Пуск турбины из неостывшего состояния Т-100-130 курсовая. А. Г. Фролов И. О. Фамилия Пуск турбины т100130 из неостывшего состояния при

• Название: А. Г. Фролов И. О. Фамилия Пуск турбины т100130 из неостывшего состояния при
• Дата: 14.04.2022
• Размер: 495.94 Kb.
• Имя файла: Пуск турбины из неостывшего состояния Т-100-130 курсовая.docx
• Тип: Пояснительная записка; #472103

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования
Иркутский национальный исследовательский

технический университет
Институт энергетики
Кафедра теплоэнергетики

Допускаю к защите

Руководитель _____________________

	А.Г. Фролов
	И.О. Фамилия

Пуск турбины Т-100-130 из неостывшего состояния при .

тема курсовой работы

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине
Режимы работы ТЭС
1.006.00.00 – ПЗ

^{шифр проекта}

Выполнил студент						А.О. Кольвашенко
		шифр группы		подпись		И.О. Фамилия
Нормоконтроль						А.Г. Фролов
				подпись		И.О. Фамилия

Курсовая работа защищена с оценкой ___________________________________
Иркутск 2021 г.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Иркутский национальный исследовательский технический университет
ЗАДАНИЕ

на кУРСОВую работу

По курсу	Тепловые электрические станции
Студенту	Кольвашенко А.О. группы
Тема работы	Пуск турбины Т-100-130 из неостывшего состояния при
.
Исходные данные	МВт ; ; т/ч
кПа/мин; 25 кПа/мин.

Рекомендуемая литература:

1) Фролов А.Г. Режимы работы ТЭС: учеб. пособие. – Изд-во ИРНИТУ, 2016 – 250 с.

Графическая часть на - листах.

Дата выдачи задания		«___» _________ 2021 г.
Задание получил	____________	А.О. Кольвашенко
Дата представления работы руководителю		«___» _________ 2021 г.
Руководитель курсовой работы	____________	А.Г. Фролов

Содержание

Введение 4

1 Расчет изменения давления в конденсаторе от времени 5

2 Определение тепловой нагрузки турбины 8

3 Построение процесса расширения пара в турбине и определение расходов пара в сетевые подогреватели 9

Заключение 19

Список использованных источников 20

Введение

Одновальная паровая турбина типа Т-100-130 номинальной мощностью 100000 кВт при 3000 об/мин. с конденсацией и двумя отопительными отборами пара изготовлена на Уральском турбомоторном заводе и предназначена для непосредственного привода генератора трехфазного тока типа ТВФ 100-2 мощностью 100000 кВт с водородным охлаждением.

Турбина рассчитана для работы с параметрами свежего пара 130 ата, 565 , измеренными перед стопорным клапаном. Номинальная температура охлаждающей воды на входе в конденсатор – 20^оС.

Турбина имеет два отопительных отбора: верхний и нижний, предназначенные для ступенчатого подогрева сетевой воды в бойлере.

Турбина представляет собой трехцилиндровый одновальный агрегат, состоящий из цилиндров высокого, среднего и низкого давления.

ЦВД выполнен противоточным относительно ЦСД, т.е. ход пара в ЦВД осуществлен от среднего подшипника к переднему, а в ЦСД – от среднего подшипника к генератору. ЦНД – двухпоточный.

Фикспункт турбины расположен на боковых фундаментных рамах выхлопной части ЦНД со стороны сервомотора ЦНД. Турбина расширяется от фикспункта, как в сторону переднего подшипника, перемещая при этом корпуса среднего и переднего подшипников и выхлопную часть ЦНД со стороны сервомотора ЦНД по их фундаментным рамам, так и в сторону генератора, перемещая выхлопную часть ЦНД со стороны генератора по ее фундаментной раме.

В ЦВД располагается двухвенечное колесо скорости и 8 ступеней давления, в ЦСД расположено 14 ступеней давления. В ЦНД в каждом потоке размещается по одной регулирующей ступени и по одной ступени давления. Турбина имеет сопловое регулирование: свежий пар подводится к отдельно стоящей паровой коробке, в которой расположен стопорный клапан, откуда по перепускным трубам поступает к четырем регулирующим клапанам, расположенным в паровых коробках, вваренных в паровую часть ЦВД.

В данной курсовой работе рассматривается пуск турбины Т-100-130 из неостывшего состояния и набор ею нагрузки 86 МВт. Программа пуска турбины составляется в соответствии с номограммой по пуску Т-100-130 из неостывшего состояния, где определяющим начальным фактором является значение температуры низа ЦВД, а количество пропускаемого пара через турбину определяется текущей электрической мощностью и тепловой нагрузкой турбоустановки по диаграмме режимов.

В процессе выполнения курсовой работы необходимо рассчитать изменение давления в конденсаторе от времени, построить процесс расширения пара в турбине при различной нагрузке, определить тепловые нагрузки, расход пара в сетевые подогреватели, а также рассчитать пуск сетевых подогревателей. По окончании расчетов и по их данным построить графики зависимости величин от времени.

1 Расчет изменения давления в конденсаторе от времени

Пуск турбины начинается с прогрева главного паропровода, который происходит со скоростью 2–4 градуса в минуту [1]. Принимаю скорость прогрева паропровода 4 градуса в минуту. Температура паропровода равна температуре низа ЦВД.

Время прогрева главного паропровода, мин



Набор вакуума происходит от начального давления в контуре (принимаю равным атмосферному ) до конечного давления в конденсаторе

Сначала вакуум набирается только пусковым эжектором со скоростью кПа/мин, затем при достижении вакуума 400-450 мм рт. ст. (53-60 кПа) [1], то есть при давлении 40-47 кПа включается основной эжектор, и дальнейший набор вакуума осуществляется основным и пусковым эжекторами со скоростью .

Время набора пускового вакуума от 100 до 44 кПа, мин



После проведения всех подготовительных операций производится толчок ротора паром. К этому моменту турбина должна набрать пусковой вакуум.

При давлении в конденсаторе происходит толчок ротора паром и начинается набор частоты вращения [1].

Время набора вакуума от 45 до 35 кПа, мин



Так как конечное давление в конденсаторе , то время набора вакуума от 35 до 5 кПа, мин



Строим график зависимости давления в конденсаторе от времени (см. рисунок 1).

Зависимость частоты вращения от времени (см. рисунок 2) и электрической мощности от времени (см. рисунок 3) строится на основании номограммы по пуску турбины Т-100-130 по известной температуре низа ЦВД .



Рисунок 1 – График зависимости давления в конденсаторе от времени


Рисунок 2 – График зависимости частоты вращения от времени



Рисунок 3 – График зависимости электрической мощности от времени

2 Определение тепловой нагрузки турбины

Тепловая нагрузка турбины, кВт



где – расход сетевой воды; кДж/(кг ∙ ºС) – теплоемкость воды; – температура прямой сетевой воды; – температура обратной сетевой воды.



Тепловая нагрузка верхнего сетевого подогревателя (ВСП), кВт

.

Тепловая нагрузка нижнего сетевого подогревателя (НСП), кВт

.

Температура воды на выходе из НСП:



Принимаю недогрев в сетевых подогревателях , тогда температура конденсата на выходе из подогревателей,

.

.

По [2] определяем давление и энтальпию конденсата на линии насыщения для каждой температуры , :

ата; кДж/кг.

ата; кДж/кг.

Принимаю потери давления в патрубках отборов , тогда давление в верхнем и нижнем теплофикационных отборах будут равны:

3 Построение процесса расширения пара в турбине и определение расходов пара в сетевые подогреватели

Для построения процесса расширения пара в турбине и определения расхода пара в сетевые подогреватели принимаем ряд допущений:

- парораспределение – дроссельное;

- при , , , давление перед регулирующими клапанами , давление за ЦВД , давление за ЦСД [1];

- изменение давления в проточной части прямо пропорционально изменению расхода пара;

- относительный внутренний кпд ЦВД и ЦСД ;

- максимальный относительный внутренний кпд ЦНД при в конденсационном режиме при пропуске пара в ЦНД ;

- изменение относительного внутреннего кпд ЦНД прямо пропорционально изменению расхода пара.

При дроссельном парораспределении энтальпия пара перед сопловой решеткой первой ступени при изменении расхода пара через турбину сохраняется постоянной и равной энтальпии свежего пара: (при и ) [1].

По h,S – диаграмме для водяного пара определяем параметры пара при различных нагрузках турбины 10, 40, 60 и 86 МВт.

, , ,

Давление за регулирующими клапанами:



Давление за ЦВД:



Теоретическая энтальпия пара за ЦВД:

Располагаемый теплоперепад ЦВД:



Относительный внутренний КПД ЦВД:



Действительный теплоперепад ЦВД:



Действительная энтальпия пара на выходе из ЦВД:



Давление за ЦСД:



Теоретическая энтальпия пара на выходе из ЦСД:

Располагаемый теплоперепад ЦСД:



Относительный внутренний КПД ЦСД:



Действительный теплоперепад ЦСД:



Действительная энтальпия пара на выходе из ЦСД:



Давление на выходе из ЦНД:

Теоретическая энтальпия пара на выходе из ЦНД:

Располагаемый теплоперепад ЦНД:



Относительный внутренний КПД ЦНД:



Действительный теплоперепад ЦНД:



Действительная энтальпия пара на выходе из ЦНД:



, , .

Давление за регулирующими клапанами:



Давление за ЦВД:



Теоретическая энтальпия пара за ЦВД:

Располагаемый теплоперепад ЦВД:



Относительный внутренний КПД ЦВД:



Действительный теплоперепад ЦВД:



Действительная энтальпия пара на выходе из ЦВД:



Давление за ЦСД:

Теоретическая энтальпия пара на выходе из ЦСД:

Располагаемый теплоперепад ЦСД:



Относительный внутренний КПД ЦСД:



Действительный теплоперепад ЦСД:



Действительная энтальпия пара на выходе из ЦСД:



Давление на выходе из ЦНД:

Теоретическая энтальпия пара на выходе из ЦНД:

Располагаемый теплоперепад ЦНД:



В соответствии с тепловой схемой турбоустановки составляется схема сетевых подогревателей.

Составим уравнение теплового баланса для НСП (при данной нагрузке в работу включен только НСП):

.

По h,S – диаграмме определяются значения энтальпий пара в теплофикационных отборах при соответствующих давлениях в точках пересечения изобар с линией процесса расширения: ; .

Расход пара на НСП, т/ч



Пропуск пара в ЦНД с учетом отборов пара в систему РППВ, т/ч

.

Нагружение НСП идет со скоростью 10 тонн пара в минуту.

Время запуска (полной загрузки) НСП:


Относительный внутренний КПД ЦНД:



Действительный теплоперепад ЦНД:



Действительная энтальпия пара на выходе из ЦНД:



Время, за которое произойдет набор 1 МВт, мин/МВт



, , .

Давление за регулирующими клапанами:



Давление за ЦВД:



Теоретическая энтальпия пара за ЦВД:

Располагаемый теплоперепад ЦВД:



Относительный внутренний КПД ЦВД:



Действительный теплоперепад ЦВД:



Действительная энтальпия пара на выходе из ЦВД:



Давление за ЦСД:

Теоретическая энтальпия пара на выходе из ЦСД:

Располагаемый теплоперепад ЦСД:



Относительный внутренний КПД ЦСД:



Действительный теплоперепад ЦСД:



Действительная энтальпия пара на выходе из ЦСД:



Давление на выходе из ЦНД:

Теоретическая энтальпия пара на выходе из ЦНД:

Располагаемый теплоперепад ЦНД:



Уравнение теплового баланса для НСП (при данной нагрузке в работу включен только НСП):

.

По h,S – диаграмме определяются значения энтальпий пара в теплофикационных отборах при соответствующих давлениях в точках пересечения изобар с линией процесса расширения: ; .

Расход пара на НСП, т/ч



Пропуск пара в ЦНД с учетом отборов пара в систему РППВ, т/ч

.

Время запуска (полной загрузки) НСП:



Относительный внутренний КПД ЦНД:



Действительный теплоперепад ЦНД:



Действительная энтальпия пара на выходе из ЦНД:



Время, за которое произойдет набор 1 МВт, мин/МВт



, , .

Давление за регулирующими клапанами:



Давление за ЦВД:



Теоретическая энтальпия пара за ЦВД:

Располагаемый теплоперепад ЦВД:



Относительный внутренний КПД ЦВД:



Действительный теплоперепад ЦВД:



Действительная энтальпия пара на выходе из ЦВД:



Давление за ЦСД:

Теоретическая энтальпия пара на выходе из ЦСД:

Располагаемый теплоперепад ЦСД:



Относительный внутренний КПД ЦСД:



Действительный теплоперепад ЦСД:



Действительная энтальпия пара на выходе из ЦСД:



Давление на выходе из ЦНД:

Теоретическая энтальпия пара на выходе из ЦНД:

Располагаемый теплоперепад ЦНД:



Составим уравнения теплового баланса для ВСП и НСП:

.

.

По h,S – диаграмме определяются значения энтальпий пара в теплофикационных отборах при соответствующих давлениях в точках пересечения изобар с линией процесса расширения: ; ; ; .

Расход пара на ВСП, т/ч



Расход пара на НСП, т/ч





Пропуск пара в ЦНД с учетом отборов пара в систему РППВ, т/ч

.

Время запуска (полной загрузки) ВСП:



Относительный внутренний КПД ЦНД:



Действительный теплоперепад ЦНД:



Действительная энтальпия пара на выходе из ЦНД:



Время, за которое произойдет набор 1 МВт, мин/МВт


Процесс расширения пара в турбине Т-100-130 при различных нагрузках представлен на рисунке 4.

Для построения графика зависимости (см. рисунок 5) используется диаграмма режимов турбины. При расход пара на турбину изменяется пропорционально изменению частоты вращения ротора.

График зависимости представлен на рисунке 6.

График зависимости представлен на рисунке 7.

График зависимости (см. рисунок 8) строится по значениям , полученным с учетом расхода пара в сетевые подогреватели и доли отборов пара на регенерацию α = 0,17.

Все данные расчета пуска турбины Т-100-130 из неостывшего состояния сведены в таблицу 1.

Рисунок 4 – Процесс расширения пара в турбине Т-100-130 при различных нагрузках


Рисунок 5 – График зависимости расхода пара на турбину от времени

Рисунок 6 – График зависимости расхода пара в нижний, верхний и суммарный в сетевые подогреватели от времени



Рисунок 7 – График зависимости тепловой нагрузки турбины от времени

Рисунок 8 – График зависимости расхода пара в конденсатор от времени


Таблица 1– Сводная таблица расчета пуска турбины Т-100-130 из неостывшего состояния

τ, мин	τт, мин	n, об/мин	, МВт	, кПа	, т/ч	, т/ч	, т/ч	, Гкал/ч	, т/ч	, т/ч
63,75	-	0	-	100	-	-	-	-	-	-
69,35	5,6	5	-	44	-	-	-	-	-	-
69,71	5,96	5	-	35	-	-	-	-	-	-
70,91	7,16	100	-	5	-	-	-	-	0	0
76,51	12,76	500	-	5	-	-	-	-	2	2
82,11	18,36	1750	-	5	-	-	-	-	4	4
87,71	23,96	1750	-	5	-	-	-	-	13	13
93,31	29,56	3000	0	5	-	-	-	-	22	22
98,91	35,16	3000	10	5	-	-	-	-	53	44
104,51	40,76	3000	40	5	-	-	-	-	53	44
110,11	46,36	3000	55	5	-	90,9	90,9	58,0	208	42
115,71	51,96	3000	80	5	-	90,9	90,9	58,0	208	42
121,31	57,56	3000	80	5	-	95,5	95,5	58,0	280	56
126,91	63,16	3000	106	5	70,8	105,9	176,7	96,68	378	75,6

Заключение

В данной курсовой работе был выполнен расчет пуска турбины Т-100-130 из неостывшего состояния.

Пуск турбины из неостывшего состояния при температуре низа ЦВД составил 126,91 минут, прогрев паропровода занял 63,75 минут, набор вакуума пусковым эжектором от до 44 кПа – 5,6 минут, набор вакуума пусковым и основным эжектором от 44 кПа до 35 кПа – 0,36 минуты, от 35 кПа до – 5 кПа – 1,2 минуты. Пуск нижнего сетевого подогревателя занимает 9,09 минут, а верхнего 9,55 минуты. Время от толчка ротора паром до набора номинальной частоты вращения ротора составило 101,11 минут. А время набора нагрузки, которое считается от подключения генератора в сеть, до выхода на заданную электрическую мощность равную 106 МВт, составило 39,2 минут.

Список использованных источников

1. Фролов А.Г. Режимы работы ТЭС: учеб. пособие. – Изд-во ИРНИТУ, 2016 – 250 с.

2. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. – М.: Издательство МЭИ. 1999.- 168 с.

3. h,S – диаграмма для водяного пара.