Исследование влияния изменения параметров и структуры ПТС ПТУ с турбиной типа ПТ-145–130 на показатели тепловой экономичности
Исследование влияния изменения параметров и структуры ПТС ПТУ с турбиной типа ПТ-145–130 на показатели тепловой экономичности
Пояснительная записка к
курсовой работе
Исследование влияния
изменения параметров и структуры ПТС ПТУ с турбиной типа ПТ-145–130 на
показатели тепловой экономичности
Интенсивное
развитие теплоэнергетики, освоение новых типов схем и оборудования для
получения и использования электрической и тепловой энергии, внедрение в
практику новых методов расчетов и конструирования, обновление нормативных
материалов – все это требует углубленных знаний у современных специалистов.
Поэтому целью
курсовой работы является расширение, углубление и закрепления знаний по
дисциплине и приобретение навыки их практического использования.
Данная
курсовая работа по энергетическим установкам ставит следующие задачи:
·
исследовать
влияние изменения параметров и структуры ПТС ПТУ с турбиной типа ПТ-145–130 на
показатели тепловой экономичности;
·
научиться
разбираться в тепловых схемах современных ТЭС и АЭС;
·
изучить
назначение, принцип действия и связи основного и вспомогательного оборудования
паротурбинных энергоблоков;
·
научиться
составлять и решать уравнения материальных и тепловых балансов элементов
тепловых схем;
·
научиться
определять показатели тепловой экономичности ТЭС и АЭС;
·
приобрести
навыки выбора основного и вспомогательного оборудования
1. Описание тепловой схемы
Электрическая
мощность энергоблока по заданию составляет 140 МВт. Прототипом при разработке
тепловой схемы является установка ПТ-140–130 (Уральский ТМЗ).
Принципиальная
тепловая схема энергетического блока представлена на рисунке 1.
Теплофикационная
паровая турбина ПТ-140–130 одновальная, двухцилиндровая. Оба теплофикационных
отбора выполнены в средней части ЦНД и разделены промежуточным отсеком.
Парораспределение ЦВД и ЦНД сопловое. Регулирование давления отопительных
отборов независимое и осуществляется с помощью поворотных диафрагм.
Производственный отбор пара осуществляется из выходного патрубка ЦВД.
Регенеративная
система турбоустановки включает подогреватели, утилизирующие теплоту пара из
уплотнений и эжекторов, четыре ПНД, деаэратор и три ПВД. Подогреватели низкого
давления питаются греющим паром из ЦНД турбины, а ПВД и деаэратор – из ЦВД.
Каждый из
роторов валопровода лежит в двух опорных подшипниках. Задний подшипник ЦВД –
комбинированный: диски первых шести ступеней откованы за одно с валом,
остальные диски – насадные. Для уменьшения осевого усилия на валу в области
переднего концевого уплотнения ЦНД выполнен ступенчатый разгрузочный диск
больших размеров.
Корпус ЦНД
имеет два технологических разъема. Передняя и средняя части – литые, задняя –
сварная. Все диафрагмы установлены в обоймах, пространство между которыми
использовано для размещения патрубков отборов.
С учетом работы
в области значительной влажности из-за отсутствия промежуточного перегрева пара
лопатки последней ступени выполнены умеренной длины, что обеспечивает её
надёжность против эрозийного износа.
Система
регулирования турбины выполнена электрогидравлической. Рассматриваемая турбина
имеет четыре регулируемых параметра (давление в трех отборах и электрическая
мощность).
Система
регулирования обеспечивает все режимы, важные для турбины с отборами пара. В
частности, турбина может работать как турбина с двумя отборами, если диафрагма
верхнего отопительного отбора открыта полностью, а соответствующий регулятор
давления отключен. Полное закрытие диафрагмы ЧНД позволяет осуществить режим
работы с противодавлением: при этом тепло пара, пропускаемого через ЧНД для
вентиляции, используется для подогрева сетевой воды.
Электрическая
часть системы регулирования обеспечивает хорошее качество регулирования
мощности и давления в отборах и ускоряет срабатывание системы защиты в
аварийных ситуациях.
Рисунок 1.1 –
Принципиальная тепловая схема энергоблока ПТ-145–130
2. Расчет
принципиальной тепловой схемы блока в базовом режиме
2.1 Определение
давлений пара в отборах турбины
2.1.1 Подогрев питательной воды в тракте высокого давления (рис. 2.1)
где - температура насыщения при
давлении в деаэраторе Рд=0,7 МПа;
- температура питательной
воды,;
(по заданию);
.
Значение подогрева в
каждом подогревателе:
,
где – число ПВД в схеме.
.
Подогрев основного
конденсата в тракте низкого давления (рис. 2.2).
где - температура основного
конденсата на входе в деаэратор;
- температура
основного конденсата на входе в группу ПВД.
,
здесь –
недогрев
воды до состояния насыщения в деаэраторе, принимаю .
,
где - температура насыщения
при давлении в конденсаторе Рк=0,003 МПа;
- подогрев основного
конденсата в охладителе эжекторов (ОЭ) , принимаю
- подогрев основного
конденсата в охладителе уплотнений (ОУ) , принимаю
Значение подогрева в
каждом подогревателе:
,
где Z – число ПНД в схеме.
.
Температура питательной воды tпвj за каждым подогревателем
– температура питательной воды за ПВД1;
- температура пит. воды за ПВД2.
Температура насыщения
в подогревателях высокого давления
где – недогрев воды до состояния насыщения для
ПВД , принимаю .
Давление в подогревателях высокого
давления
Давление пара в отборах турбины на ПВД
С учетом
потерь давление пара в отборе
Температура
основного конденсата (ок) tокj за каждым подогревателем
– температура ок за ПНД5;
- температура ок за ПНД6;
- температура ок за ПНД7.
Температура насыщения
в подогревателях низкого давления
где – недогрев воды до состояния насыщения для
ПВД , принимаю .
Давление в
подогревателях высокого давления
Давление пара
в отборах турбины на ПНД
С учетом
потерь давление пара в отборе
Температура
сетевой воды за сетевыми подогревателями
, где – недогрев воды до состояния насыщения в сетевых подогревателях,
принимаю .
Значения давления
пара в отопительных отборах турбины
2.2 Процесс
расширения пара в теплофикационной турбине с промышленным отбором
Таблица 2.1 –
Значения КПД hoi цилиндров турбины типа ПТ-140–130
Относительный внутренний КПД hoi цилиндров
|
ЦВД
|
ЦНД
|
0,817
|
0,700
|
Определяем
значение энтальпии пара в точке 0:
Определяем
давление пара в точке 0¢ за стопорным и регулирующим клапанами турбины по
h-S диаграмме на пересечении энтальпии h0 и давления Р0¢ меньше Р0 на
величину потерь от дросселирования в стопорном (СК) и регулирующих (РК)
клапанах (3¸5% от Р0):
Р0¢=(0,97¸0,95) ×Р0=0,95 ×13=12,35 МПа.
Определяем
энтальпии пара в теоретических точках ЦВД:
(по Р0 и h0).
(по Р1 и S0).
(по Р2 и S0).
(по Р3 и S0).
Определяем
энтальпии пара в отборах ЦВД:
Определяем значение
давления пара в точке 3¢ с учетом потерь в производственном отборе 10¸15%:
Р3¢=(0,90¸0,85) ×Р3=0,9 ×1,5208=1,36872 МПа.
Определяем
энтальпии пара в теоретических точках ЦНД:
где .
(по Р4 и Skt).
(по Р5 и Skt).
Определяем
энтальпии пара в отборах ЦНД:
Определяем
давление пара в точке 5¢ с учетом потерь в отопительном отборе 30¸40%:
Р5¢=(0,60¸0,70) ×Р5=0,7 ×0,226=0,1582 МПа.
Определяем
энтальпии пара в теоретических точках ЦНД:
где .
(по Р6 и Skt).
(по Р7 и Skt).
(по Рк и Skt).
Определяем
энтальпии пара в отборах ЦНД:
Определение действительного
теплоперепада турбины
Теоретический
теплоперепад ЦВД
Действительный
теплоперепад ЦВД
Теоретический
теплоперепад ЦНД
Действительный
теплоперепад ЦНД
Действительный
теплоперепад турбины
Значения
давлений пара в отборах турбины определены в п. 2.1.
Значения
энтальпий пара в отборах турбины определены в процессе построения процесса
расширения пара в турбине в hs-диаграмме в п. 2.2.
Значения давлений пара в подогревателях определены в п. 2.1.
Значения температуры дренажа греющего пара определены в п. 2.1.
как значения температуры насыщения в подогревателях.
Значения энтальпий дренажа греющего пара определяются по программе
Н2О
, где – температура насыщения.
Значения
температуры питательной воды, основного конденсата, сетевой воды определены в п. 2.1.
Давление
питательной воды МПа;
Давление
основного конденсата МПа, принимаю
МПа.
Давление
сетевой воды МПа, принимаю МПа.
Значения
энтальпий питательной воды, основного конденсата, сетевой воды определяются по
программе Н2О
.
Удельная работа отборов
Коэффициент недовыработки мощности паром
.
Таблица 2.2.
– Параметры пара, воды и конденсата
Точка процесса в
турбине
|
Элемен-
ты тепловой
схемы
|
Пар в турбине
(отборе)
|
Пар в
подог-ревателе
|
Дренаж
греющего
пара
|
Питательная,
сетевая вода, основной конденсат
|
Удельная работа
отбора
|
Коэф.
недовы-работки
|
Ротб
|
hотб
|
Рп
|
tн
|
h'
|
tпв
|
Рпв
|
hпв,ок,св
|
hj
|
yj
|
МПа
|
кДж/кг
|
МПа
|
°С
|
кДж/кг
|
°С
|
МПа
|
кДж/кг
|
кДж/кг
|
-
|
0
|
-
|
13
|
3471,39
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0'
|
-
|
12,35
|
3471,39
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
П1
|
4,1747
|
3195,83
|
3,9759
|
250
|
1085,69
|
245
|
19,5
|
1063,18
|
275,56
|
0,7564
|
2
|
П2
|
2,5937
|
3094,32
|
2,4702
|
223,32
|
959,03
|
218,32
|
19,5
|
941,5
|
377,07
|
0,667
|
3
|
П3
|
1,5208
|
2992,718
|
1,4484
|
196,64
|
837,28
|
191,64
|
19,5
|
823,51
|
478,672
|
0,577
|
3
|
Д
|
1,5208
|
2992,718
|
1,4484
|
164,95
|
697,13
|
164,95
|
0,7
|
697,13
|
478,672
|
0,577
|
4
|
П4
|
0,541
|
2849,996
|
0,515
|
152,95
|
645,00
|
149,95
|
1,1
|
632,42
|
621,394
|
0,451
|
5
|
П5
|
0,226
|
2738,668
|
0,215
|
122,483
|
514,34
|
119,483
|
1,1
|
502,22
|
732,722
|
0,352
|
6
|
П6
|
0,0795
|
2655,733
|
0,0757
|
92,015
|
385,45
|
89,015
|
1,1
|
373,63
|
815,657
|
0,279
|
7
|
П7
|
0,0225
|
2521,123
|
0,0214
|
61,5478
|
257,63
|
58,5478
|
1,1
|
245,99
|
950,267
|
0,1598
|
к'
|
К
|
0,0032
|
2340,327
|
0,003
|
24,08
|
100,99
|
24,08
|
0,003
|
100,99
|
1131,063
|
0
|
5
|
ПСВ1
|
0,226
|
2738,668
|
0,215
|
122,483
|
514,34
|
112,483
|
1,5
|
472,85
|
732,722
|
0,352
|
6
|
ПСВ2
|
0,0795
|
2655,733
|
0,0757
|
92,015
|
385,45
|
82,015
|
1,5
|
344,55
|
815,657
|
0,279
|
Страницы: 1, 2, 3
|