Расчет принципиальных тепловых схем энергетических установок ТЭС

ВВЕДЕНИЕ

Рассмотрена методика расчета принципиальных тепловых схем энергетических установок ТЭС. Приведена необходимая информация 00 схемам и параметрам энергетических установок на органическом топливе. Предусматривается решение студентами следующих задач.

1.  Принятие решений по выбору рациональной тепловой схемы, параметров и профиля энергетических установок (ТЭУ).

2.  Подготовка исходных данных для расчётов на основе инженерных решений по п.I.

3.  Расчет тепловой схемы и основных технико-экономических показателей ТЭУ,

4.  Защита окружающей среды от вредного воздействия ТЭУ.

1. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ТЭС

Обосновать начальные давления и температуру пара, конечное давление пара и температуру регенеративного подогрева питательной воды. Построить процессы генерирования пара в парогенераторе, расширения пара в турбине, конденсации, подогрева в ПНД и ПВД, процессы в конденсатном и питательном насосах, приводной турбине в Рh-диаграмме и определить параметры пара регенеративных отборов. При заданной номинальной мощности энергоустановки рассчитать все потоки пара и воды, а также технико-экономические показатели (ТЭП).

Основные технические решения принимаются на основе указаний «Норм технологического проектирования тепловых сетей» (М.: Минэнерго СССР, 1980) с учетом:

·  минимума приведенных затрат в ТЭС;

·  минимальных концентраций вредных примесей в производственных отходах, сбрасываемых ТЭС в окружающую среду;

·  унификации энергооборудования;

·  утилизации отходов производства (воды, шлаков и т.п.).

На ГРЭС и ТЭЦ с промперегревом применяются моноблочные схемы (парогенератор – турбогенератор). На ТЭЦ без промперегрева, но с преимущественно отопительной нагрузкой применяются моноблочные схемы. На ТЭЦ без промперегрева с преобладающей паровой нагрузкой применяются блочные схемы (для поперечных связей требуется специальное обоснование). Паропроизводительность и число парогенераторов выбираются. На ТЭЦ с докритическим давлением острого пара устанавливаются барабанные котлы. Высота и количество дымовых труб рассчитываются при максимальной нагрузке электростанции. Установка электрофильтров обязательна. Единичная мощность турбин выбирается из условия укрупнения. Для турбин типа Т-170/210-130 установленная мощность определяется максимальной мощностью. Рабочая мощность турбин определяется в соответствии с графиком тепловой нагрузки.

Устанавливается один питательный электронасос на блок без резерва или два турбонасоса; при установке одного турбонасоса предусматривается пускорезервный электронасос. На каждый блок устанавливается один деаэратор и по одной нитке регенеративного подогрева, редукционно-охладительные установки (РОУ), резервирующие регулируемые производственные отборы пара турбин, устанавливаются по одной для данных параметров пара с производительностью, равной максимальному отбору наиболее крупной турбины. РОУ отопительных отборов не устанавливаются. При проектировании блочных ТЭС число циркуляционных насосов на турбину должно быть не менее двух, устанавливаемых на насосных станциях. При оборотной системе водоснабжения с градирнями устанавливается не менее двух градирен. На ТЭС применяется оборотная система гидрозолошлакоудаления с возвратом осветленной воды для повторного использования. Система пылеприготовления – индивидуальная: при использовании шаровых барабанных мельниц – с промбункером, молотковых – с прямым вдуванием. На котел устанавливается не менее двух мельниц. На каждый блок или дубль-блок устанавливается по два дымососа и вентилятора. Могут устанавливаться ПВК на твердом топливе.

Выбор вариантов параметров и тепловых схем энергетических установок

Для расчета выбирается несколько (не менее двух-трех) вариантов параметров ТЭУ. Эффективность каждого варианта оценивается по технико-экономическому критерию.

Параметры выбираются с учетом рекомендаций, изложенных в работах [1-4] и данных табл. 1.1, 1.2.

Таблица 1.1 Параметры ТЭУ Параметры пара Конечные параметры Начальное давление, P0, МПа Начальная температура, t0, °С Температура промперегрева, tПП, °С Температура питательной воды, tПВ, °С Давление в конденсаторе, PК, МПа 13 540…565 540…565 210…230 0,003…0,007 24 540…585 540…570 230…280 0,003…0,007

Термодинамические расчеты тепловых схем ТЭУ для принятых вариантов

Расчеты тепловых схем выполняются по методике, подробно изложенной в работах [1-4].

Для расчета заданы тип и мощность энергоустановки , выбрана конечная температура регенеративного подогрева (температура питательной воды); заданы давление и расход пара производственного отбора, температурных график, тепловая нагрузка теплофикационных

отборов (для турбин типа ПТ и Т).

Режим работы ТЭУ и показатели их экономичности определяются графиками тепловых нагрузок, расходом и температурой сетевой воды. Отпуск теплоты, температуры сетевой воды ,  и расход воды определяются температурой наружного воздуха, соотношением нагрузок отопления и горячего водоснабжения. Отпуск теплоты в соответствии с графиком нагрузки обеспечивается за счет теплофикационных отборов турбин с подогревом сетевой воды в основных сетевых подогревателях и пиковых источников теплоты (подогревом сетевой воды до расчетной температуры  в пиковых водогрейных котлах ПВК или в пиковых сетевых подогревателях паром от РОУ парогенераторов или П-отборов турбин).

Графики тепловых нагрузок строятся в виде номограммы (рис.1.1).

1. Сначала строится график (кривая I) продолжительности стояния температур наружного воздуха  для заданного района функционирования ТЭУ (табл. 1.3).

Тр6лица 1.2

Среднегодовая температура охлаждающей воды

Система водоснабжения	Температура охлаждающей воды, °С
	Урал, Северный Казахстан, Сибирь, Дальний Восток	Средняя Азия, Юг Казахстана
Оборотная с прудами-охладителями	8…10	12…16
Оборотная с испарительными градирнями и брызгальными бассейнами	18…22	20…24

2. Строится график (линия 2 на рис.1.1) зависимости тепловой нагрузки . При расчетной для отопления температуре наружного воздуха  откладывается максимальное значение тепловых нагрузок по отпуску теплоты с сетевой водой . Среднегодовая тепловая нагрузка  горячего водоснабжения принимается независящей от  и отмечается в базе графика. Значения  при различных  определяются из выражения

                                         , 

где +18 °С – расчетная температура, при которой наступает состояние тепловою равновесия (температура внутри помещения и температура окружающей среды становятся одинаковыми).