G₄=0,43 кг/с.

N_ik= G_k×H_i = 8,45×990,53 = 12005,22 кВт;

N_i1= G₁×H_i1 = 0,53×776 = 411,26 кВт;

N_i2= G₂×H_i2 = 0,53×615 = 325,95 кВт;

N_i3= G₃×H_i3 = 0,42×467 = 196,14 кВт;

N_i4= G₄×H_i4 = 0,43×357 = 153,51 кВт;

     N_i'=N_ik+N_i1+N_i2+N_i3+N_i4 = 8519,8+411,28+325,95+196,14+153,51 = 
= 9606,68 кВт.

     Расчётная внутренняя мощность равна N_i'= 9606,68 кВт.

     Сравним её с принятой в начале расчёта  по выражению (4).

     Для предварительного расчёта расхождение  не более ±3% допустимо.

     Окончательные результаты расчета приведены в табл. 1.

 

Таблица 1

3. Экономические показатели работы ПТУ и определение экономического эффекта от применения регенерации
1. Работа ПТУ с регенеративным подогревом питательной воды

     а) удельный расход пара:

d = G₀/N′_i×η_м×η_эг = 10,35/9606,68×0,993×0,97 =0,0011 кг/кДж (23)

или 3600 0,0011 = 3,96 кг/кВт×ч.

     б) удельный расход тепла:

q = d×(i₀ - q_пв) = 0,0011×(3337 – 613,2) = 2,996 кДж/кДж (24)

или 3600×2,97/4,19 =2574,13 ккал / кВт×ч.

     в) удельный расход условного топлива:

b = q /Q_р^н = 2,996/29330 = 1,02×10^-4 кг/кДж, (25)

или 2551,79/7000=0,368 кг/кВт×ч,

где Q_р^н = 29330 кДж/кг или 7000 ккал/кг – теплотворная способность условного топлива.

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

     а) удельный расход пара:

d_кр = G_0к/N_i×η_м×η_эг = 9,3/9727,18×0,993×0,968 = 0,001 кг/кДж (26)

или 3600 0,001 =3,6 кг /кВт×ч.

     б) удельный расход тепла:

q_кр = d_кр×(i₀ - q_к) = 0,001×(3337 – 121,42) = 3,216 кДж/кДж (27)

или 3600×3,18/4,19=2763,15 ккал /кВт×ч.

     в) удельный расход условного топлива:

b_кр = q_кр/Q_р^н= 3,216/29330 = 1,1×10^-4 кг/кДж (21)

или 2732,22/7000=0,395 кг/кВт×ч.

     Таким образом, экономический эффект от внедрения  регенеративного подогрева питательной  воды в ПТУ выражается в снижении расхода условного топлива на:

 

Список  использованной литературы:

     1. Вукалович, М.П. Теплофизические свойства воды и водяного па-ра/М.П. Вукалович - М.: Машиностроение, 1967. - 160 с.

     2. Гоголев, И.Г. Расчет тепловой схемы паротурбинных установок с регенеративным подогревом питательной воды. Методические указания к выполнению курсовой работы/ И.Г. Гоголев - Брянск: БГТУ, 2001. – 27 с.