Расчет тепловой схемы конденсационного энергоблока

п +αут3=0,098233.4 Деаэратор питательной водыУравнение материального баланса:(αп.в+αу.вз—αу.в2) + (αд.у+αэ.у) = (α1+α2+α3) +αу1,2+αр.к+αкд+α4;(1,0+0,008—0,002) + (0,0016+0,0008) =(0,04879+0,0879+0,09823)+0,001 +0,0023+αкд+α4;α4= 0,7843-αкд.Уравнение теплового баланса(αп.в+αу.вз—αу.в2)*h4’ +(αд.у+αэ.у) *h4"== (α1+ α 2+ α пз)*hдрз+ α у1,2*hу1,2+ α р.к*hр.к+ α Кд*h5+ α 4*h4;(1,0+0,008-0,002)*697+(0,0016+0,0008)*2762,9==(0,04879+0,0879+0,0572)*741,9+0,001 * 3010+0,0023 * 3352+акд *640,8++α4*3199Решая систему уравнений получаем α кд=0,786; α 4=0,015.Рис. 3.2. Расчетнаясхемадеаэраторапитательной установки энергоблока 800 МВт3.5Установка предварительного подогрева котельного воздуха (калориферы)Предварительно определяем предполагаемый расход пара на турбину:Принимаем с последующим уточнением коэффициент, учитывающий увеличение расхода пара за счет регенерации βр=1,18; тогда Dо=1,18*1891*103=2231*103 кг/ч.Рассчитываем тепловую нагрузку парового котла :Qnк= 1,0*2231*103*(3306-1161)+(1-0,04529-0,07726*2474*103 *(3543-2915)= =6682,3 ГДж/ч,Для определения энтальпии свежего пара и пара промежуточного перегрева у котла hпе,hп.пп.к и hоп.пп.к принимаем, следующие параметры этого пара:рпе = 24,9 МПа, tпе = 540°С;pоп.пп.к =3,7 МПа ,tоп.пп.к=280°С;pп.пп.к = 3,35 МПа, tп.пп.к = 540°С; hп.вПК=hп.в,с учетом потерь тракта.Расход натурального топлива на паровой котел определяем по прямому балансу, приняв КПД ηп.к=0,92:Вр=Qп.к/Qнр/ηп.к =6682,3/15660/0,92 = 463,81* 103 кг/ч.3.6 Тепловой баланс калориферовQв=Qкал=(βкал+βрец)*Lо*Вр*(tв”*cв”-tв’*cв’)=Dкал*(h5-h5’)*ηпгде L0 =5,5 — теоретически необходимое количество воздуха, кг/кг. Избыток котельного воздуха за калориферами принимаем βКал=1,28. Доля рециркуляции воздуха для поддержания положительной температуры воздуха перед калориферами зависит от температуры наружного воздуха.. Коэффициент βрец определяем из уравнения смешения потоков горячего и холодного воздуха перед дутьевым вентилятором (ДВ):βрец=βкал*(t’в-tн.в)/( t”в- t’в )= 0,15;Qкал=(1,28+0,157)*5,5*463,81*10-3*(50*10057-1/1,0028)=180,66 ГДж/кг;Dкал=180,66/0,99/(3063-640,8)*106=75,346*103 кг/ч;αкал= Dкал/ Do(к)=75,346/2474=0,03043.7Сетевая подогревательная установкаРасход сетевой водыТепловой баланс верхней ступени установки (ВС):Gс.в *(hn.c—hн.c)= Dв.с *(h5—h5') ηп;219*103*(547-251)= Dв.с *(3063-640,8)*0,997Dв.с =15 446 кг/ч;αв.с=0,0062.Тепловой баланс нижней ступени сетевой установки(НС):Gс.в *(hn.c—hодб)= Dн.с *(h6—h6') ηп+ Dв.с *(h5—h5') ηп;219*103*(547-hодб)= Dн.с *(2879-517,6)*0,997+15446*(3063-640,8)*0,998;Тепловой баланс охладителя дренажей (ОДБ):Gс.в *(hодб –hо.c)=( Dн.с+ Dв.с )*(h6—hдр) ηп;219*103*(hодб-251)=( Dн.с+ 15446 )*(2879-335)*0,998Значение hдр=335 кДж/кг принято при Рдр=0,15 МПа и tдр=80°С. Из совместного решения уравнений определяем, исключая hодбDн.с =9896 кг/ч, αнс= 0,004.3.8 Подогреватели низкого давления (ПНД):ПНД5(рис. 3.3): доля расхода пара на ПНД5 :Доля расхода пара пятого отбора α5 = α п5+ α в.с+ α кал=0,0756.ПНД6 и СМ: уравнение теплового баланса для П6:αкд *(hв6—hсм)= αп6 *q6*ηп6+ αп5*(hдр5—hдр6) *ηп6 ;0,768*(504,8-hсм)=αп6 *2459,4*0,997*0,39*(547,7-419,6)* 0,997;Уравнение материального баланса для СМ:(αкд+αув2)hсм = (αп5+ αп6)hдр6+αк7hв7 ,где αк7=αкд+αу.в2—αп5—αп6;(0,768 +0,002) hсм = (0,039+ αп6) *419,6 + (0,768+0,002—0,039—ап6) *377,0.Из совместного решения уравнений получаем, исключая hсм ,αп6 = 0,043, αК7=0,6842.Доля расхода пара шестого отбора α6= αп6+αн.с+αу.в2 =0,047.Рис. 3.3. Расчетнаясхемагруппы ПНД турбоустановки энергоблока 800 МВт3.9 Расширитель дренажа греющего пара калориферов (Р).Принимаем давление пара в расширителе рр=0,10 МПа; h'p=417,2 кДж/ кг;h"р=2676,5 кДж/кг. Уравнение материального баланса:αкал=0,0304=αрп+αрдР.Уравнение теплового баланса:αкалh5'=αpnhp”+ αpдрhp’;0,0304 – 640,8=αpn*2676,5+αpдр * 417,2.Решаем совместно оба уравнения и получаем: αpn =0,003; αpдр =0,027.ПНД7 и ОУ1: уравнение материального балансадля П7:αK7=α7+αy.B3+αpn+αK8.0,6842=α7+0,008+0,003+ αK8.Уравнение теплового балансаαK7hB7=α7h7+αy.B3hy.B3+ αpnhp”+ αK8hв.o.y10,6842 * 377,0=α7*2719+0,008* 326+0,003 *2676,5+ αK8Уравнение теплового баланса для ОУ1:αK8 (hв.o.y1-hB8) — αо.y1 (ho.y1 –h’o.y1)ηп;αK8 (hв.o.y1-249,3) =0,001 (2800—450)*0,998.Решаем совместно систему уравнений; исключая величинуhв.o.y1, получаем α7=0,027; αK8= 0,689.ПНД8 и ОУ2: уравнение материального балансадля П8:αк8=α8+αк=0,689Уравнение теплового баланса:αк8hв8 = α8h8+αкhв.о.у2;0,689 * 249,3=α8 * 2545+ αкhв.о.у2Уравнение теплового баланса для ОУ2:αк(hв.о.у2-h'K)= (αэ.у+α0.у2)(ho.у2 — h’o.у2 )ηп+ αп.пс.к.р (hп.п — h’o.y2 ) ηп ++αoс.к.р (ho— h,o.y2) ηп ;αк(hв.о.у2-121,3) = (0,0008 + 0,002)*(2750-420)*0,999 + 0,0003*(3543-420)*0,999 + +0,0004 (3309-420)* 0,999.Решаем совместно систему уравнений, исключая величину hв.о.у2, получаемα8=0,033, αк=0,658.3.10Контроль материального баланса пара и конденсатаПропуск 'пара в конденсатор:αкп= αо – αр.к- αос.к.р - αп.пс.к.р- αy1- αy2- αy3- αy4- αy5- αy6 +αтд.у- αо.y2 -Σ αi-Σ αу.т = 1-0,0023-0,0004-0,0003-0,0006-0,0004-0,0006-0,0004-0,0003-0,0003+0,0014-0,002-[0,04529-0,07726-(0,0598+0,03843)-0,01500-(0,039+0,0304+0,0062)- (0,0430+0,004)--0,028—0,033] -0,015=0,559.Поток конденсата из конденсатора:αк(п)= αкп+ αд.в + αpдр+ αв.c+ αн.c+ αкт.п + αо.y2 + αэ.y2 + αос.к.р + αп.пс.к.р + αо.y1 == 0,5596 + 0,015 + 0,027 + 0,0064+ 0,004 + 0,03834 + 0,002 + 0,0008 + + 0,0004 + +0,0003 + 0,001 = 0,659,гдеαкт.п= αт п + αд " = 0,0062 + 0,0002 = 0,0064.Погрешность сведения материального балансачто допустимо.4.0 Энергетическое уравнение и определение расходов пара и водыЭнергетическое уравнение турбоустановки представлено в табличной форме (табл. 4.1).Таблица 4.1.Цилиндр турбиныОтсек турбины (на процессе расширения пара)Доля пропуска пара через отсек ajТеплоперепад пара в отсеке Hij, кДж/кгВнутренняя работа на 1 кг свежего пара aJHiJ, кДж/кгЦВД0'-10,9946326324,23961-2o0,949315552,21205ЦСД2-30,87225135117,753753-40,77534198153,517324-50,76034136103,406245-60,68464184125,97376ЦНД6'-70,63784160102,05447-80,60984174106,112168-К0,5748414080,4776ΣαjHj=1165,74688Определяем расход свежего пара на турбину:Погрешность предварительной оценки расхода пара на турбину составляетчто допустимо.Удельный расход паранатурбину :Определяем потоки пара и воды, выраженные в долях D0,D1=112,138*103 кг/чD2=191,296*103 кг/чD3=144,796*103 кг/чDт.п=95,153*103 кг/чD4=37,140*103 кг/чD5=96,812*103 кг/чDкал=75,270*103 кг/чDв.с=15,351*103 кг/чD6=103,992*103 кг/чDн.с=9,904*103 кг/чD7=69,328*103 кг/чD8=81,708*103 кг/чDкп=1629,208*103 кг/чDд.в=37,140*103 кг/чDп.п.=2159,691*103 кг/чВсе параметры тепловой схемы определены, приступаем к расчету энергетических показателей энергоблока.5. Энергетические показатели энергоблока1. Полный расход теплоты на турбоустановку :Qтy=2476*10-3*(3309-1134)+2159*10-3*(3532-2915)-37,1*10-3*(1134-167,5)=6652,727ГДж/ч.2.Эффективная мощность приводной турбины ПН по (11.25)Nет.п.п.и=2476*103*1,1*(32,4-04)/3600/0,83=28895 кВт.3.Расход теплоты турбоустановки на выработку электроэнергииQэтy= Qтy - Qот - Qкал = 6407,004- 65 -180,656= 6407,004 ГДж/ч,гдеQкал =Qв=Dкал(h5—h'5) п=75,270*10-3*(3063-640,8)*0,99=180,656ГДж/ч.4.Удельный расход теплоты турбоустановки на выработку электроэнергии :5.КПД турбоустановки по выработке электроэнергииэту=3600/qэту=3600/7823,963=0,46016.Абсолютный электрический КПД турбоустановкиату =3600*750*103/6652,727=0,42757.Тепловая нагрузка парового котла :Qпк=2476*10-3*(3306-1134)+2159*10-3*(3542-2915)= 6652,727 = 6733,231 ГДж/ч.Энтальпии свежего пара и пара промежуточного перегрева были уточнены ранее при расчете установки предварительного подогрева котельного воздуха(калориферов).8.КПД транспорта теплотытр=6652,727/6733,231=0,988.9.Количество теплоты топлива на паровой котелQc=6733,231*106/0,92=7318,729 ГДж/ч.10.КПД энергоблокагде доли отбора теплоты на калориферы и на отпуск теплоты равны:βв=Qв/Qту=180,723/6652,727=0,02716βт=Qот/Qту=65/6652,727=0,01015КПД энергоблока неттосн=0,40258(1-0,05)=0,3824где эс.н=0,05.12.Удельный расход теплоты энергоблока неттоqсн =3600/0,3824=9414кДж/ (кВт • ч).13.Часовые расходы условного и натурального топливаВу=7318,729*106/29308=249,72*103 кг/ч;Вн=7318,729*106/15660=467,35* 103 кг/ч;где QHp=15 660 кДж/кг.14.Удельный расход условного топлива неттоbун= 123/0,3824=321,7 г/(кВт-ч).Заключение.Для типового энергоблока К-800-240-5 ЛМЗ с исходными параметрами Ро=22,4 МПа, tо=525, роп.п=3,75 МПа, tоп.п=540оС,рп.п=3,3МПа, tп.п=535оC, рк=4кПа, tпв=270°С, Nэ=750 МВт определены технические характеристики теплового оборудования (расходы пара, воды и топлива) и его энергетические показатели (КПД и удельных расходов теплоты и топлива).КПД энергоблока нетто составил сн=0,3824.Список литературыРыжкин В.Я. «Тепловые электростанции» 1987г.Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энергоиздат, 1982.Щегляев А.В. Паровые турбины. М.: Энергия, 1976.Размещено на Allbest.ru