численные методы моделирования

60

i -й отсек.

Путем сравнения заданной электрической мощности (Wэ ) и расчетной

(Wэp ) обосновывается вывод о необходимости уточнения расчета. При этом

определяется погрешность расчета (δ ), которая затем сравнивается с допус- тимой погрешностью (в инженерных расчетах принимается обычно равной

ε= 0,5%).

δ= Wэ -Wэр ×100%

Wэ

Если δ ≤ ε , то расчет заканчивается. Если δ > ε , то расчет повторяется

с уточнением значения коэффициента регенерации: k рег = k рег Wэр .

Wэ

Структурная схема расчета ПТС представлена на рисунке 6.3.

			Начало
			Ввод исходных
			данных
			Построение процесса расширения
			пара в турбине
			Определение расходов острого пара
			и питательной воды
			Расчет ПТС. Определение расходов
			парв в регенеративные отборы
Уточнение значения коэффициента			Оценка расчетной мощности
регенерации			турбоустановки

Да	Условие окончания расчета	Нет

Ввод исходных данных

Начало

Рис. 6.3. Структура расчета принципиальной тепловой схемы ТЭС

61

Полученные результаты далее используются для оценки технико- экономических показателей тепловой схемы в целом.

Расход условного топлива (кг/с) на ТЭС (КЭС или ТЭЦ) определяется по следующему выражению:

В = D0 (h0 − tпв ) ,

ηкаQнр

где D0 – расход острого пара на турбину, кг/с; h0 , tпв – соответственно энтальпии острого пара и питательной воды, кДж/кг; ηка – коэффициент по- лезного действия котельного агрегата (принимается из диапазона 90¸93 %); Qнр – теплота сгорания условного топлива (принимается равной 29330

кДж/кг).

Для тепловых схем, в которых отсутствует производственный и тепло- вой потребитель пара (КЭС), технико-экономические показатели рассчиты- ваются следующим образом:

коэффициент полезного действия брутто:

ηбр = Wэ ,

КЭС р

ВQн

удельный расход условного топлива на выработку 1 кВт×ч:

= 0,123

bКЭС ηКЭСбр .

В тепловых схемах с комбинированным отпуском тепловой и электри- ческой энергии (ТЭЦ) технико-экономические показатели рассчитываются по каждому показателю:

расход топлива на выработку тепловой энергии (кг/с):

ВТЭЦтэ = В QQт ,

к

где Qт = Dп (hп − tдп ) + Dт (hт − tдт ) – расход тепла с турбины на про- изводственные и теплофикационные нужды, кВт; Dп , Dт , hп , hт , tдп , tдт –

соответственно расходы (кг/с), энтальпии пара и конденсата (кДж/кг) произ- водственного и теплофикационного отборов, кг/с; Qк = D0 (h0 − tпв ) – полез-

ное тепло, полученное в котельной установке, кВт.

расход топлива на выработку электрической энергии (кг/с):

BТЭЦээ = B - BТЭЦтэ ,

62

коэффициент полезного действия брутто по выработке электроэнергии:

ηбрээ =	Wэ			,
ТЭЦ	Вээ	Q р
	ТЭЦ		н

коэффициент полезного действия брутто по выработке тепла:

ηбртэ =	Qт			,
ТЭЦ	Втэ	Q р
	ТЭЦ		н

удельный расход условного топлива (кг/(кВт×ч)) на выработку 1 кВт×ч:

bээ = 0,123 ,

ТЭЦ ηТЭЦбрээ

удельный расход условного топлива (кг/МДж) на выработку 1 МДж:

bтэ = 0,0342 .

ТЭЦ ηТЭЦбртэ

Задания к курсовой работе

1.В соотвествии с вариантом задания выполнить расчет тепловой схе- мы энергоблока первой итерации в «ручную» с подробным выводом и описа- нием расчетных зависимостей.

2.Разработать программу расчета тепловой схемы на ЭВМ с выводом на печать исходных данных и результатов первой и последней итераций.

3.Выполнить расчет технико-экономических показателей работы энергоблока.

В списке исходных данных к расчету используются следующие услов- ные обозначения: Wэ – номинальная электрическая нагрузка, МВт; P0 , t0 –

соответственно давление (МПа) и температура (°С) острого пара перед тур- биной; P1, P2 ,...,Pi – давление пара в регенеративных отборах, МПа; Pд – дав-

ление пара в деаэрационной установке, МПа; Pk – давление пара в конденса- ционной установке, МПа; Pp – давление в расширителе, МПа; Pдв – давление в деаэраторе добавочной воды, МПа; Dn – расход пара на производственные нужды, кг/с; δDn – доля возврата конденсата с производства; Qт – нагрузка теплофикационного отбора пара, МВт; tхов – температура химически очи- щенной воды, °С; tвк – температура возврата конденсата пара с производства, °С; tсл – температура слива, °С.

63

Вариант №1

Дана принципиальная тепловая схема ТЭС, включающая паровой ко- тел (ПК), подогреватели высокого давления поверхностного типа (ПВД-1 и ПВД-2, состоящий из собственного подогревателя (СП) и охладителя дрена- жа (ОД)), питательный насос (ПН), деаэрационную установку (Д), два подог- ревателя низкого давления (смешивающего ПНД-1 и поверхностного ПНД-2 типов), конденсатный насос (КН), конденсатор турбины (К). В ПВД конден- сат пара сливается каскадно, в ПНД с помощью дренажного насоса (ДН). Па- ровая турбина имеет два регулируемых отбора пара: на производственный потребитель (ПП) и теплофикационный потребитель (ТП), подключенный к сетевому подогревателю (СП). Восполнение потерь пара и воды в схеме осу- ществляется за счет подпитки в деаэратор химически очищенной воды.

Do , P0 , t0
				ПТ		WЭ
ПК	1					ЭГ
		2
	P1			3
				4		СП
	P2
Gпв						ТП
ПВД-1	ПП
ПВД-2	tвк		P	К	Pк	СН
			3
СП	Д			P4
ОД	Pд				КН
ПН	ПНД-1			ПНД-2
	Dхов ,
	tхов

ДН

Дано: Wэ = 165 МВт; P0 = 24 МПа; t0 = 565 °С; P1= 2,8 МПа; P2 = 1,3 МПа; P3 =

0,3 МПа; P4 = 0,12 МПа;	Pд = 0,7 МПа; Pk = 0,003 МПа; Dn = 12 кг/с; δDn =
0,75; tвк = 76 °С; Qт = 15	МВт; tхов = 35 °С; η0i = 0,86; ηэм = 0,98.

64

Вариант №2

Дана принципиальная тепловая схема ТЭС, включающая паровой ко- тел (ПК), подогреватели высокого давления поверхностного типа (ПВД-1, ПВД-2 и ПВД-3), питательный насос (ПН), деаэрационную установку (Д), подогреватель низкого давления (ПНД, состоящий из собственно подогрева- теля (СП) и охладителя дренажа (ОД)), конденсатный насос (КН), конденса- тор турбины (К). В ПВД конденсат пара сливается каскадно, в ПНД с помо- щью дренажного насоса (ДН) по предвключенной схеме. Паровая турбина имеет регулируемый теплофикационный отбор на сетевую установку (СП) для подогрева сетевой воды, подаваемой на тепловой потребитель (ТП). Вос- полнение потерь пара и воды в схеме осуществляется за счет подпитки в де- аэратор химически очищенной воды.

	Do , P0 , t0
					Т	WЭ
ПК		1	2			ЭГ
		P1		3
				4		СП	ТП
Gпв	ПВД-1	P2
				P3
	ПВД-2					Pк	СН
				К
	ПВД-3	Д		P4
		Pд				КН
	ПН			ПНД
		СП		ОД
		Dхов ,
		t хов		ДН

Дано: Wэ = 25 МВт; P0 = 9,2 МПа; t0 = 545 °С; P1= 3,2 МПа; P2 = 2,0 МПа; P3 = 1,1 МПа; P4 = 0,25 МПа; Pд = 0,6 МПа; Pk = 0,006 МПа; Qт = 34 МВт; tхов = 42 °С; η0i = 0,87; ηэм = 0,99.

65

Вариант №3

Дана принципиальная тепловая схема ТЭС, включающая паровой ко- тел (ПК), подогреватели высокого давления (ПВД-1, состоящий из охлади- теля пара (ОП) и собственного подогревателя (СП) и ПВД-2, состоящий из собственного подогревателя (СП) и охладителя дренажа (ОД)), питательный насос (ПН), деаэрационную установку (Д), подогреватель низкого давления (ПНД), конденсатный насос (КН). В ПВД конденсат пара сливается каскадно. Из ПНД дренаж поступает в деаэратор добавочной воды (Ддв). Туда же для

восполнения потерь пара и воды в схеме поступает предварительно нагретая в водо-водяном теплообменнике ПХОВ химически очищенная вода. В ПХОВ химочищенная вода нагревается сливом с расширителя непрерывной продув- ки (Рр). Также в этот деаэратор поступает возврат конденсата с производства (ПП), подключенного к противодавлению турбины.

D o , P0 , t0
				Р	W Э
	1				Э Г
П К
	2		3
				4
О П П В Д -1	P1
Pр	P2			Pn
С П
					П П
П В Д -2		P3
				t
	Д				вк
С П
			P4		КН
О Д	Pд
П Н	П Н Д
			Д дв
П Х О В			Pдв
D х ов ,
t х ов
tс л			ДН

Дано: Wэ = 70 МВт; P0 = 13 МПа; t0 = 570 °С; P1= 3,3 МПа; P2 = 1,5 МПа; P3 = 0,32 МПа; P4 = 0,18 МПа; Pn = 0,08 МПа; Pд = 0,7 МПа; Dn = 20 кг/с; δDn = 0,6; tвк = 70 °С; Pдв = 0,12 МПа; tхов = 28 °С; tсл = 60 °С; η0i = 0,86; ηэм = 0,98.

66

Вариант №4

Дана принципиальная тепловая схема ТЭС, включающая паровой ко- тел (ПК), подогреватели высокого давления поверхностного типа (ПВД-1 и ПВД-2), питательный насос (ПН), деаэрационную установку (Д), подогрева- тель низкого давления (ПНД), конденсатный насос (КН), конденсатор турби- ны (К). В ПВД и ПНД конденсат пара сливается каскадно. Паровая турбина имеет два регулируемых отбора пара: на производственный потребитель (ПП) и теплофикационный потребитель (ТП), подключенный к сетевому по- догревателю (СП). Восполнение потерь пара и воды в схеме осуществляется за счет подпитки химически очищенной воды, подаваемой в добавочный де- аэратор (Ддв). В этот же деаэратор сливается конденсат пара промышленного и теплофикационного отборов.

D o , P0 , t0
			П Т
			W Э
П К	1		Э Г
	2	3
P1
	P2	4	С П	ТП
G п в		P3
П ВД -1
ПП
		К	Pк	СН

	ПВД -2	Д
		P4
		Pд
	ПН	П НД
		КН
		t вк
		Д дв

Pдв

D хов , t хо в

ДН

Дано: Wэ = 135 МВт; P0 = 14 МПа; t0 = 570 °С; P1= 2,5 МПа; P2 = 1,7 МПа; P3 = 1,1 МПа; P4 = 0,12 МПа; Pд = 0,6 МПа; Pk = 0,003 МПа; Pдв = 0,12 МПа; Dn = 16 кг/с; δDn = 0,6; tвк = 90 °С; Qт = 15 МВт; tхов = 32 °С; η0i = 0,89; ηэм = 0,99.

67

Вариант №5

Дана принципиальная тепловая схема ТЭС, включающая паровой ко- тел (ПК), два подогревателя высокого давления поверхностного типа (ПВД-1, состоящий из охладителя пара (ОП) и собственного подогревателя (СП) и ПВД-2), питательный насос (ПН), деаэрационную установку (Д), подогрева- тель низкого давления (ПНД), конденсатный насос (КН), конденсатор турби- ны (К). В ПВД и ПНД конденсат пара сливается каскадно. Паровая турбина имеет регулируемый теплофикационный отбор на сетевую установку (СП) для подогрева сетевой воды, подаваемой на тепловой потребитель (ТП). Вос- полнение потерь пара и воды в схеме осуществляется за счет подпитки в де- аэратор химически очищенной воды, предварительно подогретой в водово- дянном теплообменнике ПХОВ соленой продувочной водой, поступающей из расширителя непрерывной продувки (Рр).

Do , P0 , t0

		ПК
	Pр	Gпв	ПВД-1
		ОП
		СП

ПВД-2	Д
	Pд
	ПН
ПХОВ
Dхов ,
t хов
tсл

Т

WЭ

ЭГ

1

2 3

4

СП

ТП

P1

P2

P3

P4

ПНД

К	Pк	СН

ДН КН

Дано: Wэ = 60 МВт; P0 = 9,2 МПа; t0 = 550 °С; P1= 2,7 МПа; P2 = 1,8 МПа; P3 = 1,2 МПа; P4 = 0,21 МПа; Pд = 0,7 МПа; Pk = 0,0065 МПа; Pp = 0,7 МПа; Qт =

20 МВт; tхов = 28 °С; tсл = 40 °С; η0i = 0,84; ηэм = 0,98.

68

Вариант №6

Дана принципиальная тепловая схема ТЭС, включающая паровой ко- тел (ПК), два подогревателя высокого давления поверхностного типа (ПВД- 1, состоящий из охладителя пара (ОП) и собственного подогревателя (СП) и ПВД-2), питательный насос (ПН), деаэрационную установку (Д), два подог- ревателя низкого давления (ПНД-1, состоящий из собственного подогревате- ля (СП) и охладителя дренажа (ОД) и ПНД-2), конденсатный насос (КН), конденсатор турбины (К). В ПВД и ПНД конденсат пара сливается каскадно. Паровая турбина имеет регулируемый отбор пара на производственные нуж- ды (ПП). Восполнение потерь пара и воды в схеме осуществляется за счет подпитки в деаэратор химически очищенной воды.

Do , P0 , t0

							П
								WЭ
ПК			P1	1	2	3
							4
Gпв	ПВД-1				P
					2
	ОП		ПП
	СП						К	Pк
			t вк		P3
	ПВД-2	Д					P4
							КН
		Pд	ПНД-1				ПНД-2
	ПН
			СП		ОД
			Dхов , t хов

Дано: Wэ = 300 МВт; P0 =	24,2 МПа; t0 = 565 °С;	P1= 3,3 МПа;	P2 = 1,7
МПа; P3 = 0,28 МПа; P4 = 0,09 МПа; Pд = 0,6 МПа;		Pk = 0,005 МПа;	Dn = 15
кг/с; δDn = 0,8; tвк = 80 °С;	tхов = 30 °С; η0i = 0,85; ηэм = 0,96.

69

Вариант №7

Дана принципиальная тепловая схема ТЭС, включающая паровой ко- тел (ПК), два подогревателя высокого давления (ПВД-1, состоящий из охла- дителя пара (ОП), собственного подогревателя (СП) и охладителя дренажа (ОД) и ПВД-2), питательный насос (ПН), деаэрационную установку (Д), два подогревателя низкого давления (ПНД-1 и ПНД-2), конденсатный насос (КН), конденсатор турбины (К). В ПВД конденсат пара сливается каскадно, в ПНД с помощью дренажного насоса (ДН) по предвключенной схеме. Паро- вая турбина имеет регулируемый теплофикационный отбор на сетевую уста- новку (СП) для подогрева сетевой воды, подаваемой на тепловой потреби- тель (ТП). Восполнение потерь пара и воды в схеме осуществляется за счет подпитки в деаэратор химически очищенной воды.

Do , P0 , t0

					Т	W	ПВК
							Э
ПК		1	2			ЭГ
		P1		3
					4		СП
Gпв ПВД-1								ТП
		P2
ОП
СП
				P3	К	Pк
ОД
ПВД-2		Д			P4
		Pд				КН
	ПН	ПНД-1			ПНД-2

Dхов , tхов

ДН

Дано: Wэ = 110 МВт; P0 = 13,4 МПа; t0 = 565 °С; P1= 3,3 МПа; P2 = 1,5 МПа; P3 = 0,37 МПа; P4 = 0,14 МПа; Pд = 0,6 МПа; Pk = 0,004 МПа; Qт = 24 МВт;

tхов = 35 °С; η0i = 0,86; ηэм = 0,98.