Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

В данной выпускной работе была составлена и рассчитана схема конденсационного энергоблока мощностью 210 мвт с турбиной К-210-130. В исследовательской части был произведён тепловой расчёт парогенератора.

Работа включает в себя страниц, таблиц, рисунков, К работе также прилагается листа графических работ формата А1.

конденсационный энергоблок котел турбоустановка

Введение

В данной дипломной работе составлена и рассчитана принципиальная тепловая схема энергоблока с турбиной К-210-130. Определено основное содержание технологического процесса преобразования тепловой энергии на электростанции. На чертеже, изображающем принципиальную тепловую схему, показано теплоэнергетическое оборудование вместе с линиями (трубопроводами) пара и воды (конденсата), связывающими это оборудование в единую установку.

При расчёте принципиальной тепловой схемы была достигнута основная цель - определены технические характеристики теплового оборудования, обеспечивающие заданный график электрической нагрузки и требуемый уровень энергетических и технико-экономических показателей электростанции. На первом этапе были определены состояния водяного пара в ступенях турбины. На втором этапе были составлены соотношения материальных балансов потоков пара и воды. Для удобства расчётов расход свежего пара на турбину принят за единицу, а остальные потоки пара и воды выражены по отношению к этой величине. На третьем этапе были составлены и решены (если требуется, то совместно с уравнениями материального баланса) уравнения теплового баланса теплообменников турбоустановки. На четвёртом этапе был определён расход пара на турбину из условия заданной электрической мощности. Пятый завершающий этап - определение энергетических показателей турбоустановки и энергоблока.

В исследовательской части были отражены проблемы организации эксплуатации котлоагрегатов, связанные с образованием отложений на внутренних и внешних поверхностях нагрева. Разработаны методы борьбы с данными отложениями и сделаны соответствующие выводы.

Технологическая часть

1. Расчёт тепловой схемы конденсационного Энергоблока 210 мвт

1.1 Принципиальная тепловая схема энергоблока мощностью 210 мвт

Расчёт принципиальной тепловой схемы проведён с целью определения параметров и величины потоков рабочего тела (пара, конденсата и питательной воды) в различных участках технологического цикла, а также мощности и показателей тепловой экономичности.

Энергоблок 210 мвт состоит из барабанного парогенератора и одновальной конденсационной турбоустановки К-210-130 номинальной мощностью 210 мвт, с параметрами свежего пара:

Давление Р=130 ат. (12,75 мпа);

Температура 565 С.

Топливо – уголь Егоршинского месторождения (Свердловская обл.), марки ПА. Принципиальная тепловая схема энергоблока приведена на рисунке 1.1

Турбина имеет три цилиндра. Свежий пар поступает в ЦВД, включающий регулирующую одновенечную ступень и одинадцать ступеней активного типа. После ЦВД пар поступает на промежуточный перегрев, после которого с параметрами рпп=2,35 мпа и tпп= 565 С поступает в ЦСД. Цилиндр среднего давления имеет одинадцать ступеней. После ЦСД пар поступает в двухпоточный цилиндр низкого давления, с четырьмя ступенями в каждом потоке.

Конечное давление пара в турбине перед конденсатором Рк=0,034 ат. (0,00343 мпа).

Турбина имеет 7 регенеративных отборов пара. Подогрев конденсата и питательной воды паром, отбираемым из проточной части турбины, является одним из эффективных способов повышения экономичности тепловых электрических станций, получивших развитие с повышением начальных параметров пара и внедрения промперегрева. Регенеративный подогрев существенно сокращает удельный расход топлива на выработку электроэнергии. Основным преимуществом регенерации является уменьшение расхода пара в конденсатор и потерь тепла в нём. Регенеративный подогрев питательной воды производится последовательно в нескольких подогревателях, что существенно повышает тепловую экономичность цикла. В зависимости от начальных параметров и исходной температуры нагреваемого конденсата теплофикационных отборов дополнительная выработка электроэнергии на регенеративных отборах ТЭС составляет 8-35 % от выработки на внешнем теплопотреблении.

Подогрев питательной воды осуществляется в поверхностных и смешивающих (при непосредственном контакте воды с паром) регенеративных подогревателях. Основными подогревателями в тепловой схеме ТЭС являются поверхностные. В качестве смешивающегося подогревателя зачастую используется деаэратор, служащий в основном для удаления вредных примесей газов из рабочего тела. В смешивающих подогревателях недогрев равен нулю, что обусловливает большую их тепловую экономичность.

Конденсат турбины подогревается в охладителе уплотнений ОУ и охладителе эжектора ОЭ, в четырех регенеративных подогревателях низкого давления, а также в конденсаторе испарителя (КИ). После деаэратора вода питательным насосом прокачивается через три подогревателя высокого давления. Все ПВД имеют встроенные пароохладители, а также снабжены встроенными охладителями дренажа помимо основной конденсирующей поверхности, что повышает эффективность регенеративного цикла. Охладитель пара использует теплоту перегрева пара для дополнительного подогрева питательной воды на 2-5 С выше температуры воды на выходе из основной поверхности. Охладитель конденсата охлаждает конденсат греющего пара ниже температуры насыщения, что уменьшает вытеснение пара более низких отборов в случае каскадного слива конденсата из подогревателя. Установка охладителей пара и конденсата даёт экономию топлива до 0,5-1 %.

Дренажи ПВД сливаются каскадно в деаэратор. Дренажи ПНД4, ПНД5 сливаются каскадно в П6(смешивающего типа) . Дренажи подогревателей ПНД7, ОУ и ОЭ поступают конденсатосборник конденсатора.

Потери пара и воды энергоблока восполняются дистиллятом, получаемым из одноступенчатой испарительной установки. В испаритель (И) подается греющий пар из 5-го отбора турбины. Вторичный пар конденсируется основным конденсатом в конденсаторе испарителя (KИ), включенном между подогревателями ПНД5 и П6. Химически очищенная добавочная вода поступает в испаритель через подогреватель добавочной воды (ПДВ) и деаэратор испарителя (ДИ). Дистиллят откачивается в деаэратор питательной воды дренажным насосом.

Принята следующая схема использования протечек из уплотнений турбины: из стопорных клапанов ЦВД протечки поступают в “горячую” нитку промежуточного перегрева; протечки регулирующих клапанов ЦВД, стопорных и регулирующих клапанов ЦСД и первых камер уплотнений ЦВД поступают в деаэратор питательной воды; из вторых камер уплотнений ЦВД, из концевых уплотнений ЦВД, ЦСД и ЦНД пар отсасывается паровым эжектором в охладитель уплотнений ОУ; к концевым уплотнениям ЦВД, ЦСД и ЦНД пар подводится пар из деаэратора питательной воды.

Воздух из конденсаторов ЦНД отсасывается водяными эжекторами.

1.2 Параметры пара и воды турбоустановки

На рисунке 1.2. Показана схема процесса работы пара в H,S-диаграмме.

Параметры и величины потоков рабочего тела (пара, конденсата и питательной воды) в различных участках технологического цикла приведены в таблице 1.1, где приняты следующие обозначения:

Pп, Tп, hп - давление (мпа), температура ( С) и энтальпия (кдж/кг) пара;

Pп - давление пара перед подогревателями регенеративной установки (мпа);

Tн, h'п - температура ( С) и энтальпия (кдж/кг) конденсата при давлении насыщения ;

- недогрев воды в поверхностных теплообменниках на выходе из встроенного пароохладителя (С);

Pв, Tв, hв - давление (мпа), температура (С) и энтальпия (кдж/кг) воды после регенеративных подогревателей;

r - суммарный подогрев воды в ступени регенерации, включая собственно подогреватель, встроенные пароохладитель и охладитель дренажа ( кдж/кг);

Qr - тепло, отдаваемое греющим паром в ступени регенерации без учёта охладителя дренажа ( кдж/кг);

Точка процесса 0' (рисунок 1) отвечает состоянию пара перед регулирующей ступенью ЦВД. Потери давления в паропроводах отбираемого пара приняты 5-10 %, а дополнительная потеря давления пара в охладителях составляет 2 %.

1.3 Балансы пара и воды

Расчёт тепловой схемы ведётся при электрической мощности генератора Wэ=210 мвт. Расходы отборов определяются в долях расхода свежего пара. При этом подвод свежего пара к стопорным клапанам ЦВД 0 = 1,0 , потери от утечек ут = 0,01. Паровая нагрузка парогенератора и расход питательной воды составляют:

пг = 0 + ут = 1,01.

пв = пг + пр = 1,035,

Где пр = 0,025 – расход продувочной воды.

1.3.1 Доли утечек и протечек

Протечки пара из уплотнений приняты равными:

Стопорные клапаны ЦВД: с.к.= 0,0020;

Регулирующие клапаны ЦВД: р.к.= 0,0028;

Стопорные и регулирующие клапаны ЦСД: ппc.р.= 0,0003;

Первые камеры переднего и заднего уплотнений ЦВД: у1=0,0043;

Отвод пара из вторых камер переднего и заднего уплотнений ЦВД и из

Концевых уплотнений в охладитель уплотнений ОУ: оу =0,003;

Пара из первых камеры переднего и заднего уплотнений ЦСД: у2=0,0003 ;

Количество пара уплотнений , направляемого в деаэратор питательной воды: д.у. = р.к.+ у1+ппc.р = 0,0028+0,0043+0,0003 = 0,0074 ;

Количество пара, подаваемого на концевые уплотнения турбины: у.к.= 0,001;

Расход пара на эжектор отсоса уплотнений: э.у.= 0,0008 ;

Количество пара, отводимого из деаэратора на концевые

Уплотнния:

у. Д.= у. К.-2у2 = 0,001-20,0003 = 0,0004 .

1.3.2 Балансы расширителей непрерывной продувки

1) расход пара из расширителя непрерывной продувки первой ступени

(выхлоп вторичного пара в ДПВ)

, (1.1)

Где hпр=1560 кдж/кг- энтальпия продувочной воды, при температуре насыщения в барабане парогенератора;

H`пр= 666 кдж/кг- энтальпия продувочной воды, при температуре насыщения в деаэраторе питательной воды;

H``пр=2755 кдж/кг- энтальпия пара при давлении насыщения в ДПВ;

Подставляя эти значения в формулу (1.1) , получим

Αп1=0,011

2) расход пара из расширителя непрерывной продувки второй ступени (выхлоп вторичного пара в деаэратор испарителя ДИ)

, (1.2)

Где h`пр1= 437 кдж/кг- энтальпия продувочной воды, при температуре насыщения в деаэраторе испарителя;

H``пр1=2680 кдж/кг- энтальпия пара при давлении насыщения в ДИ;

Αпр1- расход продувочной воды из расширителя первой ступени. Определяется по формуле (1.3):

Αпр1= αпр- αп1=0,025-0,011=0,014 (1.3)

Подставляя эти значения в формулу (1.2) , получим:

Αп2=0,0015

1.4 Тепловые балансы регенеративных подогревателей высокого давления

Тепловой расчет регенеративных подогревателей, имеющих в одном корпусе пароохладитель (ПО), собственно подогреватель (СП) и охладитель дренажа (ОД) удобно выполнять, задаваясь конечным недогревом воды на выходе ее из пароохладителя . При этом известны температуры и энтальпии воды до и после всего теплообменника, а также доля воды, проходящей через теплообменник в, параметры греющего пара на входе в теплообменник p'п, hп, Tп; температура и энтальпия насыщения пара в подогревателе T'н и h'п . В результате решения уравнения теплового баланса теплообменника определяют долю греющего пара, отбираемого из турбины п. При этом приняты: остаточный перегрев пара за пароохладителем ПО = 5-15 °C и недоохлаждение конденсата в охладителе дренажа о.д.= 40 кдж/кг (о.д.10°С). Условно принимаем при расчёте потоки дренажей из вышестоящих подогревателей направленными в охладитель дренажа.

1.4.1 Тепловой баланс ПВД 1

Уравнение теплового баланса ПВД1 :

1(hп1-hдр1)•ηто = пв•(hпв1-hпв2) , (1.4)

Где 1- доля греющего пара, отбираемого из турбины для ПВД1;

Hп1=3217,9 кдж/кг – энтальпия греющего пара перед ПВД1;

Hдр1 - энтальпия конденсата греющего пара на выходе из ПВД1;

Hдр1 = hпв2 + о.д.=921+40 = 961 кдж/кг, (1.5) ηто = 0,99 – коэффициент, учитывающий рассеивание теплоты в подогревателях;

п.в.=1,035 - расход питательной воды через ПВД1;

Hпв1 = 1029 кдж/кг – энтальпия питательной воды после ПВД1;

Hпв2 = 921 кдж/кг – энтальпия питательной воды после ПВД2.

При этом, доля конденсата греющего пара, сливаемого каскадно из ПВД1 в ПВД2 определяется по формуле:

др1=1, (1.6)

Находим долю греющего пара, отбираемого для ПВД1 по формуле (4):

1 = 0.049

Находим долю конденсата греющего пара, сливаемого каскадно из ПВД1 в ПВД2

др1=0.049

1.4.2 Тепловой баланс ПВД 2

Уравнение теплового баланса ПВД2 :

2•(hп2-hдр2)+ др1• (hдр1- hдр2) = пв•( hпв2- hпв3)•(1/ ηто), (1.7)

Где 2 - доля греющего пара, отбираемого из турбины для ПВД2;

Hп2= 3121,1кдж/кг - энтальпия греющего пара перед ПВД2;

Hдр2 - энтальпия конденсата греющего пара на выходе из ПВД1;

Hдр2 = hпв3 + о.д.=771,2+40 = 811,2 кдж/кг, (1.8)

Hпв3=771,2кдж/кг - энтальпия питательной воды после ПВД3;