Выбор оборудования и расчёт тепловой схемы промышленной ТЭЦ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ

а) СОСТАВЛЕНИЕ  МАТЕРИАЛЬНЫХ БАЛАНСОВ

α_пе = α_т + α_ут + α_упл + α_эж

 

α_пв = α_пе + α_пр

 

Принимаю:

α_т =   1           α_т =1

α_ут =  0.02                                  α_ут = 0.01 – 0.02

α_упл = 0.01                                 α_упл = 0.005 – 0.015

α_эж =  0.006                               α_эж = 0.005 – 0.008

β_пр =   0.02                                 α_пр = 0.015 – 0.02

 

α_пе = α_т + α_ут + α_упл + α_эж =  1 + 0.02 + 0.01 + 0.006 = 1.036

 

β_пв = α_пе + α_пр = 1.036 + 0.02 = 1.056

 

б) РАСЧЁТ РАСШИРИТЕЛЯ  НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОДУВКИ

 

Давление в барабане :

примем р_б=100 бар

 

 Составим систему :

 

0,03∙1423,7= ∙2756,4+(0,03- )∙670,4

 

В итоге получаем :

=0,013, =0,007

 

в)РАСЧЕТ СЕТЕВОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ

Сетевой подогреватель  рассчитываем при следующих условиях :

Температурный график -160 ∕ 60

Q_от=300 МВт

α_тэц=0,5         

Q_пвк = (1- α_тэц)∙ Q_от = 150 МВт

Тепловая  мощность одной турбины :

Q_от1= =30 МВт

Q_от1=G_cв1∙С_рв∙( t_осп- t_об)

Отсюда получаем  :

G_cв1= =179

С другой стороны, G_cв1∙С_рв∙( t_осп- t_об)= D_осп(i₅- )∙η_п

Значит, D_осп= =14,3

α_осп = = 14,3 / 135 = 0.241

 

 

г)РАСЧЕТ СИСТЕМЫ РЕГЕНЕРАЦИИ

РАСЧЕТ ПВД

Рассчитаем  ПВД № 5.

Уравнение теплового баланса  для ПВД № 5:

α_пв(h_в1- h_в2)= α₁( i₁- )∙η_п

Отсюда  получаем α₁.

α₁=

 

Рассчитаем  ПВД №4. Запишем урав-

ние теплового баланса для ПВД № 4 :

α_пв(h_в2- h_пн)= α₁( - )∙η_п+ α₂(i₂- )∙η_п

α₂= =0,05

=α₁+α₂=0,064+0,05=0,114

 

д)РАСЧЕТ ДЕАЭРАТОРА

α_хов=α_ут+ =0,02+0,013=0,033

h_хов=с_р.в∙ t_хов

Принимаем t_хов=15 ^оС,

тогда h_хов=4,19∙15=62,85

Материальный  и энергетический

балансы для деаэратора :

После преобразования получим : α_д=0,01, α_к=0,892  

 

е)РАСЧЕТ  ПНД

 

 

 

Для ПНД  №3

 уравнение  топлового баланса :

α_к ∙ (h_в4-

)= α₃ ∙ (i₄- ) ∙ η_п .

Находим α₃ :          

α₃=

 

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ТЕПЛОВОГО  РАСЧЕТА

Запишем основные формулы :

α_к=1-∑ α_отб ,      D_i =α_i∙D_т,

 

у_i=( i_отб- i_к) ∕ (i_о- i_к) ,     ω_i = i_о- i_отб,

W _i = ω_i ∙ D_i ∙ η_эм.

D_т= ∙ +Σy_отбD_осп =31,2 .

Результаты  вычислений сводим в таблицу3.   

   Рассчитаем погрешность ∆:

∆=

= =1,43%.

Т.к  ∆ < 2% , то окончательно принимаем D_т=31,2 .

 

 

 

Таблица 3.

№ отбора	Адрес потока	αi	уi	αi ∙ уi	ωi,	D i,	W i,кВт
1	ПВД №5	0,064	0,77	0,049	254	1,997	486,9
2	ПВД №4	0,05	0,678	0,034	358	1,56	536,1
	деаэратор	0,01		0,007	358	0,312	107,3
3	ПНД №3	0,215	0,529	0,114	524	6,71	3375,4
4	ОСП	0,106	0,326	0,035	750	3,31	2383,2
К	конденсатор	0,555	0	0	1112	17,3	18485,2
∑		1	─	0,239	-	31,2	25357,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.ВЫБОР ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ВЫБОР КОТЛОВ

1.Паровой котел.

D _пе=α_пв∙D₀ =1,056·31,2=32,95 кг/с=118,6 т/ч

Р_пе=(1,02÷1,05) ∙р₀=1,03∙90=92,7 бар,

t_пе= t₀+5 ^оС=505 ^оС.

На основании  полученных значений D_пе, Р_пе, t_пе Е-160-100 ГМ (БКЗ-160-100-ГМ) со следующими характеристиками :

Паропроизводительность, __________________________________160

Давление  пара на выходе , ата_________________________________100

Температура питательной воды , ^оС ____________________________215

Температура первичного пара , ^оС _____________________________540

Топливо ___________________________________природный газ, мазут

Температура уходящих газов , ^оС:

 природный  газ______________________________________130

мазут______________________________________________170

Расчетный К.П.Д.,брутто , % :

 природный  газ______________________________________93,0

мазут______________________________________________ 91,5.

 

2. Водогрейный котел.

α_тэц=0,5

Q_пвк=150 МВт=128,98 .

Выбираю котел марки КВ-ГМ-180-150, характеристики которого указаны ниже:

 

Номинальная теплопроизводительность, т/ч________________________180

Рабочее давление, Мпа________________________________________0,8-2,4

Расход воды через котёл, т/ч (номинальный/пиковый  режимы)___4420/2210

Топливо__________________________________________________газ/мазут

Q_н^р , (Мдж/м³) / (Мжд/кг)____________________________________36,1/40,3

Расход топлива (м³/час) / (кг/час)__________________________12520/11550

 

ВЫБОР ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

Для выбора подогревателей сначала  заполним таблицу с их расчетными характеристиками.

 

Таблица 4.

подогреватель	Расчетная  величина
	Gв		Dп,	рв, бар	рп, бар	tп, оС
ПВД № 5	32,95	118,6	1,997	117	25,7	360
ПВД № 4	32,95	118,6	1,56	117	14,4	293
ПНД № 3	27,83	100,2	6,71	12,6	5,5	193
ПНД № 2 (ОСП)	179	284,4	3,31		1,2	104
ПНД № 1	о   т   к   л   ю   ч   е   н

 

На основании этих данных выбираем следующие марки подогревателей, характеристики которых представлены в таблице 5.

 

 

 

Таблица 5.

подогре-ватель	тип	характеристики
		F,м2	рв, бар	Рп, бар	tmax, оС	Расход воды
ПВД № 5	ПВ-150 ∕ 180 №2	150	180	34	230	187
ПВД № 4	ПВ-150 ∕ 180 №1	150	180	18	200	187
ПНД № 3	ПН-90 М	90	15	7	150	121
ПНД № 1 (ОСП)	ПСВ-315-3-23	315	23	3		250

 

ВЫБОР ДЕАЭРАТОРОВ

1. Деаэратор повышенного давления (ДП).

Расход  пара через деаэратор D_пв :

D_пв= D_т ∙ α_пв=1,056 ∙31,2=32,95 =118,6 ,

Р_пара=0,6 МПа

 Выбираю деаэратор марки ДСП-160 со следующими характеристиками :

 номинальная производительность, ______________________160

 рабочее давление, ата __________________________________6

 полезная емкость бака-аккумулятора, м³___________________75

 

ВЫБОР НАСОСОВ

1. Питательный насос.

Подача воды :

D_пв= D_т∙ α_пв ∙(1,05÷1,15)=31,2 ∙1,056 ∙1,10=36,24 =130,47 ,

Р_пн= Р_наг- Р_вс=( Р_max+(γ_в ∙h_в.о) ∕ 10+ Р_сопр+∑(h_пвд/10)- Р_д) ∙ψ, где

Р_max=1,06 ∙ Р_пе=1,06 ∙92,7=98,26 бар,

h_в.о верхняя отметка котла. Для котла Е-160-100 ГМ    h_в.о=30м,

γ_в средний удельный вес воды , γ_в=0,981 т ∕ м³,

Р_сопр суммарное сопротивление от деаэратора до котла, примем Р_сопр=0,1 бар;

   ψ коэффициент запаса на непредвиденное сопротивление, принимаем в пределах (1,05÷1,10).  ψ =1,08,

 Р₂ давление в деаэраторе. Р₂=6 бар.

Р_пн=(98,26+0, 981∙30/10+0,1+2-6) ∙1,08=105,09 бар.

Выбираю два насоса марки ПЭ-150-145 ,один из которых резервный. Основные характеристики насоса :

 подача, ___________________________________________150

 напор, м ___________________________________________1580

 допустимый кавитационный запас, м_______________________8

 частота вращения, об ⁄ мин_____________________________2970

 потребляемая мощность, кВт_____________________________780

 КПД насоса η_е ,%________________________________________75

 завод-изготовитель: «Южгидромаш», г.Бердянск.

 

2. Конденсатный насос.

D_к= D_т ∙ α_к=0,892 ∙31,2=27,83 =100,19 ,

Н_кн= h_г+10 ∙( Р_д- Р_к)+∑ h_потер,где

h_г разность уровней деаэратора и конденсатора. Принимаем h_г=20м,

∑ h_потер суммарные потери в трубопроводах и ПНД. ∑ h_потер=20+10=30м.

Н_кн=20+10 ∙(6-0,035)+30=109,65м.

Выбираю два насоса марки КсВ-140-140⁄3 ,один из которых резервный. Основные характеристики насоса :

 подача, _____________________________________140

 напор, м ______________________________________140

 допустимый кавитационный запас, м______________1,6

 частота вращения, об ⁄ мин_______________________1500

 потребляемая мощность, кВт_____________________75

 КПД насоса η_е ,%_______________________________62

 завод-изготовитель: ПО «Насосэнергомаш», г.Сумы.

 

3. Сетевой насос.

По расходу сетевой воды   G_св=284,4 и по давлению в ОСП р_осп= 1,2 бар выбираю   два насоса марки СЭ-800-60, один из которых резервный. Характеристика этого насоса :

 подача, _____________________________________________800

 напор, м ______________________________________________60

 допустимый кавитационный запас, м______________________5,5

 частота вращения, об ⁄ мин_____________________________1500

 потребляемая мощность, кВт___________________________150

 КПД насоса η_е ,%_______________________________________81

 завод-изготовитель: ПО «Ливгидромаш», г.Ливны.

4. Циркуляционный насос.

Система технического водоснабжения -оборотная

 

Расход технической воды в конденсатном режиме:

 

W_k = 2 W_k^охл.в. + 0.6 W_k ^охл.в.  (n_т – 2)

 

W_к^охл.в. – расход охлаждающей воды

 

W_k = 2 5000 + 0.6 5000 (5 –2) = 19000 т/ч

 

Расход технической воды:   

 

G_тех.в = Σ W_k + W_го + W_мо + W_подш