Расчет тепловой схемы турбоустановки и определение технико-экономических показателей энергоблока при работе на номинальных параметрах

3.1 Расчет тепловой схемы турбоустановки и определение технико-экономических показателей энергоблока при работе на номинальных параметрах

Основные исходные данные:

Электрическая мощность N_э, кВт                                                            80000

Давление свежего пара р₀, МПа                                                                 12,74

Температурасвежего пара t₀, ⁰С                                                                   555

Энтальпия свежего пара i₀, кДж/кг                                                             3487

Давление пара в производственном отборе р_п.о, Мпа                                1,27

Расход пара в производственный отбор G_п.о, кг/с                                         15

Давление питательной воды на входе в ПК р_п.в., МПа                          20,384

Давление пара в деаэраторе р_д., МПа                                                           0,7

Давление пара в конденсаторе р_к., МПа                                                  0,0033

Расчет сетевой подогревательной установки

Расчет принципиальной тепловой схемы проведен с использованием программного пакета Mathcad.

Исходные данные

Теплоёмкость воды c_р, кДж/(кг·⁰С)                                                           4,19

Температура прямой сетевой воды t_п.с , ⁰С                                                  111

Температура обратной  сетевой воды t_о.с , ⁰С                                                74

Температура сетевой воды за нижним сетевым подогревателем t_пс1, ⁰С                                                                    94

Температура сетевой воды за верхним сетевым подогревателем t_пс2 , ⁰С                                                                   111

Тепловая нагрузка тепловых потребителей Q_{т. п} , МВт                            114,1

Данные, выбранные с помощью программы  WaterSteamPro: 

Энтальпия пара пятого отбора из турбины, на ПСГ-2 i₅, кДж/кг                                                               2574

Энтальпия пара шестого отбора из турбины  на ПСГ-1 i₆, кДж/кг                                                               2448

Энтальпия дренажного конденсата за ПСГ-1 i_др1, кДж/кг                     289,75

Энтальпия дренажного конденсата за ПСГ-2 i_др2, кДж/кг                       404,7

По заводским данным расход пара двух паровых котлов БКЗ- 210-140 составляет 420  т/ч или 116,7 кг/с [1].

Потери рабочего тела D_у , кг/c, принимаются

D_у = 0,015· D_пг ,                                     (3.1)

где D_пг – паропроизводительность двух котлов, равная 116,7 кг/с.

D_у = 0,015· 116,7 = 1,75

Расход пара на турбину D_o, кг/с, определяется по выражению

D_o= D_пг – D_у ,                                         (3.2)

D_o = 116,7 – 1,75 ≈ 115

Расход сетевой воды G_св, кг/с, определяем, пользуясь формулой

                            (3.3)

G_св == 736

Тепловую нагрузку сетевого подогревателя ПСГ-1 Q_сп1, МВт, находим  по формуле

Q_сп1 = G_св × (t_пс1 – t_о.с) × c_р × 10^{– 3}   _,                                   (3.4)                     

Q_сп1 = 736 × (94 – 74) × 4,19 ×  10^{– 3} = 61,7

Тепловая нагрузка сетевого подогревателя ПСГ-1 Q_сп2, МВт, определяется по уравнению

Q_сп2 = G_св × (t_п.с2 – t_п.с1) × С_р × 10^{– 3}     _,                                (3.5)                                

Q_сп2 = 736 × (111 – 94) × 4,19 × 10^{– 3}= 52,4

Расход пара в нижний сетевой подогреватель ПСГ-1 D_сп1 , кг/с, рассчитаем, используя формулу

                          (3.6)

где h_то – КПД сетевого подогревателя, принимаем h_то = 0,98 [1]

D_сп1 = = 29,164

Расход пара в верхний сетевой подогреватель ПСГ-2 D_сп2, кг/с, определяется по формуле

                        (3.7)

D_сп2 = = 24,7

Доля расхода пара в нижний сетевой подогреватель ПСГ-1 α_сп1  определяется по выражению

    ^,                                  (3.8)

a_сп1 = = 0,254

Долю расхода пара в верхний сетевой подогреватель ПСГ-2  α_сп2     рассчитываем по уравнению

    ^,                                       (3.9)

 a_сп2 = = 0,214

Долю расхода пара в производственный отбор a_по находим по  выражению

   ^,                                      (3.10)

a_по = = 0,13

Построение i, s - диаграммы процесса расширения пара в турбине

Давление пара за регулирующими клапанами цилиндров высокого и низкого давления соответственно р΄_о  и  р΄₃  определяем по формуле р΄_i  = (1- Δр)· р_i  .                                   

(3.11)

В качестве р_i подставляю давления для групп ЦВД И ЦНД: р_о – давление пара перед регулирующими клапанами ЦВД, МПа;

р₃ – давление пара перед регулирующими клапанами ЦНД, МПа;

Δр – потери давления в  регулирующих клапанах, принимаем 5% [2]

р΄_о = (1 – 0,05)· 12,74 = 12,103;

р΄₃  = (1 – 0,05)· 1,27 = 1,2065

По известному давлению пара за регулирующими клапанами ЦВД р΄_о      и энтальпии свежего пара i_o  с помощью программы  WaterSteamPro определяем параметры:

- температура пара за регулирующими клапанами ЦВД  t΄_о = 552,515С;   

- энтропия пара за регулирующими клапанами ЦВД  s΄_о =  6,658 кДж/кг·С.                                                                         

Данные для построения процесса расширения представлены ниже в таблице 3.1.