Тепловые схемы и режимы работы ТЭС и АЭС» «Конструкторский расчет принципиальной тепловой схемы конденсационного паротурбинного энергоблока

Уравнение материального баланса для Д(П4)0,06713 + 0,09843 + 0,03368 + = 1,017Уравнение теплового баланса для Д(П4)((((0,06713 + 0,09843 + 0,03368)834,3 + 3196 + 645,3)0,99 = 1,017732,1Из решения системы уравнений находим = 0,02279= 0,795Подогреватели низкого давления П5, П6, П7, П8, П9Подогреватель П5 (рис.4, а)Уравнение теплового баланса для П5,== 0,795(645,3 – 546,26) / ((3075 – 616,6)0,99) = 0,03235Подогреватель П6 (рис.4, б)Между подогревателями П6 и П7 отсутствует точка смешения, тогда уравнение теплового баланса для П6(2936 – 517)0,99 + 0,03235(616,6 – 517)0,99 = 0,795(546,26 – 447,19)= 0,03156Подогреватель П7 (рис.4, в)Между подогревателями П7 и П8 отсутствует точка смешения, тогда уравнение теплового баланса для П7(2747 – 449,5)0,99 + 0,03457(502,4 – 449,5)0,99 = 0,82961(433,32 – 330,68)= 0,03277абвгдРис. 4Подогреватель П8 (рис.4, г)Для смешивающего подогревателя П8 (рис.4, д) составляются 2 уравнения – материального и теплового баланса. Уравнение материального баланса для П80,03235 + 0,03156 + 0,03277 + + = 0,795Уравнение теплового баланса для П8((((0,03235 + 0,03156 + 0,03277)467,6 + 2660 + 249,05)0,99 = 0,795348,12Из решения системы уравнений находим = 0,02506= 0,6733Подогреватель П9 (рис.4, д)Для смешивающего подогревателя П9 (рис.4, е) составляются 2 уравнения – материального и теплового баланса. Уравнение материального баланса для П9 + = 0,6733Уравнение теплового баланса для П9((2538 + 150)0,99 = 0,6733249,05Из решения системы уравнений находим = 0,02864= 0,64466Питательный турбонасосДля определения доли отбора пара на турбопривод питательного насоса, предварительно определим действительное теплопадение пара в приводной турбине питательного насоса с учетом особенностей ПТС. Приводная турбина питательного насоса подключена в 3 отбор (согласно п. 9 задания). Определим давление пара на входе в приводную турбину с учетом потерь, которые можно принять равными 5%. Давление в 3 отборе составляет = 1,887МПа (стр. 6, столб.1). С учетом упомянутых потерь, давление пара на входе в приводную турбину составит = 1,887 – 5% = 1,7927 МПа.Значение конечного давления на выхлопе из турбины составляет = 6,5 кПа (п. 10 задания). Энтальпия пара на входе в приводную турбину равна энтальпии пара в данном отборе,т.е. = 3358кДж/кг.Строим на диаграмме изоэнтропный процесс расширения пара (до значения = 6,5 кПа).Реальная энтальпия пара на выходе из приводной турбины питательного насоса(hд)ТП=h3(h3(hТ)ТП)= 3358 – 0,78(3358 – 2264) = = 2505 кДж/кг.Здесь (hТ)ТП = 2264 кДж/кг (определено из диаграммы), = 0,78 (п. 12 задания)Рассчитаем действительное теплопадение пара в приводной турбине питательного насосакДж/кгДоля отбора пара на турбопривод питательного насоса= = ((31,9 – 0,85)0,00111031,017) / (8530,8330,98) = 0,0499.где - действительное теплопадение пара в приводной турбине питательного насоса, кДж/кг; ==0,85∙0,98=0,833 – «полный» КПД насоса с учетом объемных и механических потерь;=0,98 - механический КПД приводной турбины.Контроль материального баланса пара и конденсатаПропуск пара в конденсатор где доля регенеративных отборов пара из турбины.Доля потока конденсата после основного конденсатора с паровой стороны с учетом конденсата турбопривода и других потоков +Контроль материального баланса пара и конденсата выражается уравнением,где − доля потока конденсата из основного конденсатора со стороны регенеративной системы; определяется после расчета ПНД. Определим погрешностьРавенство выполняется с точностью менее 0,1 %.Переходим к определению приведенного теплоперепада для основной энергетической турбины (см. рис.5) и заполнению табл.2.а)б)в)Рис. 5 . Процессы отбора пара в ЦВД (а), ЦСД (б) и ЦНД (в) Значения приведенного теплоперепада по отсекам турбины сведены в таблицу 2.Таблица 2 - Определение приведенного теплоперепадаЦилиндрОтсек турбиныДоля пропуска пара через отсек αjТеплоперепад пара в отсекеΔhj, кДж/кгВнутренняя работа на 1 кг свежего параαj∙Δhj, кДж/кгЦВД0 – 1α0 = 1h0 - h1 =3345 – 3033 = 3123121-2α0 – α1= 1 – 0,06713 = 0,93287h1 – h2 = 3033 – 2946 = 8781,2ЦСДПП-3α0–α1 – α2 = 1 – 0,06713 –0,09843 = 0,8344h3 =3562 – 3358 = 204170,23-4α0 –α1 –α2 – α3– αТП= 1 – 0,06713 –0,09843 – 0,03368– 0,0499 = 0,7509h3 - h4 =3358 – 3196 = 162121,64-5α0 – α1 – α2 – α3– αТП – αд= 1 – 0,06713 –0,09843 – 0,03368– 0,0499 – 0,02279 = 0,7281h4 - h5 = 3196 – 3075 = 12188,15-6α0 – α1 – α2 – α3– αТП – αд – α5= 1 – 0,06713 –0,09843 – 0,03368 – 0,0499 – 0,02279 – 0,03235 = 0,6957h5– h6 = 3075 – 2936 = 13996,7ЦНД6-7α0 – α1 – α2 – α3– αТП – αд – α5– α6 = 1 – 0,06713 –0,09843 – 0,03368 – 0,0499 – 0,02279 – 0,03235 –0,03156 = 0,6642h6– h7 =2936 – 2799 = 13791,07-8α0 – α1 – α2 – α3– αТП – αд – α5 – α6– α7= 1 – 0,06713 –0,09843 – 0,03368 – 0,0499 – 0,02279 – 0,03235 –0,03156 –0,03277 = 0,6314h7– h8 =2799 – 2660 = 13987,88-9α0 – α1 – α2 – α3– αТП – αд – α5 – α6 – α7– α8 = 1 – 0,06713 –0,09843 – 0,03368 – 0,0499 – 0,02279 – 0,03235 –0,03156 –0,03277 – 0,02506 = 0,6063h8– h9=2660 – 2538 = 12274,09 - Кα0 – α1 – α2 – α3– αТП – αд – α5 – α6 – α7– α8 – α9 = 1 – 0,06713 –0,09843 – 0,03368 – 0,0499 – 0,02279 – 0,03235 –0,03156 –0,03277 – 0,02506 – 0,02864 = 0,57769h9- hК =2538 – 2374 = 16494,71217,3Расход пара в голову турбины =525103 / (1217,30,980,98) = 444,5 кг/сгде ─ электрическая мощность, МВт; ─ приведенный теплоперепад, кДж/кг; ─ механический КПД ;─ КПД генератора.Абсолютные расходы рабочего тела по элементам тепловой схемы = , кг/сТогда = = 0,06713444,5 = 29,8 кг/с = =0,09843444,5 = 43,8 кг/с = =0,03368444,5 = 15,0 кг/с = = 0,02279444,5 = 10,1 кг/с = = 0,03235444,5 = 14,4 кг/с = = 0,03156444,5 = 14,0 кг/с = = 0,03277444,5 = 14,6 кг/с = = 0,02506444,5 = 11,1 кг/с = = 0,02864444,5 = 12,7 кг/с = = 0,017444,5 = 7,6 кг/с = = 1,017444,5 = 452,1 кг/с = ( = (1 – 0,06713 – 0,09843)444,5 = 370,9 кг/с = =0,795444,5 = 353,4 кг/с 0,6733444,5 = 299,3 кг/с 0,64466444,5 = 286,6 кг/с = 0,57769444,5 = 256,8 кг/с = 0,0499444,5 = 22,2 кг/с3. Показатели тепловой экономичности энергоблокаРасход теплоты на турбоустановку = 444,5(3345 – – 1201) + 370,9(3562 – 2946) = 1181573кВтАбсолютный электрический КПД конденсационной турбогенераторной установки = 525103 / 1181573 = 0,44Удельный расход теплоты на турбогенераторную установку3600 / 0,44 = 8102,2Удельный расход пара турбоустановки3600444,5 / 525103 = 3,0Примем , что .КПД энергоблока брутто =0,440,990,95 = 0,418 = 0,94 ÷0,95─ для природного газа.КПД энергоблока нетто = (1 ─ = 0,418(1 – 0,035) = 0,403 для природного газа.Удельный расход условного топлива при = 29300 кДж/кг= = (3600 / 29300) / 0,403 = 0,305Выполним пересчет объемной теплоты сгорания в низшую по формулеСогласно заданию (п.21 23) , а . Имеем= = (3600 / 46341) / 0,403 = 0,193Объемный расход натурального топлива на энергоблок= = 1181573/ (0,95380000,99) = 33,1 кг/сМассовый расход натурального топлива на энергоблок = = 1181573/ (0,95463410,99) =27,1 кг/сСписок использованной литературы1 Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблица теплофизических свойств воды и водяного пара. М.: МЭИ,19992Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. Москва. 1987.3Стерман Л.С., Лавыгин В.М. , Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции.М.: Из-во МЭИ, 2004.4Тепловые электрические станции. Буров В.Д., Дорохов Е.В., Елизаров Д.П. и др. М.: Из-во МЭИ,2007.