Расчет тепловой схемы теплоэлектроцентрали

МИНИСТЕРСТВО   ОБРАЗОВАНИЯ    РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ   ГОСУДАРСТВЕННЫЙ   УНИВЕРСИТЕТ

Инженерно-технический институт

Кафедра теплотехники и гидравлики

Курсовая  работа

«Расчет тепловой схемы ТЭЦ»

Учебно-методическое пособие 

Специальности: 250200 – химическая технология неорганических веществ,                    100700     –    промышленная теплоэнергетика

Череповец

1998

Рассмотрено на заседании кафедры теплотехники и гидравлики, протокол  №3 от 11 ноября 1998 года.

Одобрено редакционно-издательской комиссией Инженерно-технического института  ЧГУ,  протокол  №  от      

Составитель:  Е. Л. Никонова

Рецензенты:   Н. Н.  Синицын – канд. техн. наук, доцент  (ЧГУ);

    Н. С.  Григорьев - канд. техн. наук, доцент  (ЧГУ)

Научный  редактор:

©  Череповецкий  государственный  университет,   2002

ВВЕДЕНИЕ

Все промышленные предприятия нуждаются одновременно в теплоте и электроэнергии. Комплекс установок и агрегатов, генерирующих и транспортирующих теплоту и электроэнергию к потребителям, называют системой теплоэнергоснабжения предприятия.

В отличие от электроэнергии теплота (особенно  при теплоносителе - паре) не может экономично подаваться на очень большие расстояния, поэтому каждому предприятию требуется свой источник теплоты нужных параметров. Такими источниками являются теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), на которых производится комбинированная выработка тепловой и электрической энергии.

ТЭЦ дают большую экономию топлива по сравнению с раздельным получением тепловой и электрической энергии.

Настоящее учебно-методическое пособие  предназначено для студентов специальностей 250200, 100700, которые должны владеть навыками грамотного руководства проектированием и эксплуатацией современного производства, представляющего собой совокупность технологических и тепловых процессов и соответствующего технологического и теплоэнергетического оборудования.

В учебно-методическом пособии представлены следующие разделы “Описание принципиальной тепловой схемы ТЭЦ”, ”Составление тепловой схемы ТЭЦ”, “Процесс расширения пара в турбине”, “Расчет тепловой схемы ТЭЦ”, ”Расчет сетевой подогревательной установки”, ”Определение расхода условного топлива”, “Построение теплофикационного цикла в T-S-диаграмме”. Приведен пример расчета. Пособие содержит весь справочный материал, необходимый для проведения расчетов.

Пособие посвящено расчету  схемы тепловой электрической станции, работающей по теплофикационному циклу с регенерацией тепла, и имеет своей целью закрепление теоретических знаний у студентов, ознакомление их  с оборудованием и технологическими процессами, протекающими на ТЭЦ, методиками теплотехнических расчетов оборудования ТЭЦ.

1. Описание  принципиальной  тепловой  схемы  паросиловой               установки

Тепловой электрической станцией (ТЭС) называется комплекс оборудования и устройств, назначением которого является преобразование энергии природного источника в электрическую и тепловую энергию.

Паротурбинные ТЭС используют в качестве рабочего тепла водяной пар, совершающий регенеративный цикл, т.е. теплосиловой цикл с отборами пара из турбины на регенеративный подогрев питательной воды в смешивающих или поверхностных регенеративных теплообменниках.

Принципиальная тепловая схема показывает связь основного технологического оборудования в процессе выработки теплоты и электроэнергии по заданному циклу.

Принципиальная схема ТЭЦ представлена на рис. 1. В топке парогенератора (ПГ) сжигается топливо, при этом питательная вода нагревается, кипит и испаряется, образуя насыщенный водяной пар. Пар подают в пароперегреватель (ПП), в котором он нагревается при постоянном давлении до температуры Т₀.

Перегретый пар с параметрами Р₀ и Т₀ поступает в I и II ступени (отсеки) турбины, где он совершает работу, вырабатывая энергию в электрогенераторе (ЭГ). Отработанный пар поступает в барометрический конденсатор (БК). Здесь пар конденсируется и направляется в первый подогреватель низкого давления (ПНД₁).

С целью повышения термодинамической эффективности цикла путем уменьшения отвода теплоты в окружающую среду за счет сокращения потока пара, поступающего в конденсатор, применяют регенеративный подогрев питательной воды. Регенеративный подогрев питательной воды - это подогрев направляемого в парогенератор конденсата и добавочной воды паром из отборов турбины. В зависимости от типа станции, параметров пара и питательной воды паровая турбина может иметь различное количество отборов пара   (от 2 до 9), один или два из этих отборов являются регулируемыми, пар из которых идет на нужды теплоснабжения. Регенеративный подогрев проводится в нескольких последовательно расположенных подогревателях. Основное условие нормальной работы этих установок - давление питательной воды выше, чем давление греющего пара (во избежание вскипания нагреваемой среды). Регенеративный подогрев питательной воды на ТЭЦ до оптимальной температуры  дает существенную экономию топлива и приведенных затрат.

Регенеративные подогреватели выполняют в основном  вертикальными.

В схему регенеративного подогрева включен также подогреватель смешивающего типа -  деаэратор. В нем происходит не только подогрев питательной воды (путем смешения), но и удаление  из воды агрессивных газов.

Подогретая питательная вода подается в парогенератор, где она приобретает высокий энергетический потенциал, превращается в пар и поступает в паровую турбину. Часть пара проходит несколько ступеней турбины, отбирается из неё при повышенных параметрах и направляется на регенеративный подогрев. Остальная часть пара проходит все ступени турбины. Отработанный пар этого потока, имеющий низкий энергетический потенциал, поступает в конденсатор. Скрытая теплота парообразования при этом теряется. Скрытая теплота парообразования потоков пара, отобранных на регенерацию, возвращается в цикл с питательной водой. Теплота потока пара, отобранного на теплоснабжение, передается сетевой воде.

Сетевая вода для нужд теплоснабжения вырабатывается в сетевом или пиковом подогревателе.

Основные сетевые подогреватели питаются паром из регулируемого отбора.

Пиковые подогреватели включаются в схему в период пиковых нагревательных нагрузок (например, при значительном снижении температуры наружного воздуха) и питаются “острым” паром из парогенератора, проходящим через редукционно-охладительную установку, которая снижает параметры  “острого” пара (давление и температуру) до требуемых величин.

Все потоки конденсата из конденсатора, подогревателей сетевой воды, подогревателей высокого давления, подогревателей низкого давления, а также добавка химически очищенной воды сливаются в деаэратор.

Конденсат в ПВД имеет более высокие параметры, чем среда в деаэраторе, а конденсат  в ПНД₁ – более высокие параметры, чем пар в ПНД₂. Их можно использовать в качестве греющей среды. За счет перепада давлений эти потоки конденсата направляют в ПНД₁ через конденсатоотводчики (они пропускают конденсат, но не пропускают пар).