- •Расчет подогревателя п8
- •Расчет подогревателя п7
- •Питательный турбонасос
- •Расчет подогревателя п6
- •Расчет расхода пара на деаэратор
- •Расчет подогревателя п4
- •Проверка правильности выполнения расчета
- •Электрическая мощность паровой турбины
- •Энергические характеристики турбоустановки
- •Пример расчета
- •В таблицу заносятся известные данные:
- •Расчет подогревателя п8
- •Расчет подогревателя п7
- •Питательный турбонасос
- •Расчет подогревателя п6
- •Расчет расхода пара на деаэратор
- •Расчет подогревателя п4
- •Расчет подогревателей п3 и п2
- •Расчет подогревателя п1
- •Проверка правильности выполнения расчета
- •Электрическая мощность паровой турбины
- •Энергические характеристики турбоустановки
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ
ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОНДЕНСАЦИОННОЙ
ПАРОТУРБИНОЙ УСТАНОВКИ
Исходные данные:
P0 , МПа; t0 , °С – начальные параметры пара на входе в турбину;
Pпп , МПа, tпп , °С – параметры пара после промперегрева на входе в турбину;
Pк , МПа – давление пара после турбины и на входе в конденсатор;
tпв , °С – температура питательной воды.
Методика расчета
Заполнение таблицы
В таблицу заносятся известные данные:
P0 t0 – начальные параметры пара на входе в турбину
Pпп tпп – параметры пара после промперегрева на входе в турбину
Pк – давление пара после турбины и на входе в конденсатор
– давление в деаэраторе, как правило, 0,6 – 0,7 МПа
Иногда Pд = P3 (нужно смотреть по схеме)
– температура питательной воды;
Недогрев воды можно принять 1 – 3°С для ПВД и 3 – 7°С для ПНД
Давление первого отбора из ЦВД определяется заданной температурой питательной воды. Принимая негорев до температуры насыщения в подогревателе П8 °С. Температура насыщения отборного пара в подогревателе [2]
°С
По таблицам водяного пара по температуре насыщения определяем давление греющего пара в подогревателе МПа и кДж/кг
Потерю давления в паропроводе принимаем на основании заводских рекомендаций равной 8%
, МПа
Отбор на П7 берется после ЦВД при давлении промежуточного перегрева пара , МПа
Потерю давления в паропроводе можно принять на основании заводских рекомендаций равной 8% [2]
, МПа
По таблица водяного пара и воды находим °С и кДж/кг
Принимаем , °С:
, °С
Таким образом, подогрев воды в ПВД 2 составляет:
, °С
По давлению в деаэраторе , МПа (7 кгс/см2); °С. Падение давления в паропроводе отбора с учетом сопротивления регулирующего клапана на подводе пара к деаэрационной колонке принимаем 0,2 МПа. Принимаем для номинального режима запас по давлению 20%. Это означает, что при нагрузке 80% давление пара в отборе будет достаточным для питания деаэратора. С учетом вышесказанного
, МПа
Между отбором пара на П7 и деаэратором (Д) предусматривается отбор на П6, из которого берется пар на приводную турбину питательного насоса, поэтому повышение температуры питательной воды в питательном насосе имеет своим первоисточником пара этого обора. Общее повышение температуры питательной воды в П7, П6 и питательном насосе равно
, °С
При распределении этого повышения температуры между двумя отборами учитываем, что подогрев в П7, питаемом из холодной линии промежуточного перегрева, рекомендуется принимать в 1,5 – 1,8 раза большим, чем подогрев в П6. На основании этой рекомендации имеем
, °С
Принимаем недогрев в П6 равным , °С
Тогда имеем
°С
По таблицам водяного пара находим МПа и кДж/кг
Давление пара в отборе на подогреватель П6 , МПа
Давление воды после питательного насоса:
Давление воды на выходе из ПВД: МПа,
МПа,
МПа,
где потери давления в ПВД можно принять равными МПа
Давление воды после конденсатного насоса: МПа (если нет смешивающего подогревателя)
Давление воды на выходе из П1: , МПа
, МПа
, МПа
, МПа
где потери давления в ПНД можно принять равными МПа
По давлению отработавшего пара на входе в конденсатор МПа, определяем температуру конденсата на линии насыщения °С по таблицам [ 1 ]
Температура конденсата после конденсатного насоса , °С, где °С – нагрев воды в конденсатном насосе
Температура воды на выходе из подогревателя П4
,°С
При , °С: °С по температуре насыщения пара в подогревателе [ 1 ] определяем , МПа и кДж/кг
Давление пара в регенеративном отборе на подогреватель П4
МПа
Примем что распределение подогрева питательной воды в подогревателях низкого давления равномерное тогда
,°С
где n – количество подогревателей низкого давления
Температура воды на выходе из подогревателя П3
,°С
При , °С: °С по температуре насыщения пара в подогревателе [ 1 ] определяем МПа и кДж/кг
Давление пара в регенеративном отборе на подогреватель П3
МПа
Температура воды на выходе из подогревателя П2
,°С
При , °С: °С по температуре насыщения пара в подогревателе по [ 1 ] определяем МПа и кДж/кг.
Давление пара в регенеративном отборе на подогреватель П2
МПа
Температура воды на выходе из подогревателя П1
,°С
При , °С: °С по температуре насыщения пара в подогревателе определяем МПа и кДж/кг
Давление пара в регенеративном отборе на подогреватель П1
, МПа
По значениям давления и температуры ( ) находим энтальпии воды на выходе из подогревателей по [ 1 ].
Параметры дренажей на выходе из подогревателя определяются следующим образом:
а) если в подогреватель не впадает дренаж из другого подогревателя, то температура дренажа, равна температуре насыщения греющего пара в подогревателе ,
б) если впадает дренаж из другого подогревателя, то температура дренажа на выходе из подогревателя будет определяться следующим образом к температуре на входе в подогреватель нужно прибавить 10°С , а затем по температуре дренажа на линии насыщения для воды по [ 1 ] определяется энтальпия кДж/(кг·град).
Последним этапом заполнения таблицы является построение процесса расширения пара в турбине:
а) находится первая точка по начальным параметрам Р1 и t1 на i,s-диаграмме рис. 1;
б) из этой точки проводим горизонтальную линию влево и определяем энтальпию в первой точке i1;
в) из первой точки проводим вертикальную линию до давления в следующем отборе Р2;
г) из второй точки проводим горизонтальную линию влево и определяем энтальпию во второй точке i02;
д) находим разность энтальпий между первой и второй точкой Н0 = i1 – i02 и получаем теоретический теплоперепад отсека турбины;
е) умножаем теоретический теплоперепад на относительный внутренний КПД отсека турбины – располагаемый теплоперепад; ж) прибавляем располагаемый теплоперепад к энтальпии в первой точке и получаем энтальпию во второй действи-тельной точке; з) во второй действительной точке находим давление и температуру p2 и t2; и) для последующего построения процесса расширения пара в турбине весь алгоритм построения повторяется заново. |
Рис. 1. Построение процесса расширения пара в турбине на i,s-диаграмме |
Значения относительного внутреннего КПД каждого цилиндра можно принять следующими , , .
Таблица 1. Параметры пара и воды
Точка процесса |
Подогреватель |
Параметры пара в отборах |
Параметры конденсата греющего пара в подогревателе |
Недогрев воды |
Параметры воды на выходе из подогревателя |
Параметры дренажа на выходе из подогревателя |
|||||||||||
Давление, МПа |
Температура, °С |
Энтальпия, кДж/кг |
Давление, МПа |
Температура, °С |
Энтальпия, кДж/кг |
|
Давление, МПа |
Температура, °С |
Энтальпия, кДж/кг |
Температура, °С |
Энтальпия, кДж/кг |
||||||
0 |
---- |
23.5 |
540 |
3352 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
||||
0' |
---- |
|
|
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
||||
РС |
---- |
|
|
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
||||
1 |
П9 |
6,725 |
365 |
3068 |
6,227 |
278 |
1226.6 |
2 |
29,55 |
276 |
1205,9 |
278 |
1226.6 |
||||
2 |
П8 |
4,125 |
309 |
2964 |
3,795 |
247,31 |
1071.3 |
3 |
30,05 |
249,31 |
1088,5 |
239.31 |
1032.9 |
||||
ПП |
----- |
3,75 |
540 |
3548 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
||||
3 |
П7 |
2,268 |
468 |
3392 |
2,1 |
215,22 |
920.6 |
3 |
30,55 |
212,217 |
911,2 |
201.217 |
856.9 |
||||
Д |
Д (П6) |
1.02 |
359 |
3176 |
0,65 |
162 |
684.2 |
- |
0,65 |
162 |
|
- |
- |
||||
4 |
П5 |
0,461 |
253 |
2968 |
0,427 |
146 |
614.9 |
4 |
2,0 |
142 |
590,2 |
146 |
614.9 |
||||
5 |
П4 |
0,24 |
170 |
2820 |
0,22 |
123,62 |
518.6 |
5 |
2,1 |
118,62 |
505,1 |
108,62 |
453.85 |
||||
6 |
П3 |
0,112 |
118 |
2700 |
0,104 |
101,3 |
423.28 |
6 |
2,2 |
95,3 |
394,6 |
101,3 |
423.28 |
||||
7 |
П2 |
0,047 |
X=96.5 |
2572 |
0,0436 |
77,93 |
326.52 |
6 |
2,4 |
71,92 |
300,8 |
61.92 |
259.26 |
||||
8 |
П1 |
0,015 |
X=91.5 |
2404 |
0,0143 |
53,54 |
221.8 |
6 |
2,5 |
48,54 |
203,3 |
38,54 |
161.09 |
||||
К |
К |
0,0035 |
X=0.85 |
2196 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Расчет подогревателя п8
– расход пара на подогреватель, кг/с – расход дренажа конденсата пара из подогревателя, кг/с – расход питательной воды (рис. 2). Д Рис. 3.5 ля определения расхода пара составляем уравнение баланса теплоты с одной стороны уравнения пишется количество теплоты втекающее в подогреватель, с другой вытекающее: |
Р ис. 2 |
При расчете считаем, что утечки в подогревателе равны нулю поэтому . Зная это, упрощаем выражение:
, кг/с
Расчет подогревателя п7
– расход пара на подогреватель, кг/с; – расход дренажа конденсата пара из подогревателя, кг/с (рис. 3). Для определения расхода пара составляем уравнение баланса теплоты с одной стороны уравнения пишется количество теплоты, втекающее в подогреватель, с другой – вытекающее: Рис. 3.6
|
Рис. 3 |
При расчете считаем, что утечки в подогревателе равны нулю, поэтому . Зная это, упрощаем выражение:
, кг/с.
Питательный турбонасос
Подогрев воды в питательном насосе
, кДж/кг
Рн , МПа – давление воды на выходе из насоса;
Рв , МПа – давление воды на входе в насос;
По среднему давлению в насосе и температуре на выходе из деаэратора °С находим средний удельный объем по [ 1 ] м3/кг
– «внутренний» (гидравлический) КПД насоса,
Энтальпия питательной воды за насосом
, кДж/кг
Расход пара на турбопривод
, кг/с
, кДж/кг – адиабатическая работа сжатия в насосе,;
– действительный теплоперепад пара в приводной турбине питательного насоса, кДж/кг ( и – энтальпия пара на входе и на выходе из приводной турбины, если у приводной турбины есть свой конденсатор, то чтобы определить необходимо будет построить процесс расширения пара в приводной турбине, внутренний КПД приводной турбины можно принять давление в конденсаторе приводной турбины принять равным Pк =0,005 МПа );
– «полный» КПД насоса с учетом объемных и механических потерь;
– механический КПД приводной турбины.
Мощность приводной турбины
, кВт
Расчет подогревателя п6
Рис. 4
|
– расход пара на подогреватель, кг/с; – расход дренажа конденсата пара из подогревателя, кг/с (рис. 4). Для определения расхода пара составляем уравнение баланса теплоты: с одной стороны уравнения пишется количество теплоты, втекающее в подогреватель, с другой – вытекающее. |
Расчет расхода пара на деаэратор
Рис. 5 |
– расход пара на деаэратор, кг/с – расход основного конденсата из подогревателя низкого давления П4, кг/с (рис. 5). Для определения расхода пара на деаэратор, составляем систему уравнений, т.к. у нас две неизвестные, в системе два уравнения теплового баланса и материального деаэратора: |
При решении этой системы уравнений нужно найти и .