151544 (Исследование влияния изменения параметров и структуры ПТС ПТУ с турбиной типа ПТ-145–130 на показатели тепловой экономичности), страница 2

Рисунок 2.4 – Расчетная схема отпуска теплоты с ПВК

Разобьем Q_от по ступеням подогрева сетевой воды Q_СП и Q_ПВК учитывая, что тепловая нагрузка любого подогревателя при постоянной теплоемкости воды С_р пропорциональна нагреву воды в нем. Тогда:

,

где t_пс, t_ос – температуры прямой на входе в теплосеть и обратной на выходе сетевой воды, которые определяются из температурного графика теплосети; t_ПСВ1, t_ПСВ2 – температура сетевой воды за ПСВ1 и ПСВ2 соответственно;

G_св – расход сетевой воды в кг/с;

С_р – средняя изобарная теплоемкость воды.

t_пс=150С;

t_ос=70С;

t_ПСВ1=112,48С;

t_ПСВ1=82,015С;

С_р=4.224.24 кДж/(кгС); принимаю: С_р=4,22 кДж/(кгС);

Q_от=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 G_ПСВ1, G_ПСВ2 – 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;

_п =0,98 – КПД сетевых подогревателей.

2.5 Предварительная оценка расхода пара на турбину

,

где N_э=140 МВт – заданная электрическая мощность;

H_i – действительный теплоперепад турбины, кДж/кг;

_м, _г – КПД механический и генератора (принимаю _м=0,98, _г =0,98);

k_р – коэффициент регенерации, он зависит от многих факторов и находится в пределах от 1,15 до 1,4 (принимаю k_р =1,21);

G_ПСВ1, G_ПСВ2 – расходы греющего пара соответственно на ПСВ1 и ПСВ2;

G_П – расход пара из производственного отбора;

Y_j – 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

0,0020,003, 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 Р_д,

– подогрев воды в питательном насосе, здесь – удельный объем воды при давлении Р_д.

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

0,020,04, 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 Р_д;

– энтальпия пара в состоянии насыщения при давлении Р_д;

- 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;

α_3д=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;

α_ПСВ1=0,09487 – относительный расход пара в ПСВ1;

α₆=0,02647 – относительный расход пара в ПНД 6;

α_ПСВ2=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 N_э – заданная электрическая мощность;

H_i – 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;

H_i – действительный теплоперепад турбины;

– расход пара в конденсатор;

- механический КПД, принят ;

- КПД электрогенератора, принят ;

Относительная ошибка

. Расчет произведен верно.