75 группа 2 вариант / ТЭС и АЭС / Часть 3 / Выбор основного и вспомогательного оборудования ТЭС

	Окончание таблицы 4.2
Потоки, т/ч (данные ТЭПа)	ХТГЗ	ЛМЗ
	180 ÷ 200
6. Конденсат на регулирование		-
Всего	1020 - 1040	870

Напор насосов НОУ

HНОУ = hБОУ + hтр + hпод = 65 +10 +15 = 90 м вод. ст.

Напор КЭН

HКЭН = k[hг +102( рд − рк ) + ∑hпот]=

=1,2[25 +102 (0,686 −0,0035 ) +66]=192,738 м вод. ст.

∑hпот = hПНД + hОУ + hтр + hРПК = = 4 10 +7 +15 + 4 = 66 м вод. ст.,

где hПНД - гидравлическое сопротивление ПНД, м вод. ст.; hОУ - сопротивление охладителей пара уплотнений, м вод, ст.;

hтр - сопротивление трубопроводов, м вод. ст.;

hРПК - сопротивление регулятора питания конденсата, м вод. ст.

По приведенным расчетам выбираются в качестве насосов НОУ насосы типа КсВ - 1000 - 95, в качестве насосов КЭН - насосы типа КсВ - 1000 - 220 в количестве двух на каждой ступени, из которых один насос рабочий, другой - резервный. Основные технические характеристики конденсатных насосов приведены в [11, 12].

4.5. Выбор питательных насосов

Количество и производительность питательных насосов должны соответствовать определенным нормам.

Для электростанций с общими питательными трубопроводами:

-на электростанциях, включенных в энергосистемы, суммарная подача всех питательных насосов должна быть такой, чтобы в случае останова любого из них оставшиеся обеспечивали номинальную паропроизводительность всех установленных котлов.

Резервный питательный насос на ТЭЦ не устанавливается, а находится на складе, один питательный насос для всей электростанции (на каждый тип насоса);

-на электростанциях, не включенных в энергосистемы, суммарная подача питательных насосов должна обеспечивать работу всех установленных котлов при номинальной паропроизводительности, кроме того, должно устанавливаться не менее двух резервных питательных насосов с паровым приводом или электроприводом, имеющим независимое питание;

-допускается применение турбонасосов в качестве основных, постоянно работающих питательных насосов, с установкой по край-

30

ней мере одного питательного насоса с электроприводом для пуска электростанции с нуля.

Для электростанции с блочными схемами:

-подача питательных насосов определяется максимальными расходами питательной воды на питание котлов с запасом не менее

5 %;

-на блоках с давлением пара 13 МПа (130 кгс/см2) на каждый блок устанавливается, как правило, один питательный насос подачей 100 %, на складе предусматривается один резервный насос для всей электростанции. Питательные насосы принимаются с электроприводами и гидромуфтами (обычно для блоков мощностью до 210 МВт); при соответствующем обосновании допускается применение турбопривода;

-на блоках с закритическим давлением пара устанавливаются питательные насосы с турбоприводами, один подачей 100 % или два по 50 %; при установке на блок одного турбонасоса подачей 100 % дополнительно устанавливается насос с электроприводом и гидромуфтой подачей 30 – 50 %. При установке на блок двух турбонасосов подачей по 50 % (на блоках 500, 800 и 1200 МВт) насос с электроприводом не устанавливается, к турбонасосам предусматривается резервный подвод пара [1].

Для обеспечения нормальной бескавитационной работы главного и пускорезервного питательных насосов на блоках с закритическими параметрами пара устанавливается группа предвключенных насосов. Давление питательного насоса рПН = рвых − рвх.

Давление на выходе из насоса (МПа): для барабанных котлов

	р	= р	+ ∆р		+ р +		ρн	Нн		;
	вых	б	ПК		с	102
	для прямоточных котлов								ρн Нн
	р	= рк	+ р	+ ∆р		+ р		+			,
	вых	о	КА		ПК		с			102

где рб - давление в барабане котла,

рб = рок + ∆рПП ;

р0к - номинальное давление пара в котле, МПа; ∆рПП – гидравлическое сопротивление пароперегревателя ба-

рабанного котла, МПа (0,8 ÷ 1,5 МПа); рКА - гидравлическое сопротивление прямоточного котла, МПа

(4,5 ÷ 5,5 МПа);

∆рПК - запас давления на открытие предохранительных клапанов, МПа.

31

Принимается: для котлов с номинальным давлением пара от 0,4 до 13,8 МПа - 5 ÷ 8 % от рабочего давления пара; для котлов с номинальным давлением пара от 13,8 до 22,06 МПа – 8 %; для котлов с номинальным давлением пара свыше 22,06 МПа (225 кгс/см2)

– 10 % рабочего (Сборник правил и руководящих материалов по котлонадзору. М.: Недра, 1975);

рС - суммарное гидравлическое сопротивление нагнетательного тракта, МПа.

Для барабанных котлов

рс = рклп + ртр + рПВД + рЭК .

Для прямоточных котлов (рис. 4.1)

рс = рклп + ртр + рПВД .

Здесь рклп - сопротивление клапана питания котла, МПа,

рклп = 0,1 МПа;

ртр - сопротивление трубопроводов от насоса до котла, МПа

(0,15 ÷ 0,35 МПа);

рЭК - сопротивление экономайзера котла, МПа, (0,35 ÷ 0,75 МПа);

рПВД - гидравлическое сопротивление подогревателей высокого давления, МПа, принимается в зависимости от их числа и типа [8];

ρн Нн - геодезический напор, МПа;

102

Нн - высота столба воды на нагнетательной стороне насоса, м, определяется как высота от оси насоса до уровня воды в барабане (для барабанных котлов) или как высота от оси насоса до верхнего коллектора испарительного контура (для прямоточных котлов) и принимается по табл. 1.1 (НК);

ρн – средняя плотность воды в нагнетательном тракте, т/м3, определяется по средним значениям давления и температуры воды в нагнетательном тракте;

рвх = рд −∆рсвх + ρв Нв ,

102

где рвх -давление на входе в насос, МПа; рд - давление в деаэраторе, МПа;

∆рсвх - сопротивление водяного тракта до входа в питательный или

предвключенный (бустерный) насос, МПа, ∆рсвх = 0,01 МПа [1];

НВ - высота столба воды на всасывающей стороне насоса (высота установки бака деаэратора относительно оси насоса), м.

НВ принимается по условию кавитационного запаса на всасе насоса, для блоков на давление 13,8 МПа высота НВ = 22 – 25 м.

32

Допустимый кавитационный запас (м вод. ст.) выбирается по возможному типоразмеру насоса в зависимости от необходимой подачи насоса [11, 12].

рO

∆рПК

Нн рКЛП

рПВД

НВ

рТР

рВЫХ рВХ

Рис. 4.1. К выбору питательных насосов (схема с прямоточным котлом)

При этом следует учитывать, что при установке питательных насосов к блокам мощностью 250 МВт и более применяют быстроходные насосы с турбо - и электроприводом, для обеспечения бескавитационной работы которых недостаточно подъёма деаэратора на указанную высоту. В этом случае для создания давления на всасе питательного насоса устанавливают предвключенные бустерные насосы; давление нагнетания бустерного насоса (2 - 5 МПа) является давлением на всасывающей стороне питательного насоса, достаточным для предотвращения кавитации. При установке бустерных насосов их необходимо выбирать так же, как основные питательные насосы.

Бустерные насосы энергоблоков 500, 800 и 1200 МВт являются встроенными в главный питательный насос, имея с ним общий привод от турбины через понижающий редуктор.

Пример выбора питательных насосов для ТЭЦ с блочной схемой

Исходные данные

На ТЭЦ установлены котлы E-500-140 (модель БКЗ 500-140-1),

турбины T-110/120-130-4.

Известен расход и температура питательной воды

Dпв = 500,588 т/ч, tпв =230 °С.

33

Давление на выходе из насоса

р	= р	+ ∆р		+ р +	ρн	Нн	=
вых	б	ПК		с	102
=15,2 +1,1 +1,635 +0,384 =18,319 МПа.
р = рк + ∆р			=13,8 +1,4 =15,2 МПа.
б	о	ПП
∆рПП =1,4 МПа.
∆р	=0,08 рк		= 0,08 13,8 =1,1 МПа.
ПК		о

рс = рклп + ртр + рПВД + рЭК = 0,1 +0,3 +0,735 +0,5 =1,635 МПа.

рклп = 0,1 МПа.

ртр = 0,3 МПа.

рПВД =75 м вод. ст. = 0,735 МПа [5].

рЭК = 0,5 МПа.

ρн Нн = 0,806 48,6 = 0,384 МПа. 102 102

Нн = 48,6 м вод. ст. [3].

ρн=0,806 т/м3 – определено при Рср и tср.

р

=

рвых + рб

=17,935 +15,2 =16,57 МПа.

ср

2

2

рвых = рб + ∆рПК + рс =17,935 МПа.

tср =

tб

+tПН

=

343,18 +163,7

= 253,44

˚С.

2

2

tПН = tд + ∆tПН =158,7 +5 =163,7 ˚С.

∆tПН = 5 ˚С - величина принята по ориентировочному подсчету.

Давление на входе в насос

р

=

р

−∆рвх +

ρв Нв

=0,59 −0,01 + 21 0,909 =0,767 МПа,

вх

д

с

102

102

1

1

где ρв =

=

= 0,909 т/м3;

0,0011

υв

НВ = 21 м вод. ст. - величина принята из условий кавитационного запаса;

∆рсвх = 0,01 МПа [1].

Расчетное давление насоса

рнас = рвых − рвх =18,319 −0,767 =17,552 МПа.

Расход питательной воды

Dпв = 500,588 т/ч = 550,65 м3/ч, υпв = 1,1 м3/т.

По расчетным значениям рнас= 17,552 МПа и Dпв = 550,65 м3/ч выбирается насос ПЭ 580-185 с основными техническими характе-

34

ристиками: подачей 580 м3/ч, давлением 18,1 МПа, напором 2030 м, допустимым кавитационным запасом 15 м, мощностью 3650 кВт, КПД η = 80 %, ПО «Насосэнергомаш», г.Сумы [11, 12].

4.6. Выбор оборудования дополнительного запаса обессоленной воды, дренажных баков, баков слива

4.6.1. Выбор баков запаса обессоленной воды

На электростанциях создается дополнительный запас обессоленной воды в баках без давления, устанавливаемых вне здания. На блочных электростанциях емкость баков принимается на 30 мин работы электростанции с максимальной нагрузкой, но не менее 4000 м3. На остальных - на 40 мин, но не менее 2000 м3. Указанные емкости включают емкость для сбора загрязненного конденсата [1].

Пример выбора баков дополнительного запаса обессоленной воды для ГРЭС - 4000 МВт с энергоблоками 800 МВт

Емкость баков

vб = 0,5 Dпв = 0,5 nбл Dкном = 0,5 5 2650 = 6625 м3,

где Dкном = 2650 т/ч - паропроизводительность котла блока 800 МВт

(Пп-2650-255).

К установке принимаются три бака емкостью 2250·3=6750 м3.

4.6.2. Выбор насосов баков обессоленной воды для ГРЭС – 4000 МВт с энергоблоками 800 МВт

Подача и количество насосов, откачивающих воду из баков обессоленной воды, должны обеспечивать одновременную нормальную подпитку цикла и 30 % расхода питательной воды в наибольшей турбоустановке. Насосы устанавливаются в количестве не менее двух без резерва (первое условие):

Dнас =αут Dк nбл +0,3 Dпвбл =

= 0,01 2650 5 +0,3 2650 =132,5 +795 = 927,5 т / ч.

Второе условие. Емкость баков и подача насосов должны обеспечивать совмещенный пуск блоков:

для ГРЭС трех блоков по 200 МВт и двух блоков по 300 МВт

иболее;

для ТЭЦ не более двух котлов наибольшей паропроизводительности.

Ориентировочно на пуск прямоточного котла требуется 30 % Dн питательной воды и 15 % Dн на пуск барабанного котла.

35

Таким образом, для данного примера по второму условию

Dнас =0,3 Dпвбл nбл =0,3 2650 2 =1590 т/ч.

Обессоленная вода подается в конденсаторы турбин. Из этого условия выбирается необходимый напор насоса.

Выбираются три насоса типа Д-500-36. Подача насоса - 500 м3/ч, напор - 36 м. Допустимый кавитационный запас - 5 м (ГОСТ 10272-77).

4.6.3. Дренажные баки, баки слива из котлов

На каждый блок предусматривается установка одного дренажного бака емкостью 15 м3 с двумя насосами и регулятором уровня. На неблочных электростанциях допускается установка одного такого бака на две - три турбины. Откачка воды из дренажных баков должна производиться в баки запаса обессоленной воды или в деаэратор.

На электростанциях устанавливается, как правило, на каждые четыре - шесть котлов один общий бак слива емкостью 40 - 60 м3.

К каждому баку слива из котлов устанавливается по одному насосу, подача которого должна обеспечить откачку сливаемой воды в течение 1 - 1,5 ч в баки запаса конденсата, на очистные сооружения

[1].

4.7. Выбор оборудования подпитки котлов

4.7.1. Выбор деаэраторов подпитки котлов

На конденсационных электростанциях, а также на ТЭЦ с малыми добавками воды в цикл в качестве первой ступени деаэрации питательной воды, как правило, используются конденсаторы турбин.

На ТЭЦ с большими добавками воды в цикл в качестве первой ступени деаэрации, как правило, применяются вакуумные деаэраторы.

Деаэрации подлежат:

-обессоленная вода для восполнения потерь в цикле;

-вода из дренажных баков, куда должны направляться все потоки, имеющие открытый слив;

-слив конденсата от привода систем регулирования турбин, охлаждения электродвигателей, привода арматуры БРОУ, РОУ и т.д. [1].

Производительность деаэратора выбирается по суммарному расходу всех потоков воды, поступающих в деаэратор.

36

Пример выбора деаэраторов подпитки котлов для ТЭЦ с отпуском пара на производство

Отпуск пара на производство Dп = 700 т/ч, потери конденсата на производстве β = 30 %, внутристанционные потери конденсата αПОТ = 2 % установленной производительности котельной [1]; продувка котлов αпр = 1 % производительности котлов ТЭЦ [2].

Производительность котлов ТЭЦ

Dкот = 4 500 = 2000 т/ч.

Станция работает на твердом топливе.

В деаэратор поступает обессоленная вода, конденсат с производства.

Расход обессоленной воды

Dхобвп / к = Dкот(αпот +αск ) + β Dп =

= 2000(0,02 + 0,051) + 0,3 700 = 260,2 т / ч,

где αск = 0,051 - доля сброса продувочной воды котлов в канализа-

цию (при рб =15,2 МПа, рРНП-I= 0,7 МПа, рРНП-II= 0,15 МПа).

Сумма потоков, поступающих в деаэраторы подпитки котлов,

Dп / к = Dхобвп / к +0,7 Dп = 260,2 +0,7 700 =750,2 т/ч.

Возможна установка деаэраторов ДВ-400 ГОСТ 16860-77 [5, 11] в количестве двух.

4.7.2. Выбор насосов подпитки котлов

Напор насосов выбирается по условию подачи воды в линию основного конденсата и должен быть не ниже напора основных конденсатных насосов турбины.

Подача насосов выбирается по величине суммы потоков, поступающих в деаэраторы.

Выбираются насосы КсВ-320-160. Количество рабочих насосов

	n =	Dп / к	=	750,2		3 .
		Dнас			320

С учетом резервного насоса к установке принимается 4 насоса КсВ-320-160.

Техническая характеристика насоса приведена в [12]: напор 160 м, подача 320 т/ч, давление на входе в насос 0,98 МПа, частота вращения 25 с-1, мощность 168 кВт, изменение напора и подачи в пределах поля насоса Н -Q: Н = 195 ÷ 145 м, Q = 160 ÷ 320 м3/ч.

37

4.8. Выбор оборудования теплофикационных установок ТЭЦ

4.8.1. Выбор подогревателей сетевой воды

Производительность основных подогревателей сетевой воды на ТЭЦ выбирается по номинальной величине тепловой мощности теплофикационных отборов.

Подогрев сетевой воды в ОСП выполняется преимущественно в двух ступенях [1].

Тип сетевых подогревателей обычно указывается в перечне теплообменного оборудования паротурбинной установки, поставляемого в комплекте с турбиной [5].

Пример выбора подогревателей сетевой воды паротурбинной установки ПТ-80/100-130/13

Номинальная тепловая мощность отопительных отборов турбины 132 т/ч = 68 Гкал/ч = 73,25 МВт при давлениях в верхнем отборе 1 кгс/см2 (0,098 МПа), в нижнем 0,35 кгс/см2, температуре сетевой воды на входе в ОСП-I – 42 ˚С [4]. По номинальной тепловой мощности отопительных отборов турбины 73,25 МВт подбираются типоразмеры сетевых подогревателей. Типоразмеры сетевых подогревателей приведены в [5, 11].

Возможна установка ПСГ-1300-3-8-II на верхнем отборе и ПСГ-1300-3-8-I на нижнем с техническими характеристиками: площадь поверхности теплообмена 1300 м2, рабочее давление в паровом пространстве 3 кгс/см2, в водяном пространстве 3 кгс/см2, номинальный расход воды 2000 т/ч, номинальный расчетный тепловой поток 64 МВт (230,4 ГДж/ч) [5].

4.8.2. Выбор конденсатных насосов сетевых подогревателей

Конденсатные насосы сетевых подогревателей при двухступенчатом подогреве выбираются с резервным насосом на первой ступени подогрева, при одноступенчатом подогреве устанавливаются два конденсатных насоса без резерва [1].

Подача рабочих насосов и первой, и второй ступеней подогрева выбирается по суммарному расходу пара в отбор. При установке по одному рабочему насосу на каждой ступени подогрева устанавливается один резервный насос на первой ступени. При установке двух рабочих насосов на каждой ступени подогрева устанавливается один резервный насос на первой ступени подогрева с подачей, равной подаче одного рабочего насоса.

38

Напор насосов выбирается по условию закачки конденсата сетевых подогревателей в линию основного конденсата турбины.

Пример выбора конденсатных насосов сетевых подогревателей паротурбинной установки Т-110/120-130-4

Из расчета тепловой схемы паротурбинной установки: расход пара в отопительные отборы турбины

∑Dот = Dотно +Dвоот =161 +161,5 = 322,5 т/ч.

Давления в линии основного конденсата: 1,568 МПа - после основных конденсатных насосов, после ПНД-1 -1,47 МПа, после ПНД-2 -1,372 МПа.

Давление в линии основного конденсата после ПНД-1 и ПНД-2 подсчитаны с учетом их гидравлических сопротивлений (0,098 МПа каждого [5]).

Возможна установка трех насосов КсВ 320-160, в том числе на первой ступени - двух, из которых один - резервный.

Техническая характеристика насосов приведена в [11, 12].

4.8.3. Выбор сетевых насосов

Сетевые насосы принимаются как групповые (не привязанные к турбоустановкам), так и индивидуальные.

При групповой установке 3 и менее рабочих сетевых насосов дополнительно устанавливается один резервный насос, при установке 4 рабочих сетевых насосов и более резервные насосы не устанавливаются.

При установке сетевых насосов индивидуально у турбин число рабочих насосов принимается по два у каждой турбины производительностью 50 % каждый, при этом на складе предусматривается один резервный сетевой насос для всей электростанции или один на каждый тип сетевых насосов [1].

Подача сетевых насосов определяется по расчетному расходу сетевой воды.

В связи с упрощением конструкций сетевых подогревателей давление воды в подогревателях ограничено 0,79 МПа (8 кгс/см2). Требуемое давление воды в тепловых сетях 1,8 ÷ 2,2 МПа. В связи с этим применяется двухступенчатая перекачка сетевой воды. Напор сетевых насосов первой ступени выбирается по условию преодоления сетевых подогревателей и создания необходимого кавитационного запаса на всасе насосов второй ступени:

НснΙ = ∆Нсп + ∆hкав.зап.

39