Проектирование тепловой электростанции на сверхкритические параметры пара, с предполагаемым КПД приблизительно 50 %

Содержание

Введение                                                                                                         4

1.  Описание проблемы и ее анализ                                                                 

1.1   Влияние начальных параметров пара на совершенство ТЭС 8

1.2   Обзор некоторых путей повышения эффективности паротурбинных  энергоблоков                                                              9

1.3   Технологии для тепловых электростанций                            18

1.4   Обзор современных решений в области применения           сверхкритических параметров пара в мире и в России                       29

2.  Выбор и обоснование принципиальной тепловой схемы станции             40

Список использованных источников

Введение

Данный проект посвящен изучению возможности и целесообразности создания тепловой электростанции на суперсверхкритические параметры пара. Применение таких параметров позволит создать мощную высокоэкономичную станцию на угле с капитальными затратами, как будет показано ниже, не превышающими  затрат на создание аналогичной по тепловой схеме станции, но с критическими параметрами и меньшей мощности.

В пояснительной записке рассмотрены также некоторые особенности других перспективных направлений в энергетике, в сравнении с которыми выделено названное направление. На сегодняшний день развитыми странами мира разрабатываются новые программы по внедрению суперсверхкритических параметров на уже существующих и вновь создаваемых электростанциях. Повышение параметров пара сдерживается проблемой новых высокопрочных материалов для пароперегревательных труб и выходных коллекторов, создание которых позволяет начать совершенствование теплоэнергетических установок с повышением их экономичности.

1.  Описание проблемы и ее анализ

1.1 Влияние начальных параметров пара на совершенство ТЭС

Повышение начальных параметров пара, позволяющее увеличивать КПД цикла и располагаемый теплоперепад, является одним из основных источником экономии топлива на ЭС. Повышение тепловой экономичности с ростом начального давления обусловлено увеличением КПД цикла, а также повышением температуры регенеративного подогрева воды. Однако с ростом давления уменьшается удельный объем пара, а следовательно, и объемный расход пара через турбину. Это приводит к уменьшению внутреннего относительного КПД (h_oi) и возрастанию потерь через концевые уплотнения.

Если одновременно с повышением начального давления пара увеличивать мощность турбины, то этим будет компенсироваться уменьшение удельного объема и величина h_oi либо не изменится, либо уменьшится незначительно, а увеличение h_э будет более существенным. Так, например, при повышении давления с 12,75 до 23,5 МПа снижение удельного расхода топлива на отпущенную электроэнергию для турбины 200 МВт составляет около 3%. Если одновременно увеличивать и мощность турбины до 500 МВт то разница возрастает до 4-4,5%, т.е. будет больше в 1,3-1,5 раза.

Повышение начального давления пара несколько усложняет и удорожает оборудование. Но, как установлено расчетами, чем больше мощность тем, меньше влияет начальное давление на удельные капиталовложения. Поэтому установки большей мощности создаются на высокое давление. Установки на начальное давление от 17 до 22 МПа почти не применяются, так как в этом интервале давления (вблизи критической точки) ухудшается теплоотдача от стенок поверхностей нагрева котла к воде. Окончательный выбор начального давления делается на основе технико-экономического расчета. Чем дороже топливо и больше выработка электроэнергии при заданной мощности, тем экономически целесообразнее повышение начального давления пара. [5]

1.2 Обзор некоторых путей повышения эффективности паротурбинных энергоблоков

Одним из главных путей улучшения экономических характеристик паротурбинных энергоблоков современных тепловых электростанций является повышение параметров пара, где мировая теплоэнергетика достигла значительного прогресса, переходя от высоких параметров к сверхвысоким, и далее — от сверхкритических к ультрасвехкритическим. Отечественная энергетика в этом направлении долгое время находилась в группе лидеров, опережая многие передовые страны. В частности, под руководством ВТИ был освоен блок      СКР-100 на параметры 30 МПа 640°С. Однако, в отечественной энергетике длительное время освоенные параметры пара 25 МПа 545/545°С практически не изменялись, тогда как в ряде других стран в этом направлении в последние годы достигнуты значительные успехи.

В таблице 2 приведены основные характеристики некоторых недавно введенных (1995-1999 гг.) и сооружаемых зарубежных энергоблоков сверхкритического давления. [2]

Таблица  2