МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

САЯНО-ШУШЕНСКИЙ ФИЛИАЛ

РАСЧЕТ ЭНЕРГОБЛОКА ТЭС

Методические указания по курсовой работе

Саяногорск; Черемушки

СШФ СФУ

2016

УДК 621.311.22

Расчет энергоблока ТЭС: методические указания по курсовой работе для студентов направления 13.03.02 / сост. Н. И. Немченко. – Саяногорск; Черемушки: Сибирский федеральный университет; Саяно-Шушенский филиал, 2016.– 32 с.

Курсовую работу выполняют студенты, обучающиеся по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», в рамках ученой дисциплины «Общая энергетика».

Задание на курсовую работу включает марку паровой турбины, входящей в состав расчетного энергоблока ТЭС, нагрузку энергоблока и вид сжигаемого топлива. В соответствии с заданием студент должен построить принципиальную тепловую схему энергоблока, построить на стандартной h,s-диаграмме график процесса расширения пара в турбине, выполнить расчет принципиальной тепловой схемы энергоблока, рассчитать процесс горения в топке котла, определить показатели энергетической эффективности энергоблока.

Рекомендовано к изданию Научно-методическим советом СШФ СФУ

	© Немченко Н. И., 2016
	© Саяно-Шушенский филиал СФУ, 2016

Редактор А. А. Чабанова

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ

КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовую работу выполняют студенты направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» в процессе изучения дисциплины «Общая энергетика». Работа способствует закреплению теоретического материала и освоению расчетных методик, приобретению навыков пользования специальной литературой.

Задание на работу составляет преподаватель. Задание включает марку турбины, входящей в состав энергоблока; расчетную нагрузку энергоблока, выраженную в процентах номинальной нагрузки; основное топливо ТЭС.

Студент должен построить принципиальную тепловую схему энергоблока, график изменения параметров пара в проточной части турбины, а также выполнить расчеты принципиальной тепловой схемы, горения топлива в топке котла, показателей энергетической эффективности энергоблока.

Курсовую работу оформляют в соответствии с требованиями стандарта СФУ [1].

В работе следует применять общепринятые обозначения физических величин и их размерности в соответствии с международной системой единиц СИ.

Список литературных источников помещают в конце работы, источники следует располагать в порядке появления ссылок на них в тексте.

Задание на курсовую работу

Исходные данные курсовой работы студент принимает по табл.1 в зависимости от варианта, указанного преподавателем. Вариант задается в форме трехзначного числа. По первой цифре этого числа определяется марка турбины расчетного энергоблока, по второй – нагрузка энергоблока, выраженная в % от номинальной нагрузки, по третьей – используемое энергетическое топливо.

Например, по варианту 471: марка турбины Т-100-130, расчетная нагрузка энергоблока 90%, основным топливом ТЭС является бурый уголь Канско-Ачинского бассейна.

Таблица 1 – Исходные данные курсовой работы

Цифры варианта	Турбина расчетного энергоблока	Нагрузка расчетного энергоблока, %	Топливо ТЭС
0	К-100-90	55	Иркутский уголь
1	К-200-130	60	Канско-ачинский уголь
2	К-300-240	65	Кузнецкий уголь
3	Т-50-130	70	Печорский уголь
4	Т-100-130	75	Подмосковный уголь
5	Т-175-130	80	Мазут100 малосернистый
6	ПТ-60-130/13	85	Мазут 100 сернистый
7	ПТ-135-130/15	90	Природный газ
8	Р-50-130/13	95	Попутный газ
9	Р-100-130/15	100	Коксовый газ

Построение принципиальной тепловой схемы энергоблока

Принципиальная тепловая схема энергоблока ТЭС показывает основные потоки воды и пара, состоит из элементов пароводяного тракта [2].

При построении схемы энергоблока за основу принимают структурную схему турбины, отражающую количество цилиндров, наличие или отсутствие промежуточного пароперегревателя, расположение регулируемых отборов пара. Структурные схемы турбин даны в приложении.

Схема энергоблока представляет собой замкнутый контур. В левом верхнем углу изображают паровой котел с пароперегревателем, далее по ходу часовой стрелки располагают паровую турбину, конденсатор, конденсатный насос, подогреватели низкого давления (ПНД), деаэратор, питательный насос, подогреватели высокого давления (ПВД). Если энергоблок имеет вторичный пароперегреватель, то его также следует показать на схеме. Элементы энергоблока соединяют трубопроводами.

Технологическое оборудование изображают в соответствии с ГОСТ 21.403-80. Условные обозначения приводятся в приложении.

Количество регенеративных подогревателей на схеме энергоблока определяется числом регенеративных отборов турбины. Подогреватели низкого давления, как правило, подсоединяются к отборам с давлением пара ниже 1 МПа. В подогреватели высокого давления соответственно поступает пар из отборов с давлением выше 1 МПа.

В качестве регенеративных подогревателей используются поверхностные рекуперативные или смесительные теплообменные аппараты. Поверхностные подогреватели нашли более широкое применение, благодаря малой чувствительности к колебаниям нагрузки турбины, высокой надежности в работе. Вместе с тем, по сравнению со смесительными подогревателями, поверхностные более дорогие и нуждаются в специальной системе отвода конденсата греющего пара. Некоторые возможные варианты отвода конденсата из подогревателей поверхностного типа даны на рис. 1.

Студенту, выполняющему курсовую работу, предлагается самостоятельно выбрать тип регенеративных подогревателей и, если приняты подогреватели поверхностного типа, подобрать или разработать для них схему дренажа конденсата.

Деаэратор для энергоблока выбирают таким образом, чтобы его проектная производительность соответствовала расходу питательной воды в котел. Подача греющего пара в деаэратор осуществляется через один из отборов турбины, давление в отборе должно превышать рабочее давление в деаэраторе на 20% и более. Запас давления необходим для нормальной работы деаэратора в условиях переменной нагрузки турбины. Чтобы понизить давление греющего пара до рабочего давления в деаэраторе, на паропроводе устанавливают редукционный клапан. В большинстве случаев деаэратор подключают к одному отбору с подогревателем высокого давления, первым после питательного насоса. Деаэратор также может снабжаться паром из отдельного отбора, в этом случае число регенеративных подогревателей энергоблока будет на 1 меньше числа регенеративных отборов турбины. В табл.2 представлены характеристики некоторых деаэраторов.

Рис.1. Схемы отвода конденсата из поверхностных подогревателей: а - каскадный слив; б - каскадный подъем; в - отвод опускными насосами; г - отвод подъемными насосами; д - смешанный отвод

На схемах энергоблоков с турбинами типа Т и ПТ должны присутствовать сетевые подогреватели. В каждый сетевой подогреватель поступает пар из соответствующего отопительного отбора. Число сетевых подогревателей совпадает с числом отопительных отборов.

Технологический потребитель пара изображают на схеме условным знаком, он связан паропроводом с производственными отборами турбин П, ПТ, ПР или с выхлопными патрубками турбин ПР, ТР, Р.

Конденсат, образующийся в сетевых подогревателях и у технологического потребителя, возвращается в систему энергоблока.

На схеме следует предусмотреть подачу добавочной воды в пароводяной тракт энергоблока. Чаще всего химически очищенная вода вводится в систему через конденсатор турбины.

Принципиальную тепловую схему энергоблока не следует загромождать второстепенными малозначительными элементами. Параллельно работающие насосы, теплообменники, трубопроводы, другое однотипное оборудование изображают на схеме одним знаком, независимо от числа параллельных потоков. Арматуру трубопроводов не указывают, за исключением основной.

Таблица 2 – Характеристики деаэраторов повышенного давления

Марка	Номинальная производительность, т/ч	Рабочее давление, МПа	Рабочая температура, оС
ДП-225-7	225	0,59	158
ДП-500 М 2	500	0,59	158
ДП-800	800	0,69	164
ДП-1000-4	1000	0,69	164

В качестве примера на рис.2 дана принципиальная тепловая схема энергоблока с турбиной ПТ-60-130/13.