Тепловые электростанции промышленных предприятий

 

q_T =3050-335=2695                                   

 

В конденсационном  режиме определить удельный расход пара, теплоты и условного топлива:

- удельный  расход пара, кг/кВт^.ч:

 

 

 

- удельный  расход теплоты, кДж/кВт^.ч :

 

 

 

- удельный  расход условного топлива, кг.у.т./кВт^.ч:

 

     

 

                                    

В теплофикационном режиме определить удельный расход пара, теплоты и условного топлива:

- удельный  расход пара, кг/кВт^.ч:

 

   

 

     

 

где = 0,8^. =0.8·3.793=3.0344;

 

- удельный  расход теплоты, кДж/кВт^.ч :

 

 

 

 

                               

 

- удельный  расход условного топлива, кг.у.т./кВт^.ч:

 

         

                        

 

 

 

Определить выработку  электроэнергии на тепловом потреблении, кВт^.ч/ГДж:

 

       

 

                  

 

Определить удельный расход топлива на выработку 1 кВт^.ч электроэнергии в теплофикационном режиме, кг.у.т./кВт^.ч

 

 

 

 

  

 

 

где

- относительное время работы установки в теплофикационном режиме:

= 3000; 4000; 5000, 6000 часов в год;

 

=                                  

 

Определить экономию топлива на выработку 1 кBт^.ч электроэнергии в теплофикационном режиме, кг.у.т./кВт^.ч:

 

     

 

     

          

 

                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача  №5. Составить и рассчитать принципиальную тепловую схему ТЭЦ по данным, приведенным в табл. 1

Требующиеся для расчета дополнительные величины принять по данным рекомендуемых  учебных пособий или справочной литературе.

В расчете  принять:

1. Электромеханический КПД турбогенератора.

2.Тип деаэратора - повышенного давления р_д=0,6 МПа.

3. При выборе схемы использования тепла продувочной воды при двухступенчатой схеме сепарации принять, что выпар из первой ступени направляется в деаэратор, из второй поступает в ПНД 2; тепло продувочной воды после сепараторов используется для подогрева химически обессоленной воды в поверхностном теплообменнике.
4. Конденсат пара, расходуемого на собственные нужды котельного и турбинного цехов, не теряется; энтальпию конденсата принять равной энтальпии питательной воды в деаэраторе.
5. Внутристанционные потери конденсата принять условно из деаэратора.

7. Коэффициент   полезного   действия   деаэратора,   регенеративных   и   сетевых подогревателей принять η_п=0,98.

8. Коэффициент полезного действия питательного насоса принять η_н=0,81.
9. Характеристику теплофикационных турбин принять по табл. 1

                                                                                                               табл. 1

 

Электрическая мощность ТЭЦ, Nэ, МВт	25
Тип турбоустановок	Т-25-90
Параметры перед турбиной: -давление P0, МПа -температура  t0,°С	9,0 500
Давление в конденсаторе, рк, кПа	3,5
Внутренний относительный  КПД по отсекам: ЧВД,ηoiЧВД ЧСД,ηoiЧСД ЧНД,ηoiЧНД	0,82 - 0,70
Коэффициент дросселирования пара в регулирующих клапанах: ЧВД,ηoiЧВД ЧСД,ηoiЧСД ЧНД,ηoiЧНД	0,96 - 0,86

 

Давление регулируемых отборов: -промышленного, рпр, МПа -теплофикационного, рот МПа	- 0,12
Отбор пара из промышленного  отбора, Dпр, т/ч	-
Возврат конденсата с производства, αвк, %	-
Энтальпия конденсатора, возвращаемого с производства, hвк, кДж/кг	-
Нагрузка теплофикационного  отбора, Qот, ГДж/ч	210
Температурный график сети, t2/t1,°С	150/70
Продувка котлов (в % от Dпк), αпр, %	1,5
Количество ступеней сепаратора непрерывной продувки	1
Паровые собственные  нужды котельного отделения (в % от Dпк), αснка	1,25

 

Паровые собственные  нужды турбинного отделения(в % от Dпк), αснмз, %	1,2
Внутристанционные потери конденсатора (в % от Dпк), αут, %	2,0
Температура химической воды, tхов, °С	30
Нагрев воды в сальниковом  и эжекторном подогревателях, Δtэж,°С	3,0
Главные стационные трубопроводы -свежего пара: длина гибы 900 гибы 600; -питательной воды: длина гибы 900 гибы 600	90                   7                   3                100                   4                   2

По данным табл.1составляем принципиальную  тепловую  схему станции и строим процесс  расширения пара в турбине в hs диаграмме[прил.4]

 

 

 

 

 

 

 

 

Точка процесса	P МПа	h кДж/кг	P’ МПа	tH оС		Энтальп-ия дренажа hдр	θ оС	Температура пит. воды за подогрева-телем,	hВ кДж/кг
0	9	3387	8,64
1	2,7	3110	2,59	222		845	2	218	934	ПВД 4
2	1,6	3011	1,54	200		714	2	188,4	800,4	ПВД 3
3	1,0	2928	0,96	158,8		-	-	158,8	670	Деаратор
4	0,25	2714	0,22	123		422	5	148	623	ПНД 2
5	0,12	2616	0,11	103		179	5	90,8	380	ПНД 1
5	0,12	2616	0,11	103		429	3	100	429	ПСВ
6	0,0035	2282		26,7				26,7	112	Конденса-тор

 

 

 

 

 Рис.1 Принципиальная тепловая схема турбоустановки Т 25-90-9 

Расчет расходов пара и воды

Расход  пара на сетевой подогреватель.

 

 

        

 

Здесь h_от – энтальпия пара в отборе на сетевой подогреватель; h_др.от – энтальпия конденсата греющего пара в сетевом подогревателе (может быть принята равной энтальпии насыщенной воды).

Количество  теплоты, вырабатываемой сетевым подогревателем:

 

,

 

=78,75 10⁶    

=103-3                                       

 

где t_сп=  t_от-(3÷5)°С – температура сетевой воды на выходе из основного сетевого подогревателя; t_1,t₂ – температура сетевой воды в тепловой сети (см. табл.3); Q_от - нагрузка теплофикационного отбора (см. табл.2.5.).

Оставшееся количество теплоты 131,25   (Q_от – Q_сп) вырабатывается пиковым водогрейным котлом. Коэффициенты недовыработки мощности паром производственного и отопительного отборов соответственно:

 

 

 

 

где Н_i – использованный  теплоперепад в турбине, равный:

 

Н_от – использованный теплоперепад в турбине до отопительного отбора, равный:

 

Расход пара на турбину с учетом отбора пара  на регенеративный подогрев питательной воды.

 

 

Коэффициент регенерации β_р для теплофикационных труб можно принять равным 1,12÷1,15.

 

 

Расход пара нетто от энергетических котлов:

 

 

Паропроизводительность котлов брутто:

 

 

Расход пара на собственные нужды котельного цеха:

 

 

 

Расход пара на собственные нужды машинного  зала

 

 

 

Расход питательной воды с учетом продувки котлов:

 

 

  

 

Расход продувочной  воды:

 

  

 

Расчет сепараторов продувки

Материальный  баланс первой ступени:

 

G_пр=D_c,₁+G_пp,1.

Тепловой баланс первой ступени:

 

где D_c,1 - выпар из первой ступени, направляемый в деаэратор; G_пp,1 - расход   продувочной   воды (концентрата продувки),   поступающей   в   водоводяной   подогреватель химически очищенной воды; h'₆ - энтальпия насыщенной воды в барабане котла; h"_с,1, - энтальпии сухого насыщенного пара и насыщенной воды при параметрах сепаратора продувки.

Из  совместного решения этих уравнений  получим:

 

 

 

 

Расход  химически очищенной воды, поступающей  в деаэратор:

 

 

 

Энтальпия химически очищенной воды  после  подогревателя химически очищенной  воды (на входе в деаэратор) определяется из его теплового баланса:

 

 

 

где        -   энтальпия   дренажа   после   подогревателя   химочищенной   воды, определяемая из условия, что = t_хов + 10.

 

 

Расчет регенеративных подогревателей

Расчет  выполняется последовательно,  начиная  от подогревателя наиболее высокого давления (ПВД - 4).

Расход пара на ПВД - 4 определяется из его уравнения  теплового баланса:

 

где h_пв - энтальпия питательной воды ,принимаем t _пв =218^оС, h_пв =934         кДж/кг, , - энтальпия питательной воды после ПВД - 3; h₄ и h_др,4 - энтальпии пара в отборе на ПВД-4  и дренажа из ПВД-4 соответственно.

Для определения величины (так же, как и последующих) предварительно разбивается интервал подогрева питательной воды от деаэратора t_Д до t_пв по закону арифметической прогрессии, т.е.:

 

t_пв - =   –t_д=(t_пв –t_д)/2.

 

t_д =158,8 ^оС  , при  P_Д=0,6МПа, h_д = 670 к Дж/кг

 

(t_пв –t_д)/2=29,6 ^оС

 

  =188,4 ^оС , =800,4 к Дж/кг

Энтальпия дренажа h_др,₄ (так же, как и для последующих подогревателей) определяется по температуре дренажа, принимаемой равной:

 

t_др,4 = + 10

 

t_др,4 = 198,4 ^оС, h_др,2=845 кДж/кг

 

=158,8^оС ,h_V=670 кДж/кг

 

t_др,3 = 168,8^оС, h_др,3=714 кДж/кг

 

 

 

Расход  пара на ПВД - 3 определяется также из его уравнения теплового баланса с учетом слива в него дренажа из ПВД - 4:

 

 

С учетом повышения энтальпии в  питательном насосе:

 

_,

 

_,

 

где - энтальпия воды в деаэраторе; - повышение давления в питательном насосе; - среднее значение удельного объема воды в питательном насосе.

Принимаем  Р_пн=Р_пг ^.1,2  ; Р_пн=10 ^.1,2=12 МПа

 

Р_пн^ср=(12+0,6)/2=6,3МПа ;тогда v_ср=0,00133 м³/кг

 

_,

 

_,

 

После   расчета схемы регенеративного   подогрева   питательной   воды составляем уравнения:

- материального баланса деаэратора:

 

G_пв+G_ут=D₄+D₃ +G_хов +D^мз_сн+D_с,1+G^’_k+D_д;

 

31,05+0,6=1,87+1,43+1,28+0,36+0,16+ G^’_k+D_д;

 

G^’_k+D_д;=26,55