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
Введение
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
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.
