Расчет регенеративной схемы. Термодинамические параметры потоков. Определение параметров дренажа. Расчет тепловых и материальных балансов

3. Расчет регенеративной схемы.

Термодинамические параметры потоков:

Параметры пара:

Давление пара, МПа:

где  - давление пара в отборах, МПа

,

,

,

,

,

,

,

.

Энтальпия пара , кДж/кг:

,

,

,

,

,

,

,

.

Температура пара  , (находим с помощью пакета WaterSteamPro):

,

,

,

,

,

,

,

.

Температура конденсации пара в подогревателях tsi, (находим с помощью пакета WaterSteamPro):

,

,

,

,

,

,

,

.

Параметры питательной воды:

Задаем недогрев питательной воды в подогревателях до температуры насыщения греющего пара:

                                                  

Температуры питательной воды после ПВД, :

,

,

.

Температуры питательной воды после деаэратора, :

.

Температуры питательной воды после ПНД, :

,

,

,

.                         

Определяем давление после питательного насоса,МПа:

,

.

где  - давление свежего пара, МПа.

Определяем давление после конденсатного насоса, МПа:

,

где  p4 - давление в деаэраторе, МПа.

Принимаем, что давление питательной воды после питательного насоса до котла постоянное, МПа:

Pпн = p26= p16= p17= p18.

Принимаем, что давление питательной воды от конденсатного насоса до деаэратора постоянное МПа:

Ркн = p10= p9 = p11= p12= p13 = p14.

Принимаем что давление питательной воды после деаэратора, МПа:

где  p4 - давление в деаэраторе, МПа.

Энтальпия питательной воды , кДж/кг(находим с помощью пакета WaterSteamPro):

h18=1078,

h17=942,8,

h16= 792,6,

h15 = 697,1,

h10 = 331,8,

h11 = 411,6,

h13 = 547,4,

h14 = 628,7.

Определение параметров дренажа:

Температуры дренажа, :

t19= t17+12,

.

t20 = t16+12,

.

t22= ts5,

.

t23 = ts6,

.

t25 = ts7,

.

Давление дренажа, МПа:

p19 = p1,

.

p20 = p2,

.

p22 = p5,

.

p23 = p6,

.

p25 = p7,

.

Энтальпию дренажа находим с помощью пакета WaterSteamPro, кДж/кг:

,

,

,

,

.

Расчет тепловых и материальных балансов

         Подогреватели высокого давления        

Относительный расход рабочего тела на утечки – потери, восполняемые методом химического обессоливания добавочной воды:

Утечки пара через уплотнения:

Относительный расход питательной воды складывается из расхода в конденсатор, в отборы турбины  и потери рабочего тела. Принимаем относительный расход в голову турбины равным единице. Тогда относительный расход питательной воды на выходе из последнего ПВД равен:

;

.

Коэффициент, учитывающий рассеивание теплоты в теплообменниках:

         ПВД 1

Уравнение теплового баланса ПВД 1:

где      - доля отбора пара на ПВД 1;

- энтальпия пара отбора, ;

h19-энтальпия дренажа,

- энтальпия питательной воды на выходе из ПВД 1, ;

h17- энтальпия питательной воды на входе в ПВД 2,.

Тогда, доля отбора пара на ПВД 1  составит:

.

Расход дренажа из ПВД 1 составит:

ПВД 2

Уравнение теплового баланса ПВД 2:

где     - доля отбора пара на ПВД 2;

- энтальпия пара отбора, ;

- энтальпия дренажа, ;

h16- энтальпия питательной воды на выходе из ПВД 3 .

Тогда, доля отбора пара на ПВД 2 составит

.

Расход дренажа из ПВД 2 составит:

,

.

          ПВД 3

Уравнение теплового баланса ПВД 3:

где     - доля отбора пара на ПВД 3;

- энтальпия пара отбора, ;

- энтальпия дренажа, ;

- энтальпия питательной воды на входе в ПВД 3,  

Тогда, доля отбора пара на ПВД 3 составит

Расход дренажа из ПВД 3 составит

,

.

Смешивающий подогреватель (деаэратор)

Принимаем относительный расход пара на выпар в деаэраторе:

,

       Уравнение теплового баланса деаэратора:

где     - доля отбора пара на деаэратор;

- энтальпия пара отбора, ;

- количество питательной воды на входе в деаэратор;

- энтальпия питательной воды на выходе из ПНД 1, ;

- энтальпия пара выпара, ;

- энтальпия питательной воды на выходе из деаэратора, .

Уравнение материального баланса деаэратора:

Решая совместно уравнения теплового и материального балансов с помощью программы Mathcad, находим:

доля отбора пара на деаэратор составит:

а количество питательной воды на выходе из ПНД1 составит

Подогреватели низкого давления

ПНД 1

Уравнение теплового баланса ПНД 1:

где     - доля отбора пара на ПНД 1;

- энтальпия пара отбора, ;

- энтальпия дренажа, ;

- энтальпия питательной воды на выходе из ПНД 1, .

Тогда, доля отбора пара на ПНД 1 составит:

Расход дренажа из ПНД 1 составит:

=

          ПНД 2 ,  смеситель и ПНД 3

Тепловой баланс подогревателя ПНД2

- доля отбора пара на ПНД 2;

- энтальпия дренажа, ;

- энтальпия питательной воды перед ПНД 2, ;

- энтальпия питательной воды после ПНД 2, ;

Тепловой баланс подогревателя ПНД3

где     - доля отбора пара на ПНД 3;

          - энтальпия пара отбора, ;

h25- энтальпия дренажа, ;

- энтальпия питательной воды перед ПНД 3, ;

- энтальпия питательной воды после ПНД 3, .

Тепловой баланс СМ

где     - доля отбора пара на ПНД 3;

- энтальпия дренажа после дренажного насоса, ;

- энтальпия дренажа после производственных потребителей, ;   

Материальный баланс СМ:

Решая систему уравнений с помощью программы Mathcad, находим:

доля отбора пара на ПНД 2:

доля отбора пара на ПНД 3:
= 0,0048

количество питательной воды на входе в СМ:

количество питательной воды на выходе из СМ:

количество питательной воды на выходе из ПНД 3:

Доля дренажа на выходе из ПНД 2:

Доля дренажа на выходе из ПНД 3:

ПНД 4

 Уравнение теплового баланса ПНД 4 :

где   - доля отбора пара на ПНД 4;

- энтальпия пара отбора, ;

h30- энтальпия дренажа, ;

h10- энтальпия питательной воды на выходе из ПНД 4, ;

h9- энтальпия питательной воды на входе в ПНД 4, .

Тогда, доля отбора пара на ПНД 4 составит

          Конденсатор

Пропуск пара в конденсатор составит:

Определение расхода пара на турбину:

Внутренний теплоперепад турбины  определяется по формуле:

, где       - внутренний теплоперепад турбины, кДж/кг; 

- энтальпия свежего пара, кДж/кг;

- энтальпия пара, поступающего в конденсатор, кДж/кг.          

Коэффициент недовыработки мощности паром отбора № 1 определяется по формуле:

где     - энтальпия пара отбора на ПВД 1, кДж/кг.

            Коэффициент недовыработки мощности паром отбора № 2  определяется по    формуле:

Коэффициент недовыработки мощности паром отбора № 3  определяется по формуле:

где     - энтальпия пара отбора на ПВД 3, кДж/кг.

Коэффициент недовыработки мощности паром отбора № 4  определяется по формуле:

где     - энтальпия пара отбора на деаэратор, кДж/кг.

Коэффициент недовыработки мощности паром отбора № 5  определяется по формуле

где     - энтальпия пара отбора на ПНД 1, кДж/кг.

Коэффициент недовыработки мощности паром отбора № 6  определяется по формуле

где     - энтальпия пара отбора на ПНД 2, кДж/кг.

Коэффициент недовыработки мощности паром отбора № 7  определяется по формуле

          где     - энтальпия пара отбора на ПНД 3, кДж/кг.

Приведенный теплоперепад турбины, кДж/кг:

Решая с помощью программы Mathcad, находим:

Расход пара, учитывающий пар на отборы:

где     - расход пара на турбину без отборов, ;

- электрическая мощность турбоустановки, кВт;

- электромеханический КПД.

        Тогда, расход пара на отбор № 1 составит, :

Тогда, расход пара на отбор № 2 составит, :

Тогда, расход пара на отбор № 3 составит,

Тогда, расход пара на отбор № 4 составит,

Тогда, расход пара на отбор № 5 составит,

       

Тогда, расход пара на отбор № 6 составит,

Тогда, расход пара на отбор № 7 составит,

Тогда, расход пара на отбор № 8 составит,

Определение мощности турбины

Для оценки суммарной мощности турбины необходимо определить ее мощность по отсекам.

Мощность турбины  в отсеке 0-1 определяется по формуле

,

где     - мощность турбины первого отсека, ;

- полный расход пара на турбину, ;

- энтальпия свежего пара, ;

- энтальпия пара отбора № 1, .

Мощность турбины  в отсеке 1-2 определяется по формуле

,

где     - мощность турбины второго отсека, ;

-расход пара отбора № 1, ;

- энтальпия пара отбора № 2,

Мощность турбины  в отсеке 2-3 определяется по формуле

,

где     - мощность турбины третьего отсека, ;

-расход пара отбора № 2, ;

- энтальпия пара отбора №3, .

Мощность турбины  в отсеке 3-4 определяется по формуле

,

где    - мощность турбины четвертого отсека, ;

-расход пара отбора № 3, ;

-расход пара на производственных потребителей, ;

- энтальпия пара отбора № 4, .

Мощность турбины  в отсеке 4-5 определяется по формуле

,

где     - мощность турбины пятого отсека, ;

- расход пара на деаэратор, ;

- энтальпия пара отбора № 5, .

Мощность турбины в отсеке 5-6 определяется по формуле

,

где     - мощность турбины шестого отсека, ;

-расход пара отбора № 5, ;

- энтальпия пара отбора № 6, .

Мощность турбины  в отсеке 6-7 определяется по формуле

,

где     - мощность турбины седьмого отсека, ;

-расход пара отбора № 6, ;

- энтальпия пара отбора №7, .

Мощность турбины  в отсеке 7-8 определяется по формуле

,

            где   - мощность турбины восьмого отсека, ;

-расход пара отбора № 7, ;

- энтальпия пара отбора № 8, .

Тогда, суммарная мощность турбины  cоставит

где     - суммарная мощность турбины, ;

- мощность каждого отсека, .

Расхождение полученной мощности от заданной:

Расхождение, полученной мощности от заданной не превышает 5%, поэтому можно утверждать, что расчет выполнен правильно.

4. Расчёт технико-экономических характеристик турбоустановки

Удельный расход пара на выработку одного  электроэнергии  определяется по формуле

,

где  - удельный расход пара на выработку одного  электроэнергии