Расчёт тепловой схемы паротурбинной установки. Описание тепловой схемы паротурбинной установки. Построение процесса расширения пара в турбине

Глава 1. Расчёт тепловой схемы паротурбинной установки

1.1. Описание тепловой схемы паротурбинной установки

Типовая тепловая схема рассчитываемой паротурбинной установки (ПТУ) изображена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Типовая тепловая схема ПТУ

Установка с одноступенчатым промежуточным перегревом состоит из парогенератора (ПГ), трехцилиндровой турбины (ЦВД,  ЦСД,  ЦНД), конденсатора (К), конденсатного насоса (КН), системы регенеративных подогревателей, деаэратора смешивающего типа (Д), питательного насоса (ПН), турбопривода питательного насоса (ТП) и смесителя (СМ).

ПТУ имеет  6-7 (в зависимости от варианта) регенеративных подогревателей. Конденсат подогревается в 3-4 подогревателях низкого давления (ПНД) и поступает в деаэратор.  После деаэратора вода питательным насосом прокачивается через три  подогревателя  высокого давления (ПВД) с выносными пароохладителями (ПО), подключенными по схеме Никольнего-Рикара. Все ПВД и последний по ходу  питательной воды ПНД снабжены встроенными охладителями дренажа.

Если в исходных данных для расчета тепловой схемы ПТУ задан деаэратор на скользящем давлении,  то он имеет самостоятельный отбор пара. Деаэратор постоянного давления подключают по греющему пару параллельно с ПВД – первым после деаэратора по ходу питательной воды.

Питательный насос имеет конденсационный турбопривод, питаемый паром из третьего отбора турбины.

Дренажи ПВД сливаются каскадно в деаэратор, а дренажи ПНД – в конденсатор.

Для изменения мощности турбины предусмотрено использование соплового парораспределения с одновенечной регулирующей ступенью.

1.2. Исходные данные, необходимые

для выполнения расчета тепловой схемы ПТУ

1.3. Построение процесса расширения пара в турбине в i-s диаграмме

ЦВД

1) по Р₀ = 170 бар и по t₀ = 530 ⁰C определяем:

(область перегретого пара)

i₀ = 3371,1262 кДж/кг,           s₀ = 6,3744 кДж/(кг·⁰C), u₀ = 0,01915 м³/кг;

2) Р₁^вд = 0,96 · Р₀ = 0,96 · 170 = 163,2 бар;

3) по Р₁^вд = 163,2 бар и по i₁ = i₀ = 3371,126 кДж/кг определяем:

(область перегретого пара)

t₁^вд = 527,1711 ⁰C,            s₁^вд = 6,3909 кДж/(кг·⁰C),     u₁^вд = 0,0199 м³/кг;

4) из  _opt =    определяем c_s:

U_ср = π·D_ср·n ,             D_ср = D_к^рс + 2 · (l/2),            D_к^рс = 1,2 · D_к^вд,         l = 0.04 м,

D_к^рс = 1,2 · 0,836 = 1,0032 м ,                      D_ср = 1,0032 + 0,04 = 1,0432 м ,

U_ср = π·1,0432·50 = 163,8606 м/с,             φ = 0,98 ,          ρ = 0,05,       α₁ = 10⁰,

c_s =  = 330,9701 м/с;

5) h_s^рс = c_s²/2000 = 330,9701²/2000 = 54,7706 кДж/кг;

6)   =

= 0,97,                 G = G₀ = 430 кг/c,

= Р₁^вд = 163,2 бар,             = u₁^вд = 0,0199 м³/кг,

 = 0,97= 0,8051;

7) i_1s^осн = i₀ – h_s^рс = 3371,126 – 54,7706 = 3316,3554 кДж/кг;

8) по i_1s^осн = 3316,3554 кДж/кг и по s₁^вд = 6,3909 кДж/(кг·⁰C) определяем:

(область перегретого пара)

Р₁^осн = 137,5246 бар;

9) i₁^осн = i₀ – h_s^рс ·  = 3371,126 – 54,7706 · 0,8051 = 3327,0302 кДж/кг;

10) по Р₁^осн = 137,5246 бар и по i₁^осн = 3327,0302 кДж/кг определяем: