Расчёт элементов тепловой схемы ТЭС

Рисунок 7.2 – Процесс расширения пара в турбине: 0-к.и. – идеальный процесс, 0-к.ф. – действительный процесс.

Давления в отборах определяют по температурам насыщения в смешивающих подогревателях при заданном равномерном распределение подогрева по ступеням.

Интервал подогрева На ступень подогрева будет приходиться

Температура насыщения третьего регенеративного отбора

По таблицам при найденной температуре давление в третьем отборе составит p1 = 30 кПа. Аналогично находят t2н и p2; t3н и p3.

Так	как	подогрев в последней ступени следует	принять
равным	40,4.	Тогда	и
	МПа.
По	процессу расширения пара в h-s диаграмме с учетом		находим
Затем находим		доли отбора пора (а) и коэффициенты недовыработки

(у):

где

21

где

где

Определяем расход пара на турбину с учетом регенеративных отборов:

(7.1)

Термический КПД цикла с регенерацией:

(7.2)

Термический КПД цикла без регенерации (для этих же параметров)

(7.3)

Приращение КПД вследствие регенерации составит

22

8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВОГО РАСХОДА ПАРА ИЗ ОТБОРОВ

ТУРБИНЫ

Пример 8. Определить годовой расход пара из отбора с давлением ротб=152 кПа, а также острого пара из котлов на сетевую подогревательную установку. Максимальная отопительная нагрузка при расчетной наружной температуре воздуха t'H = – 26°С (для условий г. Москвы) Qмакс = 209,35 ГДж/час. Температурный график сети 130/70°С. Начальные параметры пара на ТЭЦ p0 = 9119 кПа, to = 500°C. Средний внутренний относительный к.п.д. теплофикационной турбины ηоi =0,85. К.п.д. сетевых подогревателей ηп =0,98. Доля испаряющейся воды в РОУ и энтальпия увлажняющей воды те же, что и в примере 1.

При однородной чисто отопительной нагрузке зависимость часового расхода тепла от наружной температуры воздуха линейная, причем:

tв			tн
Q Qмакс
	t	в	t		(8.1)
				н

где tв – температура воздуха внутри помещения °С (она принимается +18°C); t'н – расчетная наружная температура воздуха (в данном случае t'н = -

26°С);

tн – произвольная наружная температура воздуха.

Часовая нагрузка в начале отопительного сезона (при tн= +10oC)

	Qмин	209,35	18 10	38 ГДж / час
			18 26

Таким образом, можно построить график зависимости Qот	f (t	) ,
час	н

соединив прямой точки с максимальной и минимальной отопительными нагрузками (рис. 8.1). На этом же рисунке изображен температурный график тепловой сети tсети f (tн )

Годовой график продолжительности отопительной нагрузки (интегральный график), построенный по часовым нагрузкам в зависимости от числа часов стояния среднесуточных температур наружного воздуха для г. Москвы, представлен на рис. 8.2.

Построение этого графика понятно из совместного рассмотрения рис. 8.2

и 8.3.

При недогреве сетевой воды на = 8°С до температуры насыщения греющего пара максимально возможная температура сетевой воды за основным подогревателем (по условиям задачи) ton = 103°С. Этому состоянию соответствует температура наружного воздуха tн = – 15°C, а

максимальная тепловая нагрузка основного подогревателя	Qоп	=157
	макс

ГДж/час. При температуре наружного воздуха –15°С и выше вся тепловая нагрузка может быть обеспечена за счет отборного пара 152 кПа. При температурах ниже –15°С часовая нагрузка основного подогревателя падает, а пикового растет, так как tоп снижается, а tпп растет (рис. 8.1). Следовательно, площадь саб (рис. 8.2) представляет собой суммарную

23

нагрузку пикового подогревателя, остальная нагрузка приходится на основной подогреватель. Построив годовой график тепловой нагрузки на

миллиметровке, легко

подсчитать Qгод и

Qгод .

В нашем примере Qгод =20098

оп

пп

пп

ГДж/год, Qгод

=533005

ГДж/год. Давление

греющего пара

пикового

оп

подогревателя

находят

по температуре

насыщения ts poy = tnn + 8 =130 + 8

= 138°C. Этой температуре

насыщения пара соответствует давление pРОУ

=354,6 кПа. Полагаем, что пар из РОУ поступает сухой насыщенный

h

=2,73

МДж/кг, h

= 0,58 МДж/кг.

РОУ

РОУ

Годовой расход пара на пиковый подогреватель

DРОУгод

Qппгод

(8.2)

h

h

п

РОУ

РОУ

год

20098 103

9539 т / год

DРОУ

2,73 0,58 103

0,98

Рисунок 8.1 – Зависимость часового расхода тепла и температуры воды в сети от температуры наружного воздуха

24

Рисунок 8.2 – Годовой график тепловой нагрузки по продолжительности температур стояния среднесуточных температур наружного воздуха

Расход пара из котла на РОУ (см. решение примера 1) Dгод

= 7300

ктл

т/год. Расход охлаждающей воды на РОУ

wгод = 3070 т/год.

РОУ

Часть общей тепловой нагрузки основного подогревателя в количестве

Dгод

h

h

9538 103

582 465 1116 ГДж/ год

РОУ

РОУ

отб

удовлетворяется за счет тепла конденсата редуцированного пара,

сливаемого в основной подогреватель. Остальная нагрузка в количестве

533005 - 1116 = 531889 ГДж/год

покрывается отборным паром 1,5 ата. Энтальпия отборного пара

h

h

hотб

0i

(8.3)

отб

0

0

hотб 3,39 (3,39 2,43) 0,85 2,57 МДж/ кг

Годовой расход пара из отопительного отбора

D год

Q год

on

(8.4)

h

отб

h

п

отб

отб

D

год

531889 109

257 10

3

т / год

2,57 0,46 106

отб

0,98

Здесь не учитывалось возможное изменение энтальпии пара в отборе вследствие переменного режима работы турбины.

25

Вопросы для самоконтроля

1.Основные элементы тепловой схемы ТЭС.

2.Редукционно-охладительная установка, ее назначение, связь с другими элементами схемы, материальный и тепловой баланс.

3.Сепараторы непрерывной продувки, назначение, связь с другими элементами схемы, материальный и тепловой баланс.

4.Пароструйный компрессор, назначение, связь с другими элементами схемы, материальный и тепловой баланс.

5.Паропреобразовательная установка, назначение, связь с другими элементами схемы, материальный и тепловой баланс.

6.Испарительная установка

7. Сетевая водоподогревательная установка, назначение, связь с другими элементами схемы, материальный и тепловой баланс.

8.Реальный и идеальный процесс расширения пара в турбине, его построение в h-s диаграмме.

9.Определение давлений и энтальпий пара в отборах турбины.

10.Определение расход пара на турбину. Основные уравнения.

11.Определение годового расхода пара из отборов турбины. Основные уравнения.

12.Построение графика зависимости часового расхода тепла и температуры воды в сети от температуры наружного воздуха.

13.Построение графика тепловой нагрузки по продолжительности температур стояния среднесуточных температур наружного воздуха.

26

Библиографический список

Основная литература:

1.Цанев С.В. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций / Цанев С.В., Буров, В.Д., Ренезов, А.Н. – М.:

МЭИ,2006. – 576 с.

Дополнительная литература:

1.Ривкин С.Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара / С.Л. Ривкин, А.А. Александров. – М.: Академия, 2006. – 82 с.

2.Трухний А.Д. Расчет тепловых схем парогазовых установок утилизационного типа: Методическое пособие по курсу «Энергетические установки». – М.: МЭИ,200 1 – 34 с.

27

Приложение А

Зависимость изобарной теплоемкости воды и водяного пара от температуры и давления

28

Приложение Б

h-s диаграмма воды и водяного пара

29

Приложение В

Варианты для выполнения практической работы

№1/Вариант	D2			p2			t2			p1				t1		hувл		h2
1	10			0,65			155		7				400		610			615				75
2	12			0,7			160		8				450		632			637				77
3	11			0,55			165		9				470		632			637				78
4	12			0,8			170		13				550		653			655				80
5	10			0,75			160		10				500		632			637				77
6	11			0,6			155		7				400		610			615				75
7	12			0,8			160		8				450		632			637				77
8	12			0,55			155		13				550		610			615				75
9	10			0,6			165		10				500		632			637				78
10	12			0,7			170		15				550		653			655				80
№2/Вариант			Dк				пр			pк				х			p1					p2
1			180			2			7				0,99			0,62					0,12
2			200			2,5			8				0,98			0,65					0,13
3			210			1,75			9				0,97			0,7					0,15
4			220			2			10				0,99			0,62					0,12
5			240			2,5			13				0,98			0,65					0,13
6			180			2,75			7				0,97			0,7					0,15
7			200			1,5			8				0,99			0,62					0,12
8			220			2			10				0,98			0,65					0,13
9			240			2,5			13				0,97			0,7					0,15
10			180			1,75			7				0,99			0,62					0,12
№3/Вариант				Qn			рсм			ротб				hoтб				ро				to
1			7000			500				250				2724			7				400
2			200			2,5				253				2732			8				450
3			210			1,75				240				2739			9				470
4			220			2				245				2724			12				550
5			240			2,5				254				2732			10				500
6			180			2,75				230				2739			7				400
7			200			1,5				240				2724			8				450
8			220			2				236				2732			12				550
9			240			2,5				252				2739			10				500
10			180			1,75				254				2724			12				550

30