Где Wотс.i - мощность отсека турбины;
Dотс.i - пропуск пара через отсек;
Hотс.i - внутреннее теплопадение отсека.
Электрическая мощность турбоагрегата:
, (1.38)
Где - суммарная мощность турбоагрегата по отсекам без учёта механических потерь и потерь в генераторе;
hм- КПД механический;
hг - КПД электрического генератора.
hэм=0,985 - КПД с учётом механических потерь и потерь в генераторе.
Результаты расчётов сводим в таблицу 1.4.
Таблица 1.4. Результаты расчётов мощности по отсекам.
|
Отсек |
Интервал давлений, мпа |
Пропуск пара через отсек, кг/c |
Внутреннее теплопадение Hотс, кдж/кг |
Мощность отсека Wотс, мвт |
|
0-1 |
12-3,8 |
165 |
263,8 |
43,53 |
|
1-2 |
3,8-2,56 |
158,91 |
96,8 |
15,38 |
|
ПП-3 |
2,35-1,2 |
148,05 |
195,3 |
28,9 |
|
3-4 |
1.2-0.63 |
141,366 |
181,5 |
25,66 |
|
4-5 |
0.63-0.27 |
134,016 |
206,7 |
27,7 |
|
5-6 |
0.27-0.125 |
130,258 |
157,3 |
20,5 |
|
6-7 |
0.125-0.026 |
121,568 |
202,3 |
24,59 |
|
7-К |
0.026-0.0034 |
115,048 |
105,1 |
12,1 |
мвт.
Wэ = 213,19·0,985 = 210 мвт .
1.11 Энергетические показатели энергоблока
Полный расход тепла на турбоустановку:
Удельный расход тепла турбоустановкой на производство электроэнергии (без учета расхода электроэнергии на собственные нужды):
Коэффициент полезного действия турбоустановки по производству электроэнегии:
.
Тепловая нагрузка парогенератора:
Qпг=(hпг-hпв)•aпг•D0=(3512,96-1030)•1,01•210 = 526,6мвт
Коэффициент полезного действия транспорта тепла:
Коэффициент полезного действия парогенератора брутто принят:
hпг=0,94
Тепло, выделяемое при сгорании топлива:
.
Абсолютный электрический КПД турбоустановки:
.
Коэффициент полезного действия энергоблока (брутто):
Или
.
Удельный расход тепла на энергоблок:
.
Удельный расход электроэнергии на собственные нужды:
Эсн = 0,03.
Коэффициент полезного действия энергоблока (нетто):
hн.эс =hэс•(1-Эсн) = 0,375·(1-0.03) =0.364.
Удельный расход условного топлива (нетто) на энергоблок:
2. Выбор основного и вспомогательного оборудования
Для ступенчатого подогрева конденсата и питательной воды служат регенеративные подогреватели. Пар из отборов турбины подается в подогреватели как направляющая среда, в связи с этим по давлению отбора различают подогреватели высокого и низкого давления (ПВД и ПНД). Выбор теплообменников заключается в расчете поверхности нагрева для определения марки подогревателя. ПВД и ПНД поверхностного типа, деаэраторы повышенного и атмосферного давления, смешивающего типа.
2.1 Выбор ПВД
Расчет достаточно провести для одного подогревателя, например для ПВД 1.
Поверхность нагрева определяется по формуле:
, м2 (2.1)
Где Q – тепловая мощность подогревателя (квт);
K – коэффициент теплопередачи;
Dt – средний логарифмический температурный напор.
Расчет осуществим, разбивая подогреватель на три части: охладитель пара , собственно подогреватель и охладитель дренажа. Таким образом , получим следующие формулы:
- Для охладителя пара
Qоп= Dп·(hп-h``н), квт (2.2)
Где Dп=8,19 кг/с – расход отборного пара на подогреватель ;
Hп=3217,9 кдж/кг – энтальпия отборного пара перед подогревателем;
H``н=2800 кдж/кг - энтальпия насыщения отборного пара.
Qоп= 8,19 ·(3217,9 -2800)=3422,6квт;
- Для собственно подогревателя
Qсп= Dп ·( h``н -h`н), квт (2.3)
Где h`н=1038.8 кдж/кг - энтальпия насыщения воды при давлении в данном отборе.
Qсп= 8,19 ·( 2800-1038.8)=14424,2 квт;
- Для охладителя дренажа
Qод= Dп ·( h`н – hдр), квт (2.4)
Где hдр=950 кдж/кг – энтальпия конденсата греющего пара после ОД.
Qод= 8,19 ·( 1038.8 –950)=727,3 квт.
Тепловая мощность подогревателя:
Q= Qоп+ Qсп+ Qод=3422,6+14424,2+727,3 =18574,1 квт.
Cредний логарифмический температурный напор определяется по формуле:
, (2.5)
Где Δtб - наибольший теплоперепад температур между греющей и нагреваемой средой, °C;
Δtм - наименьший теплоперепад температур между греющей и нагреваемой средой, °C:
А) для охладителя пара
Δtб= tп- tпв.вых , (2.6)
Где tп=400°C-температура греющего пара;
Tпв.вых=240°C- температура питательной воды после подогревателя;
Δtм= tн- tв.оп , (2.7)
Где tн=242°C - температура насыщения греющего пара;
Tв.оп- температура питательной воды перед охладителем пара. Определяется по формуле (2.8):
Tв.оп= tпв.вых- Δtоп=240-5=235°C (2.8)
Где Δtоп=5°C – подогрев воды в охладителе пара.
Таким образом, по формулам (2.6) и (2.7) определяем:
Δtб=400-240=160°C,
Δtм= 242- 235=7°C.
Определяем температурный напор:
°C.
Б) для охладителя дренажа
Δtб= tн- tод.вых , (2.9)
Где tод.вых- температура воды после охладителя дренажа. Определяется по формуле (2.10):
Tод.вых=tпв2+ Δtод=216,5+4=220,5°C, (2.10)
Где tпв2=216,5°C- температура воды перед подогревателем;
Δtод=4°C - подогрев воды в охладителе дренажа.
Δtм=Qо.д.=10°C,
Где Qо.д=10°C-недоохлаждение конденсата греющего пара в подогревателе.
Таким образом, по формуле (2.9) определяем:
Δtб= 242- 220,5=21,5°C
Определяем температурный напор:
°C.
В) для собственно подогревателя
Δtб=21,5°C,
Δtм=7°C.
Определяем температурный напор:
°C.
График нагрева воды показан на рисунке 3.1:
Tп=400°C
Tн=242°C q=2°C
Tдр=226,5°C
10°C
Tпв2=216,5°C Δtод Δtсп Δtоп
Рисунок 2.1 - График нагрева воды
Определяем поверхности нагрева подогревателя по формуле (2.1), задаваясь значениями коэффициентов теплопередачи:
Kоп= kод=1,5квт/м2·°C
Kсп=3 квт/м2·°C.
м2,
м2,
м2.
Общая поверхность теплообмена подогревателя составляет:
F=Fоп+ Fсп+ Fод=45,39+394,9+32,72=472,8 м2.
Так как тепловая мощность первого ПВД больше, чем остальных ПВД, принимаем группу ПВД с одинаковой поверхностью из стандартных теплообменников. Также необходимо учитывать давление в отборе, расход воды, давление воды. По данным параметрам соответствует следующая группа ПВД:
ПВД 1: ПВ-475-230-50
ПВД 2: ПВ-475-230-50
ПВД 3: ПВ-475-230-50
ПВД с F = 475 м2, предельное давление воды 230 кгс/см2, расчетный расход воды 600 т/ч, максимальная температура воды на выходе 250 С, максимальное давление пара 5 мпа.
2.2 Выбор ПНД
Выбор ПНД производится без разбиения его поверхности на три части. Расчет будем производить для ПНД 4:
Q = 7.35· (3032-653) = 16020квт.
; k = 3; F = 390,8м2
Выбираем группу ПНД: №4,№5, №7
ПН-400-26-7-II; С3ТМ; F = 400 м2.
ПНС6 (подогреватель смешивающего типа) выбираем: ПНС-800-0,2
2.3 Выбор деаэратора питательной воды
Выбираем деаэратор для деаэрации питательной воды следующего типа
ДП-1000 с расходом воды на выходе 1000 т/ч. Давление в деаэраторе 0.59 мпа. К колонке деаэратора присоединен бак аккумуляторный деаэратора емкостью 100 м3, для запаса воды в аварийных ситуациях с обеспечением работы блока на 15 минут.
2.4 Выбор испарителя
Выбираем испаритель для восполнения потерь пара и конденсата следующего типа - И-350-1, с поверхностью теплообмена 350м2.Максимальное давление пара 0,59мпа, номинальная производительность по пару 5кг/с.
2.5 Выбор конденсатора
Конденсатор выбирают по максимальному расходу пара в конденсатор, температуре охлаждающей воды, по которым определяются давление в конденсаторе, расход охлаждающей воды. Поверхность охлаждения конденсатора определяется по формуле:
Dк = 115,048 кг/с
Где Dк – расход пара в конденсатор, кг/с
Hк , h¢-энтальпия отработавшего пара и конденсата, кдж/кг
K-коэффициент теплопередачи, квт/м2·°С. Принимаем к=4 квт/ м2·°С.
Dtср –средне логарифмическая разность температур между паром и водой, °С
Выбираем конденсатор типа 200-КЦС-2 с поверхностью охлаждения F = 9000 м2, число ходов z = 2, расход охлаждающей воды W = 25000 м3/ч.
2.6 Выбор конденсатных насосов
Конденсатные насосы служат для подачи конденсата из конденсатора через подогреватели низкого давления в деаэратор. Расчетная производительность
