Централизованное теплоснабжение жилого района от ТЭЦ

Расчет коэффициента теплофикации, выбор турбины и пикового      водогрейного котла

Основным источником централизованного теплоснабжения в настоящее время является ТЭЦ (теплоэлектроцентраль), где осуществляется одновременная выработка электрической и тепловой энергии.

Максимальное расчетное потребление тепловой энергии потребителями района непродолжительно по времени (в сравнении с продолжительностью всего отопительного периода). Завышение тепловой мощности основного энергооборудования ТЭЦ и соответствующий подбор турбины и теплофикационных (сетевых) подогревателей с целью покрытия кратковременных максимумов тепловой нагрузки приводит к неоправданным перерасходам капиталовложений.

Поэтому тепловая мощность энергоблоков ТЭЦ должна обеспечивать только базовую часть теплового потребления, остальная часть тепловой нагрузки должна покрываться пиковым водогрейным котлом (ПВК).

При температурах наружного воздуха от +8°С до t_ср,от тепловая нагрузка обеспечивается за счет регулируемых теплофикационных отборов турбины и сетевых (теплофикационных) пароводяных подогревателей. При более низких температурах в работу включается ПВК. Если обозначить максимальную расчетную тепловую нагрузку района Q¹ , Дж/с, а нагрузку, соответствующую среднеотопительной температуре t_ср,от, Q³ Дж/с, то отношение этих тепловых нагрузок называется коэффициентом теплофикации а_T:

                                                                                            (5.1)

Выбираем турбину  типа Т-105/120-130.

Для покрытия разницы нагрузок (), кДж/с, предназначен ПВК. Выбор пикового водогрейного котла осуществляется по формуле:

                                                                                           (5.2)

Принимаем к установке два пиковых водогрейных котла типа КВ-ГМ-50 производительностью 50 Гкал/ч. и один КВ-ГМ-20 производительностью 20 Гкал/ч.

5.2 Построение процесса расширения пара в турбине в h-s-диаграмме.

Для получения равномерного подогрева воды по ступеням регенеративного подогрева питательной воды заданный интервал температур от t_k  до t_ПВ , с учетом подогрева питательной воды в сальниковом и эжекторном подогревателях                t_эж + tсп =5-10^оС,разбивается на (n + 1) равных участка, соответствующих количеству регенеративных подогревателей (ПВД и ПНД) n плюс отдельный отбор на деаэратор. Далее следует определение температур греющего пара, по которым устанавливаются значения давления и энтальпии регенеративных отборов.

Эту задачу удобнее решать графическим способом. Для этого в масштабе по оси ординат откладываются значения температуры питательной воды  t_ПВ   и конденсата с учетом подогрева его в сальниковом и эжекторном подогревателях t_к + t_эж + t_сп .

Ось абсцисс делят на (n+1)  равных участка. Зная значения t_пв , t_к + t_эж + t_сп  и t_д = 158°С (температура воды в деаэраторе, определяемая по давлению в деаэраторе  Р_д = 0,588 МПа на графике откладывают фиксированные точки, которые соединяют прямыми линиями.  Установив значения температур  t₁  - t₇, с учетом величины недогрева воды до температуры насыщения в подогревателях высокого давления (ПВД) _пвд = 2°С, в подогревателях низкого давления (ПНД) _пнд = 5°С, в деаэраторе _д = 0°С, вычисляют температуры насыщения отборов греющего пара :

(5.3)

 

По значению  по таблице свойств воды и  определяем давление греющего пара в подогревателе:

Определяем значение давления отборного пара по формуле:

                                                                    (5.4)

Далее определяем значение энтальпии пара  соответствующих отборов .

Потеря давления пара в стопорном и регулирующем клапанах составляет 3-5% от давления пара перед турбиной p_о, т.е. давление за стопорным клапаном составляет, МПа:

                                                                                         (5.5)

По h-s-диаграмме определяем .

При    и определяем располагаемый теплоперепад

Полезно используемый теплоперепад в турбине , кДж/кг:

(5.6)

Энтальпия  в точке 5 будет равна:

Давление     и определяем располагаемый теплоперепад

Полезно используемый теплоперепад в турбине , кДж/кг:

Энтальпия  в точке 6 будет равна:

 

Давление     и определяем располагаемый теплоперепад

Полезно используемый теплоперепад в турбине , кДж/кг:

Энтальпия  в точке 6 будет равна:

После соединения построенных точек ,  , прямыми отрезками, получаем процесс расширения пара в турбине, на котором отмечаем точки пересечения с изобарами ,  , , которые будут соответствовать переходам между частями турбины.

После построения процесса расширения в h-s-диаграмме, находим энтальпии пара для каждого отбора. Найденные значения сводим в таблицу 5.1 .

5.3 Исходные данные и расчет принципиальной тепловой схемы ТЭЦ с турбиной типа Т.

Исходные данные:

1.  Электрическая мощность турбины , МВт.

2.  Начальные параметры пара  Мпа;  ;   кДж/кг.

3.  Давление в конденсаторе турбины Р_k = 0,00510⁶ Па — принимается в пределах 0,003 — 0,005 МП а с учетом процесса расширения пара в турбине.

4.  Давление отопительных отборов пара:

- верхнего отопительного: ;

- нижнего отопительного:  .

 

5. Схема отпуска теплоты от ТЭЦ: теплофикационная установка на ТЭЦ включает в себя два сетевых подогревателя и пиковый водогрейный котел;  количество отпускаемой теплоты от ТЭЦ , кДж/с, принимается                    .

6.  Температурный график сети в расчетном режиме τ_п/τ_о=150/70 .

7.  Тип парогенератора – барабанный.

8.  Параметры пара на выходе из парогенератора: ,               .

9.  Температура питательной воды:  .

10. Коэффициент продувки парогенератора  от , где  – расход пара из парогенератора(брутто)

11. Коэффициент расхода пара на собственные нужды котельного отделения   от   – расход пара из парогенератора (нетто), равный расходу пара на турбину .

12. Число отборов пара на регенерацию: n=7.

13. Давление в деаэраторе: .

14. Подогрев конденсата в сальниковом и эжектором подогревателях:  ,.

15. Недогрев воды в подогревателях высокого давления , , в подогревателях низкого давления и сетевых подогревателях ,

16. Коэффициент полезного действия теплообменников: .

17. Электромеханический КПД генератора: .

18. Расходы пара в сальниках и эжекторном подогревателях принять