Добавил:
ajieiiika26@gmail.com Делаю контрольные работы, курсовые, дипломные работы. Писать на e-mail. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

75 группа 2 вариант / ТЭС и АЭС / Часть 2 / Виноградов Расчет тепловой схемы

.pdf
Скачиваний:
225
Добавлен:
18.01.2018
Размер:
1.19 Mб
Скачать

А.В. Мошкарин, А.Л. Виноградов

РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ ТЭЦ С КОМПЛЕКСОМ ТУРБИН ТИПА ПТ и Р

Учебно–методическое пособие

Иваново 2005

2

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени В.И. Ленина»

А.В. Мошкарин, А.Л. Виноградов

РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ ТЭЦ С КОМПЛЕКСОМ ТУРБИН ТИПА ПТ и Р

Учебно–методическое пособие

Иваново 2005

УДК 621.311

М87

Мошкарин А.В., Виноградов А.Л. Расчет тепловых схем ТЭЦ с комплексом турбин типа ПТ и Р: Учеб.- метод. пособие/ ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина». - Иваново, 2005. – 64 с.

Приведен руководящий материал по расчету элементов тепловой схемы современной ТЭЦ.

Даны наиболее важные положения по выбору основного оборудования ТЭЦ и последовательность расчета элементов тепловой схемы.

Приведен наиболее сложный случай расчета, когда в комплексе основного оборудования имеется конденсационная турбина с двумя регулируемыми отборами пара и турбина с противодавлением (ПТ+Р) и пример расчета тепловой схемы ТЭЦ с тур-

бинами 2 ПТ–135/165–12,8/1,5 + P–50–12,8/1,3.

Пособие рекомендуется к использованию при курсовом и дипломном проектировании студентам теплоэнергетического и электроэнергетического факультетов специальностей 100500, 100600, 100100.

Табл. 7. Ил. 10. Библиогр.: 14 назв.

Печатается по решению редакционно – издательского совета ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина».

Редактор М.А.Девочкин

Рецензенты:

кафедра ТЭС Московского энергетического института (технического университета)

А.Г.Ильченко (ГОУВПО ИГЭУ)

© А.В. Мошкарин А.Л. Виноградов, 2005

2

ВВЕДЕНИЕ

В состав основного оборудования промышленно– отопительных ТЭЦ входят конденсационные турбины с промышленным и отопительными отборами типа ПТ и Т, а также турбины с противодавлением типа Р.

Состав, оборудование и параметры работы оборудования тепловых схем ТЭЦ России зависят от периода их строительства. Старые ТЭЦ, построенные до 70–х годов XX века, относятся к ТЭС с поперечными связями.

Впоследние десятилетия XX века ТЭЦ строились по блочному принципу (котел – турбина).

Особое место занимают промышленно–отопительные ТЭЦ, в состав которых входят противодавленческие турбины (типа Р). Они, как правило, проектируются в комплексе с турбинами типа ПТ для обеспечения более экономичной и надежной работы ТЭЦ.

Втабл.1 приведен состав основного оборудования некоторых ТЭЦ в зависимости от электрической мощности.

Таблица 1. Состав оборудования ТЭЦ

Электрическая

Состав турбинного

Количество котлов

мощность,

оборудования

паропроизводительностью

МВт

 

 

 

116,76 кг/с (420 т/ч)

185

ПТ–135 + Р–50

 

3 (4)

180 (240)

3 ПТ–60 (80)

 

3

245

ПТ–135 + T–110

 

3

235

ПТ–135 + Р–100

 

4 (5)

280 (300)

ПТ–60(80) + 2 Т–110

3

295

ПТ–135 + T–110 + Р–50

5

405

ПТ–135

+ 2 Т–11 + Р–50

5 (6)

360

ПТ–135

+ T–175

+ Р–50

6

410

ПТ–135

+ T–175

+ Р–100

8

600

2 ПТ–135 + 3 Т–110

7

Выбор состава основного оборудования ТЭЦ производится только после определения суммарной потребности рассматриваемого промышленного района в тепле и паре с учетом перспективы его развития. Для выполнения этой задачи необходимо пользоваться картограммой покрытия тепловых нагрузок, разработанной ВНИПИэнергопромом (см.[1, с. 208]).

Возможны два варианта выполнения тепловых схем ТЭЦ, в состав оборудования которых входят турбины типа Р.

3

В первом варианте тепловые схемы паротурбинных установок выполнены блочно, без поперечных связей. Нагрев воды, подаваемой в деаэратор Д–6 турбины типа Р, производится теплотой пара противодавления этой турбины в станционных подогревателях низкого давления.

Во втором варианте (более экономичном) тепловые схемы имеют поперечные связи по линии питательной воды деаэраторов Д–6, и нагрев воды до деаэратора Д–6 турбины типа Р может производиться в системе регенерации низкого давления турбины типа ПТ. Этот вариант тепловой схемы ТЭЦ подробно изложен в рассматриваемом пособии.

1. ПОРЯДОК РАСЧЕТА ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОМПЛЕКСА ТУРБИН ТИПА ПТ и Р

1.1. Тепловые нагрузки, тип турбин и электрическая мощность ТЭЦ

Тип турбин и электрическая мощность ТЭЦ устанавливаются по величине и характеру тепловой нагрузки и параметрам теплоносителей. Поэтому в проекте, прежде всего, необходимо установить величину тепловой нагрузки подключаемых к ТЭЦ производственных и бытовых потребителей с учетом перспективы их роста. Производственное теплопотребление покрывается паром из производственных отборов турбин типа ПТ или из противодавления турбин типа Р, а максимальная нагрузка на бытовые нужды (на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение) покрывается паром из теплофикационных отборов турбин и пиковых водогрейных котлов. При этом из отборов турбин покрывается приблизительно 50 % суммарной максимальной нагрузки (коэффициент теплофикации ТЭЦ = 0,5; в отдельных случаях выбор ТЭЦ обосновывается).

В практике выполнения студенческих проектов чаще имеет место случай, когда при заданной мощности ТЭЦ и заданных тепловых нагрузках производится выбор типа и мощности турбин. При этом согласно действующим Нормам технологического проектирования (НТП) [13] нужно иметь в виду следующее:

- на современных ТЭЦ применяются преимущественно турбоагрегаты мощностью 60, 80, 100, 135, 175 МВт без промежуточного перегрева пара и турбоагрегаты мощностью 180, 250 МВт с про-

4

межуточным перегревом;

-турбины с производственным отбором пара выбираются, как правило, с учетом длительного использования этого отбора;

-турбины с противодавлением предназначены для покрытия базовой нагрузки и не устанавливаются в качестве первого агрегата ТЭЦ;

-при выборе типа турбин учитываются параметры пара в отборе и противодавлении (давление и энтальпия).

Характеристики турбин, предназначенных к установке на современных ТЭЦ, даются в справочниках, заводских характеристиках и других источниках, например в [1,3,4,5,6,7,8,9,10].

1.2. Тепловая схема турбоустановки, условный процесс расширения пара в турбине в h, s – диаграмме

На основании данных, приведенных в литературе [3 – 10] и в других источниках, например в справочниках и чертежах институтов Теплоэлектропроект и ВНИПИэнергопром, составляется принципиальная (расчетная) тепловая схема. В ней, прежде всего, необходимо отразить:

-тип, число регенеративных подогревателей и способ отвода конденсата (слива дренажа);

-способ отпуска пара тепловым потребителям и восполнение потерь пара и конденсата на станции и у тепловых потребителей;

-место и способ ввода добавочной воды в схему станции;

-продувку парогенератора и использование теплоты продувочной воды;

-тип бойлерной установки и деаэрации подпиточной воды.

Вкачестве примера на рис. 1 приводится принципиальная тепловая схема турбоустановки промышленно–отопительной ТЭЦ. Ее основные характеристики:

-все подогреватели высокого давления (ПВД) (П–7 П–5) имеют встроенные охладители пара (ОП) и охладители конденсата (дренажа) (ОД);

-слив конденсата из ПВД в деаэратор Д– 6 каскадный;

-верхние подогреватели низкого давления (ПНД) (4, 3) имеют охладители конденсата (дренажа) (ОД);

-конденсат из ПНД 4 и 3 каскадно сливается в нижестоящий подогреватель ПНД–2 (П–2), а из ПНД–2 насосом подается в линию основного конденсата;

5

-конденсат из нижнего ПНД–1 сливается в конденсатор турбины;

-для деаэрации питательной воды предусмотрен деаэратор, работающий под давлением 6 бар; деаэрация добавочной воды и конденсата, возвращаемого с производства, производится в атмосферном деаэраторе (Д–1,2);

-принят отпуск пара на производство непосредственно из отбора турбины с восполнением потерь химически очищенной водой;

-теплоснабжение бытовых потребителей производится из станционной бойлерной, состоящей из двух сетевых подогревателей (СП1 и СП2) и пикового водогрейного котла (ПВК);

-принята закрытая система теплоснабжения, подпитка теплосети осуществляется из станционной химводоочистки (водой после Д– 1,2); на подпитку в этом случае возможно направлять и продувочную воду (при отсутствии в ней шлама);

-теплота продувочной воды котла используется в расширителе и охладителе непрерывной продувки;

-выпар Д–6 используется в эжекторной установке или на уплотнение турбины; теплота выпара Д–1,2 используется на подогрев химически очищенной воды;

-в станционную установку химической очистки воды для приготовления добавки подается вода из обратной линия системы охлаждения конденсатора; подогрев ее до температуры, определяемой технологией обработки (предочистки), производится в теплообменнике паром из теплофикационного отбора турбины;

-на станции предусмотрен дренажный бак, в который сливаются потоки: конденсат выпара деаэраторов, конденсат сальникового подогревателя (СП), конденсат подогревателя сырой воды. Конденсат из дренажного бака дренажным насосом подается в Д–1,2.

На рис.1 представлена тепловая схема ТЭЦ на базе турбины типа ПТ–80–12,8/1,3 Ленинградского металлического завода. Это

двухцилиндровая турбина номинальной мощностью Nн = 80 МВт с производственным и двумя теплофикационными отборами пара. Регулируемыми отборами являются производственный и нижний теплофикационный отборы пара. Кроме двух регулируемых отборов, из которых пар используется также в системе регенерации, имеются пять нерегулируемых регенеративных отборов. Основные характеристики турбины согласно [3] следующие:

6

1.Начальные параметры пара – p0 = 12,8 МПа, t0 = 555 °С.

2.Температура питательной воды – tп.в = 249 °С.

3.Давление пара в конденсаторе – pк = 34 кПа.

4.Производственный отбор: номинальный расход – 51,4 кг/с;

максимальный расход – 83,3 кг/с; давление – 1,276 МПа.

5. Теплофикационные отборы:

номинальный расход в верхний и нижний отборы – 36,7 кг/с; максимальный расход в верхний и нижний отборы – 55,5 кг/с; давление в верхнем отборе – 0,098 МПа; давление в нижнем отборе – 0,0033 МПа.

6.Расход свежего пара при номинальной нагрузке ( Nн = 80 МВт)

ипри номинальных расходах в отборы – 124,4 кг/с.

7.Расход охлаждающей воды (рассчитанный при номинальной температуре охлаждающей воды 20 °С) – 2222 кг/с.

Согласно [I] для турбин ПТ–80–12,8/1,3 имеем параметры па-

ра в отборах, приведенные в табл. 2:

Таблица 2. Параметры пара в отборах турбины ПТ–80–12,8/1,3

Номера отборов

Номер

 

Греющий пар

 

и подогревателей

ступени

P, МПа

t, °С

D, т/ч

I отбор (ПВД 7)

9

4,45

420

26

II отбор (ПДД 6)

13

2,55

348

32

III отбор (ПВД 5)*

17

1,25

265

10,5

Деаэратор

17

1,25

265

13

IV отбор (ПНД 4)

2

0,37

160

28

V отбор (ПНД 3)

25

0,1

 

 

(0,054 – 0,25)

 

 

VI отбор (ПНД 2)*

27

0,034

 

 

(0,03 – 0,1)

 

 

VII отбор (ПНД 1)

29

0,0033

*– пар из регулируемых отборов

 

 

 

Далее для турбин типа ПТ определяется действительное значение давления в теплофикационном отборе. Это давление находится в такой последовательности:

1. По заданной величине ТЭЦ и выбранному температурному графику теплосети t1/t2 определяют температуру сетевой воды за

сетевыми подогревателями: t t α (t t ).

2 2 ТЭЦ 1 2

2. По принятой величине недогрева воды t и значению t 2 находят температуру насыщения в сетевом подогревателе (ВСП)

t нСП = t 2 + t.

По таблицам [11] определяют давление пара в СП (pСП).

7

Dк

 

 

D

 

 

 

 

Dпрод

 

Dут Dэж Dку

 

 

 

 

 

ЧВД

ЧСД

 

ЧНД

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2 3

4 5

6

7

 

Dпв

 

 

 

 

ОП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П-7

 

 

 

Dут.пр

 

 

 

 

 

 

 

 

ОД

 

 

 

 

 

 

ОП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dпроизв.

 

 

П-6

 

 

 

 

 

 

ОД

 

 

 

 

 

 

ОП

 

 

 

 

 

 

П-5

 

 

 

Dкпр

Dпр

 

ОД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПН D6

ПВК

 

 

Dвып

 

 

Д-6

 

СП-1

 

 

 

Dвр

 

П-4

 

 

 

 

 

 

ОД

 

 

 

 

СП-2

П-3

 

 

 

 

 

ОД

 

П-2

 

Д-1,2

 

 

 

Dподп. т.с.

 

 

 

Прод .в.

 

СП

 

 

П-1

ХОВ

На подп т.с.

 

 

 

D Д-6

вып

СП

Dр.бак

ЭП

ЦН

КН

Рис. 1. Принципиальная тепловая схема турбины ПТ – 80 – 12,8/1,3

8