75 группа 2 вариант / ТЭС и АЭС / Часть 3 / Расчет тепловой схемы
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»
Кафедра тепловых электрических станций
РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БЛОКА С КОНДЕНСАЦИОННОЙ ТУРБИНОЙ К-210-130
Методические указания
к практическим занятиям по дисциплине «Схемы, оборудование и эксплуатация ТЭС»
Иваново 2014
1
Составители: Е.В. Барочкин, А.Е. Барочкин, А.А. Борисов
Редактор Е.В. Барочкин
Методические указания служат для закрепления знаний студентами по курсу «Схемы, оборудование и эксплуатация ТЭС» и выполнения расчёта тепловой схемы энергетического блока конденсационной электростанции (КЭС) на практических занятиях.
Предназначены для студентов теплоэнергетического факультета дневной и заочной форм обучения.
Утверждены цикловой методической комиссией ТЭФ
Рецензент В.Н. Виноградов, канд. техн. наук, доцент кафедры химии и химиче-
ских технологий в энергетике (ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина»)
РАСЧЁТ ТЕЛОВОЙ СХЕМЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БЛОКА С КОНДЕНСАЦИОННОЙ ТУРБИНОЙ К-210-130
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине
«Схемы, оборудование и эксплуатация ТЭС»
Составители: БАРОЧКИН Евгений Витальевич, БАРОЧКИН Алексей Евгеньевич, БОРИСОВ Антон Александрович
Редактор Н.Б. Михалева
Подписано в печать 26.03.2014. Формат 60×84 1/16. Печать плоская. Усл.-печ. л. 2, 79. Тираж 150 экз. Заказ № ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина».
Отпечатано в УИУНЛ ИГЭУ 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34.
2
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЁТА ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЁТА
Студент выполняет расчёт тепловой схемы для своих исходных данных. Они устанавливаются по данным табл. П1 и П2 соответственно по первой и второй цифрам шифра, присваемого каждому студенту преподавателем перед выполнением работы. Работы, выполненные не по своему варианту, не рассматриваются.
При выполнении расчёта тепловой схемы необходимо соблюдать следующие условия:
1)расчёты сопровождать кратким пояснительным текстом, в котором указывать, какая величина взята из исходных данных, справочника и т.д.;
2)вычисления проводить в единицах системы СИ;
3)при пользовании таблицами теплофизических свойств воды и водяного пара искомые величины (температура, давление, энтальпия и т.д.) находятся методом интерполяции.
Порядок сдачи работы:
1)студент производит расчёт тепловой схемы в соответствии со своими исходными данными;
2)оформляет и сдаёт работу преподавателю;
3)преподаватель в течение одной недели проверяет правильность выполнения работы;
4)студент допускается до защиты расчёта тепловой схемы или, в случае наличия серьёзных замечаний к работе, производит исправление выявленных ошибок;
5)студент защищает свою работу в ходе устной дискуссии
спреподавателем.
Работа может быть возвращена студенту в следующих случаях:
1)если были использованы исходные данные, не соответствующие варианту студента;
2)были допущены систематические ошибки в расчёте.
3
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ БЛОКА К-210-130
Основные понятия
Тепловая схема - это графическое изображение основного и вспомогательного оборудования тепловой электростанции, объединяемого линиями трубопроводов (рис. 1).
Основное оборудование – паровой котёл, турбина и генератор.
Вспомогательное оборудование – насосы, подогревате-
ли, компрессоры, воздуходувки и т.п.
Регенеративные подогреватели – подогреватели, пи-
тающиеся паром из отборов турбины.
Подогреватели низкого давления (ПНД) – регенератив-
ные подогреватели, установленные между конденсатором и деаэратором.
Подогреватели высокого давления (ПВД) – регенера-
тивные подогреватели, установленные между деаэратором и паровым котлом.
Основной конденсат – конденсат пара, отработавшего в турбине, перекачиваемый конденсатными насосами через ПНД в деаэратор.
Питательная вода – деаэрированная вода, перекачиваемая через ПВД в паровой котёл.
4
5
Рис. 1. Принципиальная тепловая схема блока
Основное и вспомогательное оборудование блока К-210-130
Рассматриваемый блок состоит из турбоагрегата К-210-130 ЛМЗ и котлоагрегата ТГМЕ-206, работающего с уравновешенной тягой.
Котлоагрегат ТГМЕ-206 - газомазутный, газоплотный, с естественной циркуляцией, двухступенчатой схемой испарения и промежуточным перегревом пара. Котлоагрегат имеет П-образную компоновку и состоит из топочной камеры и опускной конвективной шахты, соединенных в верхней части горизонтальным газоходом. Топочная камера оборудована 12 вихревыми газомазутными горелками, установленными на задней стенке топочной камеры в два яруса, горелки укомплектованы паромеханическими форсунками ТКЗ. Регулирование температуры перегретого пара производится следующим образом: первичного пара - тремя ступенями впрыска собственного конденсата (на первый и второй впрыск также подается питательная вода); вторичного - рециркуляцией дымовых газов, а также аварийным впрыском питательной воды. Дымовые газы на рециркуляцию отбираются в сечении после водяного экономайзера и подаются в воздухопровод к периферийному каналу горелок дымососом рециркуляции дымовых газов.
Для подачи питательной воды установлено три питательных насоса ПЭ-380-185-3 (два в работе, один в резерве). Предварительный подогрев холодного воздуха осуществляется рециркуляцией. При сжигании мазута, являющегося резервным топливом, холодный воздух подогревается в калориферах.
Турбоагрегат К-210-130 конденсационный с промежуточным перегревом пара, одновальный, трехцилиндровый. Турбина снабжена конденсатором КДС-200-2 ЛМЗ, состоящим из двух параллельно соединенных конденсаторов. Турбина имеет семь регенеративных отборов пара: два из ЦВД, четыре из ЦСД и один из ЦНД.
В схеме установлены охладитель эжекторов (ОЭ), охладитель уплотнений (ОУ), четыре ПНД (П-1, П-2, П-3, П-4), деаэратор питательной воды (П-5) и три ПВД (П-6, П-7, П-8). Один
6
ПНД выполнен смешивающего типа (П-2), остальные поверхностного типа.
Особенности расчётной тепловой схемы
Для облегчения расчёта принимается ряд упрощений при составлении принципиальной тепловой схемы блока К-210-130:
-подогреватели высокого давления выполнены без охладителей пара и дренажей;
-бойлерная установка отсутствует.
Данные изменения позволяют упростить используемый в расчёте математический аппарат без потери практической ценности для студентов.
7
ПРИМЕР РАСЧЕТА ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ
С КОНДЕНСАЦИОННОЙ ТУРБИНОЙ К-210-130
1. ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
Необходимо определить расход свежего пара на турбину и энергетические показатели работы паротурбинной установки. Исходные данные представлены в табл. 1.
Таблица 1. Перечень исходных данных для расчёта согласно
варианту
Наименование |
Обозна- |
Ед. изм. |
Величи- |
|
|
чение |
|
на |
|
Параметры пара: |
|
|
|
|
давление свежего пара |
P0 |
МПа |
12,75 |
|
температура свежего пара |
t0 |
°C |
540 |
|
температура пара после промежу- |
tпп |
°C |
540 |
|
точного перегрева |
||||
|
|
|
||
давление пара в конденсаторе |
Рк |
кПа |
3,5 |
|
Внутренний относительный КПД |
|
|
|
|
цилиндров турбины: |
η0iцвд |
|
|
|
ЦВД |
% |
88,3 |
||
ЦСД |
η0iцсд |
% |
92,5 |
|
ЦНД |
η0iцнд |
% |
85,4 |
|
Подогрев основного конденсата в ОЭ |
|
|
|
|
и СП: |
|
|
|
|
в охладителе эжекторов |
tоэ |
оС |
2 |
|
в охладителе уплотнений |
tоу |
оС |
2 |
|
Недогрев регенеративных подогрева- |
δtнед |
оС |
4 |
|
телей (ПНД, ПВД) |
|
|
|
|
Потери пара и конденсата в паротур- |
Dут |
% |
2 |
|
бинном цикле |
||||
|
|
|
8
Окончание табл. 1
Наименование |
Обозна- |
Ед. изм. |
Величи- |
|
|
чение |
|
на |
|
Энергетические показатели блока: |
|
|
|
|
КПД котла |
ηк |
% |
92 |
|
расход тепла на собственные ну- |
рсн |
% |
7 |
|
жды |
||||
|
|
|
||
Давление пара в регенеративных от- |
|
|
|
|
борах: |
|
|
|
|
первый отбор пара (на П-8) |
P1 |
МПа |
3,8 |
|
второй отбор пара (на П-7) |
P2 |
МПа |
2,56 |
|
третий отбор пара (на П-6 и П-5) |
P3 |
МПа |
1,2 |
|
четвёртый отбор пара (на П-4) |
P4 |
МПа |
0,63 |
|
пятый отбор пара (на П-3) |
P5 |
МПа |
0,27 |
|
шестой отбор пара (на П-2) |
P6 |
МПа |
0,125 |
|
седьмой отбор пара (на П-1) |
P7 |
МПа |
0,026 |
9
2. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССА РАСШИРЕНИЯ ПАРА
ВH-S - ДИАГРАММЕ
2.1.Последовательность построения процесса расширения
пара в турбине
Для построения процесса расширения пара в h-s - диаграмме необходимо определить параметры пара в одиннадцати узловых точках: восьми основных (1-8 на рис. 2) и трёх вспомогательных (2*, 5*, 7* на рис. 2).
Рис. 2. Последовательность построения процесса расширения пара в турбине
10