2.4 Расчет схем отпуска теплоты
Рисунок 2.4 – Расчетная схема отпуска теплоты с ПВК
Разобьем Qот по ступеням подогрева сетевой воды QСП и QПВК учитывая, что тепловая нагрузка любого подогревателя при постоянной теплоемкости воды Ср пропорциональна нагреву воды в нем. Тогда:
,
где tпс, tос – температуры прямой на входе в теплосеть и обратной на выходе сетевой воды, которые определяются из температурного графика теплосети; tПСВ1, tПСВ2 – температура сетевой воды за ПСВ1 и ПСВ2 соответственно;
Gсв – расход сетевой воды в кг/с;
Ср – средняя изобарная теплоемкость воды.
tпс=150°С;
tос=70°С;
tПСВ1=112,48°С;
tПСВ1=82,015°С;
Ср=4.22¸4.24 кДж/(кг×°С); принимаю: Ср=4,22 кДж/(кг×°С);
Qот=100 МВт – тепловая нагрузка.
Расход сетевой воды
Тепловая нагрузка
ПСВ1: кВт;
ПСВ2: кВт;
ПВК: кВт.
Расход греющего пара из отборов на ПСВ1 и ПСВ2 определяются из уравнений тепловых балансов:
Где GПСВ1, GПСВ2 – расходы греющего пара соответственно на ПСВ1 и ПСВ2;
– энтальпии греющего пара из отборов соответственно на ПСВ1 и ПСВ2;
– энтальпии дренажа греющего пара соответственно из ПСВ1 и ПСВ2;
hп =0,98 – КПД сетевых подогревателей.
2.5 Предварительная оценка расхода пара на турбину
,
где Nэ=140 МВт – заданная электрическая мощность;
Hi – действительный теплоперепад турбины, кДж/кг;
hм, hг – КПД механический и генератора (принимаю hм=0,98, hг =0,98);
kр – коэффициент регенерации, он зависит от многих факторов и находится в пределах от 1,15 до 1,4 (принимаю kр =1,21);
GПСВ1, GПСВ2 – расходы греющего пара соответственно на ПСВ1 и ПСВ2;
GП – расход пара из производственного отбора;
Yj – коэффициенты недовыработки мощности отборов.
2.6 Расчет вспомогательных элементов тепловой схемы
В рассматриваемой схеме, вспомогательными элементами являются охладители эжекторов и уплотнений.
Охладители эжекторов (ОЭ) и уплотнений (ОУ)
Служат для конденсации пара из эжекторов и уплотнений турбины, при этом проходящий через них основной конденсат подогревается.
В расчете нужно учесть подогрев основного конденсата. С учетом этого подогрева температура основного конденсата после ОЭ и ОУ запишется следующим образом
где – температура насыщения в конденсаторе (по табл. 2.2);
– подогрев основного конденсата в ОЭ, принимаю ;
– подогрев основного конденсата в ОУ, примем ;
Энтальпия основного конденсата при этой температуре равна
Температура добавочной воды , энтальпия добавочной воды
2.7 Составление общих уравнений материального баланса
Материальные балансы по пару
Относительный расход пара на турбину
,
где т. к. РОУ в схеме отсутствует.
Относительный расход пара из парогенератора
где – относительный расход утечек, принимается 0,005÷0,012, принимаю ;
– относительный расход пара из уплотнений турбины, принимается
0,002¸0,003, принимаю .
Материальные балансы по воде
Относительный расход питательной воды
,
где – относительный расход из парогенератора;
– относительный расход продувочной воды, принимаю, т. к. котел прямоточный.
Материальный баланс добавочной воды
,
где – внешние потери. Здесь – расход пара из производственного отбора, - возврат конденсата (принят 70%);
- внутренние потери;
.
2.8 Составление и решение уравнений материального и теплового балансов подогревателей высокого давления регенеративной системы
ПВД 1
Рисунок 2.5. – Расчетная схема ПВД 1
Уравнение теплового баланса для ПВД 1:
,
где - относительный расход пара на ПВД 1;
- энтальпия греющего пара из отбора на ПВД1;
- энтальпия дренажа греющего пара;
– относительный расход питательной воды;
- энтальпия питательной воды на выходе из ПВД1;
- энтальпия питательной воды на выходе из ПВД2;
– КПД поверхностного подогревателя.
.
ПВД 2
Рисунок 2.6. – Расчетная схема ПВД 2
Уравнение теплового баланса для ПВД 2:
,
где - относительный расход пара на ПВД 2;
- энтальпия греющего пара из отбора на ПВД 2;
- энтальпия дренажа греющего пара из ПВД 1;
- энтальпия дренажа греющего пара из ПВД 2;
– относительный расход питательной воды;
– относительный расход дренажа из ПВД 1;
- энтальпия питательной воды на выходе из ПВД 2;
- энтальпия питательной воды на выходе из ПВД 3;
– КПД поверхностного подогревателя.
ПВД 3
Рисунок 2.7. – Расчетная схема ПВД 3
Уравнение теплового баланса для ПВД 3:
,
где - относительный расход пара на ПВД 3;
- энтальпия греющего пара из отбора на ПВД 3;
- энтальпия дренажа греющего пара из ПВД 2;
- энтальпия дренажа греющего пара из ПВД 3;
– относительный расход питательной воды;
– относительный расход дренажа из ПВД 2;
- энтальпия питательной воды на выходе из ПВД 3;
. Здесь
– энтальпия воды в состоянии насыщения при давлении в деаэраторе Рд,
– подогрев воды в питательном насосе, здесь – удельный объем воды при давлении Рд.
2.9 Расчет деаэратора
Рисунок 2.8 – Расчетная схема деаэратора
Составляем систему уравнений материального и теплового балансов
Где – относительный расход питательной воды;
- относительный расход пара из уплотнений турбины, принимается
0,02¸0,04, принимаю ;
– относительный расход дренажа из ПВД 3;
- относительный расход пара на деаэратор;
- относительный расход добавочной воды;
- относительный возврат конденсата;
- относительный расход основного конденсата в деаэратор;
- энтальпия воды в состоянии насыщения при давлении Рд;
– энтальпия пара в состоянии насыщения при давлении Рд;
- энтальпия дренажа греющего пара из ПВД 3;
- энтальпия греющего пара из отбора на деаэратор;
(см. п. 2.6.1).
. Здесь – температура возвращаемого конденсата, принимаю ;
– энтальпия греющего пара на входе в деаэратор;
– КПД смешивающего подогревателя, принимаю .
Решая систему:
с помощью программы MathCad получаем:
;
2.10 Составление и решение уравнений материального и теплового балансов подогревателей низкого давления регенеративной системы
Рисунок 2.9 – Расчетная схема группы ПНД
Составляем систему уравнений материального и теплового балансов для группы ПНД в соответствии с расчетной схемой
Где - энтальпия пара из отбора на ПНД 4;
- энтальпия пара из отбора на ПНД 5;
- энтальпия пара из отбора на ПНД 6;
- энтальпия пара из отбора на ПНД 7;
- энтальпия дренажа из ПНД 4;
- энтальпия дренажа из ПНД 5;
- энтальпия дренажа из ПНД 6;
- энтальпия дренажа из ПНД 7;
- энтальпия основного конденсата на выходе из ПНД 4;
- энтальпия основного конденсата на выходе из ПНД 5;
- энтальпия основного конденсата на выходе из ПНД 6;
- энтальпия основного конденсата на выходе из ПНД 7;
- энтальпия основного конденсата на входе в группу ПНД;
- относительный расход основного конденсата в деаэратор;
- относительный расход пара на ПСВ1;
- относительный расход пара на ПСВ2.
Решая систему с помощью программы MathCad получаем:
;
;
;
;
;
;
2.11 Проверка материального баланса рабочего тела в схеме
Относительные расходы пара из отборов:
α1=0,0596 – относительный расход пара в ПВД 1;
α2=0,05358 – относительный расход пара в ПВД 2;
α3=0,0442 – относительный расход пара в ПВД 3;
α3д=0,0575 – относительный расход пара в деаэратор;
– относительный расход пара из производственного отбора;
α4=0,0405 – относительный расход пара в ПНД 4;
α5=0,02819 – относительный расход пара в ПНД 5;
αПСВ1=0,09487 – относительный расход пара в ПСВ1;
α6=0,02647 – относительный расход пара в ПНД 6;
αПСВ2=0,0359 – относительный расход пара в ПСВ2;
α7=0,026699 – относительный расход пара в ПНД 7.
Относительный расход пара в конденсатор
С другой стороны расход пара в конденсатор может быть найден как
.
Относительная ошибка
. Расчет произведен верно.
2.12 Определение расхода пара на турбину
где Nэ – заданная электрическая мощность;
Hi – действительный теплоперепад турбины;
- механический КПД, принят ;
- КПД электрогенератора, принят ;
Относительная ошибка
. Расчет произведен верно.
2.13 Проверка мощности
, МВт,
где G0 – расход пара на турбину;
Hi – действительный теплоперепад турбины;
– расход пара в конденсатор;
- механический КПД, принят ;
- КПД электрогенератора, принят ;
Относительная ошибка
. Расчет произведен верно.
3. Расчет показателей тепловой экономичности блока при работе в базовом режиме
