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

1. Описание тепловой схемы

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 Р_д=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 Р_к=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 t_пвj 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) t_окj 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 _oi цилиндров турбины типа ПТ-140–130

Относительный внутренний КПД oi 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 (35% от Р₀):

Р₀=(0,970,95) 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 1015%:

Р₃=(0,900,85) Р₃=0,9 1,5208=1,36872 МПа.

Определяем энтальпии пара в теоретических точках ЦНД:

где .

(по Р₄ и S_kt).

(по Р₅ и S_kt).

Определяем энтальпии пара в отборах ЦНД:

Определяем давление пара в точке 5 с учетом потерь в отопительном отборе 3040%:

Р₅=(0,600,70) Р₅=0,7 0,226=0,1582 МПа.

Определяем энтальпии пара в теоретических точках ЦНД:

где .

(по Р₆ и S_kt).

(по Р₇ и S_kt).

(по Р_к и S_kt).

Определяем энтальпии пара в отборах ЦНД:

Определение действительного теплоперепада турбины

Теоретический теплоперепад ЦВД

Действительный теплоперепад ЦВД

Теоретический теплоперепад ЦНД

Действительный теплоперепад ЦНД

Действительный теплоперепад турбины

2.3 Составление сводной таблицы параметров пара и воды

Значения давлений пара в отборах турбины определены в п. 2.1.

Значения энтальпий пара в отборах турбины определены в процессе построения процесса расширения пара в турбине в hs-диаграмме в п. 2.2.

Значения давлений пара в подогревателях определены в п. 2.1.

Значения температуры дренажа греющего пара определены в п. 2.1. как значения температуры насыщения в подогревателях.

Значения энтальпий дренажа греющего пара определяются по программе Н2О

, где – температура насыщения.

Значения температуры питательной воды, основного конденсата, сетевой воды определены в п. 2.1.

Давление питательной воды МПа;

Давление основного конденсата МПа, принимаю МПа.

Давление сетевой воды МПа, принимаю МПа.

Значения энтальпий питательной воды, основного конденсата, сетевой воды определяются по программе Н₂О

.

Удельная работа отборов

Коэффициент недовыработки мощности паром

.

Таблица 2.2. – Параметры пара, воды и конденсата

Точка процесса в турбине	Элемен- ты тепловой схемы	Пар в турбине (отборе)		Пар в подог-ревателе	Дренаж греющего пара		Питательная, сетевая вода, основной конденсат			Удельная работа отбора	Коэф. недовы-работки
		Ротб	hотб	Рп	tн	h'	tпв	Рпв	hпв,ок,св	hj	yj
		МПа	кДж/кг	МПа	С	кДж/кг	С	МПа	кДж/кг	кДж/кг	-
0	-	13	3471,39
0'	-	12,35	3471,39
1	П1	4,1747	3195,83	3,9759	250	1085,69	245	19,5	1063,18	275,56	0,7564
2	П2	2,5937	3094,32	2,4702	223,32	959,03	218,32	19,5	941,5	377,07	0,667
3	П3	1,5208	2992,718	1,4484	196,64	837,28	191,64	19,5	823,51	478,672	0,577
3	Д	1,5208	2992,718	1,4484	164,95	697,13	164,95	0,7	697,13	478,672	0,577
4	П4	0,541	2849,996	0,515	152,95	645,00	149,95	1,1	632,42	621,394	0,451
5	П5	0,226	2738,668	0,215	122,483	514,34	119,483	1,1	502,22	732,722	0,352
6	П6	0,0795	2655,733	0,0757	92,015	385,45	89,015	1,1	373,63	815,657	0,279
7	П7	0,0225	2521,123	0,0214	61,5478	257,63	58,5478	1,1	245,99	950,267	0,1598
к'	К	0,0032	2340,327	0,003	24,08	100,99	24,08	0,003	100,99	1131,063	0
5	ПСВ1	0,226	2738,668	0,215	122,483	514,34	112,483	1,5	472,85	732,722	0,352
6	ПСВ2	0,0795	2655,733	0,0757	92,015	385,45	82,015	1,5	344,55	815,657	0,279

2.4 Расчет схем отпуска теплоты