Проектирование тепловой электрической станции для обеспечения города с населением 190 тысяч жителей

,

где  для вакуумных деаэраторов.

Определим расход пара в верхний и в нижний  подогреватель:

,

где – определяем по давлению в подогревателе; .

т/ч;

,

где – определяем по давлению подогревателей;

 т/ч.

2.5 Составление баланса пара и воды.

Принимаем расход пара на турбину Gт=1. Тогда подвод свежего пара к стопорным клапанам ЦВД Go=Gт+Gпрупл=1,02·Gт. Паровая нагрузка парогенератора Gпе=Go+Gут=1,012·Go=1,032·Gт, где потеря от утечек через неплотности Gут=0,012·Go=0,01224·Gт. Расход питательной воды Gпв=Gпе=1,032·Gт. Расход добавочной воды Gдоб=Gут=0,01224Gт.

2.6 Расчет системы ПВД.

Из таблицы 2 находим:

h1=3026 кДж/кг h21оп=1180 кДж/кг

h2=2953 кДж/кг h22оп=1053 кДж/кг

h3=3329 кДж/кг h23оп=865 кДж/кг

hjопп = f (Pпод j, tн j+20) hдр j = f (Pпод j, tв j+1+10)

h1опп=2865 кДж/кг hдр1=1085 кДж/кг

h2опп=2858 кДж/кг hдр2=873 кДж/кг

h3опп=2832 кДж/кг hдр3=719 кДж/кг

Повышение энтальпии воды в питательных насосах:

 кДж/кг.

Энтальпия воды перед ПВД 3 с учетом работы питательных насосов:

h13=h`д+Dhпн=687+35,9=722,9 кДж/кг.

Расход пара уплотнений, подаваемый на подогреватель:

Энтальпия пара уплотнений:

 кДж/кг.

Тепловой баланс для ПВД 1:

Тепловой баланс для ПВД 2:

Тепловой баланс для ПВД 3:

Определяем нагрев воды в ОПП:

 кДж/кг.

 кДж/кг.

 кДж/кг.

Уточняем энтальпии воды за подогревателями.

 кДж/кг.

 кДж/кг.

 кДж/кг.

Составляем уточненные тепловые балансы.

Для ПВД 1:

Для ПВД 2:

Так как ПВД-3 включён по схеме Виален, то на этом этапе уравнение для ПВД-3 не меняется.

Необходимо уточнить .

кДж/кг, tпв=276 оС.

2.7 Расчет деаэратора питательной воды.

Составим уравнение материального баланса:

,

где Gпв=1,04Gт; Gвып=0,002Gок;

Тогда

1,04+0,002 Gок=0,2079Gт+Gд+Gок

Уравнение теплового баланса:

Отсюда Gок=0,8148 Gт; Gд=0,0192.

2.8 Расчет системы ПНД.

h4=3136 кДж/кг h24=641 кДж/кг hдр4=646 кДж/кг

h5=3036 кДж/кг h25=572 кДж/кг hдр5=580 кДж/кг

h6=2994 кДж/кг h26=531 кДж/кг hдр6=535 кДж/кг

h7=2847 кДж/кг h27=427 кДж/кг hдр7=417 кДж/кг

h’псв=535 кДж/кг

h’псн=417 кДж/кг

Составим систему уравнений из тепловых балансов ПНД 4-5-6-7, связанных дренажными насосами:

;

;

;

;

;

;

;

; ;

.

Рассчитаем конденсатор ОУ+СП, ОЭ как один смешивающий подогреватель.

Примем G8=0, Gоэ=0,002 Gт

Расход пара в конденсатор:

Тепловой баланс для ОУ+СП и ОЭ:

Оценим энтальпию h27.

Принимаем т/ч.

Отсюда  кДж/кг, а  оС, что меньше 60 оС, значит линия рециркуляции не работает, а следовательно ПНД 8 не работает.

2.9 Определение расхода пара на турбину и проверка ее мощности.

Расход пара при теплофикационном режиме:

 кг/с,

где – электрическая мощность на клеммах генератора; – электромеханический КПД турбогенератора; – соответственно расход пара  отбор турбины и коэффициент недовыроботки для этого отбора; – приведенная относительная величина утечек пара через концевые уплотнения турбины:

,

где  и  – соответственно относительная величина утечки пара через  концевое уплотнение и работа этого пара в турбине.

Расход пара на турбину:

Тогда:

 т/ч.

 т/ч.

 т/ч.

 т/ч.

 т/ч.

 т/ч.

 т/ч

 т/ч

 т/ч

 т/ч

Мощность турбины:

Погрешность определения мощности составляет 3%.

3. Укрупнённый расчёт котлоагрегата ТГМП-314

Используемое топливо: основное – газ, резервное – мазут М-100.

3.1 Исходные данные

Паропроизводительность Д0= 1000 т/ч

Давление острого пара Р0=25 МПа

Температура перегретого пара t0=545 0C

Состав газа по элементам:

Таблица 3.1

Состав мазута по элементам:

Таблица 3.2

3.2 Расчёт котлоагрегата при сжигании мазута

3.2.1 Теоретическое количество воздуха для полного сгорания жидкого топлива (при a=1):

V0=0,0889×(CP+0,375×)+0,265×HP-0,0333×OP=

=0,0889×(83,0+0,375×2,8)+0,265×10,4-0,0333×0,5×0,7= 10,21 м3/кг

3.2.2 Теоретические минимальные объёмы продуктов сгорания при полном сгорании топлива с a=1:

теоретический объём азота:

=0,79×V0+0,8×NP/100=0,79×10,2+0,8×0,5×0,7/100=8,1 м3/кг,

теоретический объём трёхатомных газов:

=1,866×=1,866×=1,57 м3/кг

теоретический объём водяных паров:

=0,111×HP+0,0124×WP+0,0161×V0=0,111×10,4+0,0124×3,0+0,0161×10,2=1,36 м3/кг

При избытке воздуха a>1 (принимаем a=1,03) объём водяных паров:

=+0,0161×(a-1)×V0=1,36+0,0161×(1,03-1)×10,2 = 1,364 м3/кг

объём дымовых газов:

Vг=+++(a-1)×V0=1,57+8,1+1,364+(1,03-1)×10,21= 11,34 м3/кг

Объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров соответственно:

=/Vг =/Vг

Суммарная объёмная доля: rп=+.

Безразмерная концентрация золы:

mзл=, где аун=0,06

Gг=1-АР/100 + 1,306×a×V0, кг/кг

– масса дымовых газов.

Результаты расчётов по пункту 3.2. сведём в таблицу 3.3.

Таблица 3.3.

3.2.3 Тепловой баланс котлоагрегата

Составим общее уравнение теплового баланса:

=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

3.2.3.1 Располагаемое тепло на 1кг жидкого топлива:

=+Qв.вн.+iтл,

где Qв.вн. = b'['- ] – тепло внесённое в котёл воздухом,

b' – отношение количества воздуха на входе в котлоагрегат к теоретическому необходимому,

',  – энтальпии теоретически необходимого количества воздуха на входе в котлоагрегат и холодного воздуха, определяется соответственно по температуре на входе в воздухоподогреватель и холодного воздуха по I-t таблице [5].

b'=aт+Daт+DaВП=1,03-0,05+0,2=1,28

' =Ср×V0×tв=0,32×10,21×60=196 ккал/кг

= Ср×V0×tхв=0,32×10,21×30=98 ккал/кг

Qв.вн.=1,28×[196-98]= 115,6 ккал/кг

iтл – физическое тепло топлива.

iтл=Cтл×tтл

Cтл=0,415+0,0006×tтл=0,415+0,0006×120=0,487 ккал/(кг×0С)

iтл=0,487×120=58,44 ккал/кг,

тогда =9260+115,6+58,44= 9434 ккал/кг

3.2.3.2 Определяем потери тепла с уходящими газами:

q2=,

где tух=140 0С, Iух=637 ккал/кг, q4=0 (принято), aух=1,28,

тогда

q2== 5,42 %

потери тепла от химической неполноты сгорания принимаем q3=0,5 %, от механической неполноты сгорания q4=0 потери тепла в окружающую среду q5=0,4 %, потери тепла с физическим теплом шлама q6=0.

3.2.3.3. Определяем полезно используемое тепло:

q1=Q1/==100-q2-q3-q4-q5-q6=100-5,42-0,5-0-0,4-0=93,68 %

3.2.4 Определение часового расхода топлива на котёл

В=×100, кг/ч,

где

QКА=Дпе×(iпе-iпв)+Дпр×(is-iпв)=1000×(838,7-259)+12,6×(387-259)= =1312,8ккал/т,

тогда

В=×100 = 65775,9 кг/ч = 65,8 т/ч

Полученный расход топлива используем в дальнейших расчётах.

3.3 Расчёт котлоагрегата при сжигании газа

3.3.1 Теоретическое количество воздуха для полного сгорания газообразного топлива (при a=1):

V0=0,0476×[å(m+n/4)×CmHn+0,5×(CO+H2)+1,5×H2S-O2]=

=0,0476×[(1+4/4)×98,9+(2+6/4)×0,3+(3+8/4)×0,1+(4+10/4)×0,1+0,5×(0+0) +1,5×(0+0)]= 9,52 м3/кг

3.3.2 Теоретические минимальные объёмы продуктов сгорания при полном сгорании топлива с a=1:

теоретический объём азота:

=0,79×V0+0,01×N2=0,79×9,52+0,01×0,4= 7,525 м3/кг,

теоретический объём трёхатомных газов:

=0,01(åm×CmHn+CO2+CO+H2S)=0,01×(1×98,9+2×0,3+3×0,1+4×0,1 +0,2+0+0)= 1,004 м3/м3

теоретический объём водяных паров:

=0,01×(å× CmHn+H2S+H2+0,124×dг+1,41×V0)=

 =0,01×(2×98,9+3×0,3+4×0,1+5×0,1+0+0+0,124×10+1,61×9,52) = 2,16 м3/м3

При избытке воздуха a>1 (принимаем a=1,05):

объём водяных паров:

=+0,0161×(a-1)×V0=2,16+0,0161×(1,05-1)×9,52 = 2,168 м3/м3,

объём дымовых газов:

Vг=+++(a-1)×V0=1,004+7,525+2,16+(1,05-1)×9,52= 11,165 м3/м3,

Объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров соответственно:

=/Vг =/Vг

Суммарная объёмная доля: rп=+.

Gг=1-АР/100 + 1,306×a×V0, кг/кг – масса дымовых газов.

Результаты расчётов по пункту 3.3. сведём в таблицу 3.4.

Таблица 3.4.

3.3.3 Тепловой баланс котлоагрегата

Составим общее уравнение теплового баланса:

=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

3.3.3.1 Располагаемое тепло на 1м3 газообразного топлива:

=+Qв.вн.+iтл,

где Qв.вн. = b'['- ] – тепло внесённое в котёл воздухом,

b' – отношение количества воздуха на входе в котлоагрегат к теоретическому необходимому,

', – энтальпии теоретически необходимого количества воздуха на входе в котлоагрегат и холодного воздуха, определяется соответственно по температуре на входе в воздухоподогреватель и холодного воздуха.

b'=aт+Daт+DaВП=1,05+0,05+0,2=1,3

' =Ср×V0×tв=1,28×9,52×30= 365 кДж/м3

= Ср×V0×tхв=1,28×9,52×15= 183 кДж/м3= 43,71 ккал/м3

Qв.вн.=1,3×[365-183]= 236,6 кДж/м3 = 56,5 ккал/м3

iтл»0 ккал/м3 (для газа) – физическое тепло топлива.

тогда =8570+56,5 = 8626,5 ккал/м3

3.3.3.2 Определяем потери тепла с уходящими газами:

q2=,

где tух=120 0С,

Iух=(×+×+×+(a-1)×V0×Cв)×tух=

=(1,004×1,708+7,525×1,302+1,39×1,5+1,904×1,304)×120=1929,62кДж/м3= =461 ккал/м3,

q4=0 (принято), aух=1,28 (см. п.4.2.2.),

тогда

q2== 4,69 %

Потери тепла от химической неполноты сгорания принимаем q3=0,5 %, от механической неполноты сгорания q4=0, потери тепла в окружающую среду q5=0,4 %, потери тепла с физическим теплом шлама q6=0.

3.2.3.3 Определяем полезно используемое тепло:

q1===100-q2-q3-q4-q5-q6=100-4,69-0,5-0-0,4-0= 94,41 %

3.2.4 Определение часового расхода топлива на котёл

В=×100, кг/ч,

где

QКА=Дпе×(iпе-iпв)+Дпр×(is-iпв)=1000×(838,7-259)+12,6×(387-259)= =581312,8ккал/т,

Тогда

В=×100 = 71376,5 м3/ч

Полученный расход топлива используем в дальнейших расчётах.

4. Выбор вспомогательного оборудования энергоблока

4.1 Выбор вспомогательного оборудования котельного отделения

На котёл паропроизводительностью более 500т/ч устанавливается два дымососа и два вентилятора. Также устанавливаются два вентилятора рециркуляции дымовых газов (ВРДГ) и исходя из того что температура уходящих газов tух=135°С топливо мазут принимаем к установке регенеративные воздухоподогреватели. Проектируемый котёл работает с уравновешенной тягой. При установке производительность каждого дымососа и вентилятора должна составлять 50%.

Расход воздуха перед вентиляторами и газов перед дымососами:

где – теоретические объёмы воздуха и продуктов сгорания;

Тхв,Тух – абсолютные температуры холодного воздуха и уходящих газов;

Производительность дымососов и вентиляторов выбираем с запасом 10%. Исходя из [10] рис.УП–30¸УП–38 определяем предварительно выбор тягодутьевых машин и затем по заводским характеристикам [11] выбираем их. Принимаем к установке дымососы и вентиляторы: 2´ДОД–31,5ФГМ с производительностью по 985000 м3/ч, напором 479 кгс/м2 мощностью эл. двигателя 1645 кВт. 2´ВДН–25–2–I с производительностью 500000м3/ч, напором 825 кгс/м2. 2´ГД–31 с производительностью по 345000 м3/ч, напором 410 кгс/м2 мощностью эл. двигателя 460 кВт. Регенеративные воздухоподогреватели 2´РВП–98Г.

4.2 Выбор вспомогательного оборудования турбинного отделения

Подогреватели поверхностного типа поставляются в комплекте с турбиной без резерва.

ПВД: ПНД:

ПВ–900–380–18–I ПН–400–26–2–III

ПВ–1200–380–43–I 3´ПН–400–26–7–II

ПВ–900–380–66–I ПН–400–26–7–I

Теплообменное оборудование комплектующее турбину Т–250/300‑240 следующее: дренажные сливные насосы регенеративных подогревателей устанавливаем без резерва с применением резервной линии каскадного слива дренажа в конденсатор. ПНД–2 (СлН)КС–50–55 с производительностью 50м3/ч, напором 55м и мощностью 17кВт. ПНД–3,4,5 КС–80–155 с производительностью 80 м3/ч, напором 155м и мощностью 75кВт.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9