Курсовой проект по дисциплине Газотурбинные и парогазовые тэс

• Название: Курсовой проект по дисциплине Газотурбинные и парогазовые тэс
• Дата: 30.01.2023
• Размер: 0.9 Mb.
• Имя файла: 626165412.docx
• Тип: Курсовой проект; #912428
• страница: 3 из 5

5.1.2. Расчёт контура низкого давления

Температура уходящих газов на входе в контур низкого давления (вход в ППНД) равна температуре уходящих газов из ЭВД:



Температура пара перед СК НД:



где – температурный напор на выходе из ППНД, ℃.

Энтальпия пара перед СК НД:



Давление пара перед СК НД:



Давление пара в барабане НД:



Далее рассчитывается температура насыщенного пара в барабане низкого давления, энтальпия насыщенной воды и пара по давлению в барабане (для ИНД):







Температура уходящих газов на выходе из ИНД:



где – значение температурного напора в пинч-точке контура НД, ℃.

Энтальпия уходящих газов на выходе из ИНД определяется по таблице 1 приложения 1 (интерполяцией):



Рассчитывается тепловая нагрузка в ППНД+ИНД:



Расход пара контура НД:



Принимаем температуру питательной воды на входе в ГПК:



Записываются уравнения теплового и материального баланса деаэратора и определим неизвестный расход пара на деаэратор и расход основного конденсата с ГПК в деаэратор:



Энтальпия воды на выходе из ГПК рассчитывается по формуле:



где: – значение недогрева питательной воды на выходе из ГПК до температуры насыщения в деаэраторе.

Подставляются все известные значения в систему и выполняется её решение:









Получены следующие результаты при решении системы:



Расход пара в конденсатор:



Записываются уравнения теплового и материального баланса точки смешения и определим неизвестный расход основного конденсата на рециркуляцию и расход основного конденсата в ГПК:



Значение давления в конденсаторе:



Энтальпия насыщения воды в конденсаторе:



Энтальпия воды на входе в ГПК:



Подставляются все известные значения в вышеприведенную систему и выполняется решение:







Получены следующие результаты:



Рассчитывается тепловая нагрузка ППНД:



Принимается температура газов за ППНД:



Рассчитывается энтальпия уходящих газов за ППНД по таблице 1 приложения 1 (интерполяция):



Рассчитывается теплоёмкость газов в ППНД КУ:



Уточняется температура газов за ППНД КУ:





Относительная погрешность



Следовательно, расчёт температуры для уходящих газов из ППНД выполнен верно.

Рассчитывается тепловая нагрузка ИНД:



Тепловая нагрузка ГПК:



Принимается температура уходящих газов за котлом-утилизатором:



Энтальпия уходящих газов за котлом-утилизатором определяется по таблице 1 приложения 1:



Рассчитывается теплоёмкость газов в ГПК КУ:



Уточняется температура уходящих газов за ГПК (выход из КУ):





Относительная погрешность



Следовательно, расчёт температуры для уходящих газов из коила-утилизатора выполнен верно.

Энтальпия уходящих газов при температуре наружного воздуха определяется по таблице 1 приложения 1:



КПД КУ:



Тепловая нагрузка КУ:



Тепловая нагрузка КУ по газу:



Относительная погрешность



На основании проведенных расчётов строится Q-t диаграмма (приложение 2, рисунок 1).

5.2. Расчёт паровой турбины

5.2.1. Расчёт ЦВД

5.2.1.1. Расчёт КПД проточной части первого отсека ЦВД

Расчёт паровой турбины в составе парогазовой установки выполняется с целью определения внутреннего относительного КПД всех цилиндров.

Внутренний относительный КПД проточной части первого отсека ЦВД до смешения пара по приближенной эмпирической формуле:



Значение энтропии перед СРК ЦВД:



Принимая потери на дросселирование в СРК (5%) перед первым отсеком ЦВД, находится значение давления:



Энтальпия пара на входе в первый отсек ЦВД:



Значение энтропии на входе в первый отсек ЦВД:



Удельный объём пара на входе в первый отсек ЦВД:



Давление на выходе из первого отсека ЦВД и на входе во 2 отсек численно равно значению пара контура НД КУ:



Теоретическое значение энтальпии в точке смешения:



Удельный объём в точке смешения:



Средний удельный объём пара группы ступеней в первом отсеке ЦВД до смешения определяется по формуле:



Расход пара контура высокого давления:



Располагаемый теплоперепад группы ступеней в ЦВД до смешения;



Внутренний относительный КПД проточной части первого отсека ЦВД до смешения пара:



Действительный теплоперепад пара в первом отсеке ЦВД до смешения:



Действительное значение энтальпии на выходе из 1 отсека:


5.2.1.2. Расчёт КПД проточной части второго отсека ЦВД

Внутренний относительный КПД проточной части второго отсека ЦВД после смешения пара находится по формуле:



Параметры пара на входе в точку смешения.

Давление пара на входе в точку смешения:



Энтальпия пара на входе в точку смешения (пар контура низкого давления):



Расход пара после точки смешения:



Энтальпия пара на входе во второй отсек ЦВД после смешения по уравнению:





Задаётся давление на выходе из ЦВД методом подбора таким образом, чтобы значения влажности на выходе из ЦВД и ЦНД были численно равны друг другу:



Действительное значение энтропии на входе во второй отсек ЦВД:



Удельный объём пара на входе во второй отсек ЦВД:



Рассчитывается теоретическое значения энтальпии на выходе из ЦВД:



Располагаемый теплоперепад второго отсека ЦВД:



Удельный объём пара на выходе из второго отсека ЦВД в теоретической точке:



Средний удельный объём пара группы ступеней во втором отсеке ЦВД до смешения определяется по формуле:



Степень сухости в начале второго отсека ЦВД:



Степень сухости на выходе из второго отсека ЦВД в теоретической точке:



Значение степени влажности на входе во второй отсек ЦВД:



Значение степени влажности в теоретической точке на выходе из второго отсека ЦВД:



Теплоперепад в области влажного пара во втором отсеке ЦВД:



где насыщение в точке энтропии на входе во второй отсек ЦВД, кДж/кг.

Коэффициент влажности во втором отсеке ЦВД находится по формуле:



где – коэффициент учета влияния средней влажности на внутренний КПД в зависимости от конструкции проточной части.



Внутренний относительный КПД проточной части второго отсека ЦВД после смешения пара:



Действительный теплоперепад во втором отсеке ЦВД:



Действительное значение энтальпии на выходе из второго отсека ЦВД:



Значение степени сухости в действительной точке выхода из ЦВД:



Значение степени влажности в действительной точке выхода из ЦВД:


5.2.2. Расчёт сепаратора

Для достижения необходимой степени влажности на выходе из ЦНД, не превышающей 7-8%, требуется сепаратор между ЦВД и ЦНД. Записываются параметры для сепаратора:

Давление на входе в сепаратор:



Энтальпия на входе в сепаратор:



Задаётся значение степени сухости пара на выходе из сепаратора (допустимый диапазон ):



Определяется давление за сепаратором, значение которого ниже давления на входе в него на 4-10%. Потери давления принимаются 6%:



По давлению в сепараторе определяется энтальпия насыщения отводимого сепарата:



Определяется значение энтальпии на выходе из сепаратора:



Расход пара в ЦНД определяется из уравнений материального и теплового баланса для сепаратора:



Выполняется упрощение системы:



Выполняется подстановка всех известных значений в систему:



Решение системы и результаты:



После определения параметров на выходе из сепаратора выполняется расчёт КПД проточной части ЦНД.
5.2.3. Расчёт КПД проточной части ЦНД

Внутренний относительный КПД проточной части ЦНД находится по приближенной эмпирической формуле:



Энтальпия на входе в ЦНД:



Учитывая потери в СРК перед ЦВД равными 5%, рассчитывается давление на входе в ЦНД:



Энтропия на входе в ЦНД:



Давление на выходе из ЦНД на 5% больше давления в конденсаторе:



Теоретическое значение энтропии на выходе из ЦНД:



Значение степени влажности на входе в ЦНД:



Степень сухости пара на выходе из ЦНД в теоретической точке:



Значение степени влажности пара на выходе из ЦНД в теоретической точке:



Потери с выходной скоростью в ЦНД принимаются:



Располагаемый теплоперепад в ЦНД:



Теплоперепад в области влажного пара в ЦНД:



где насыщение в точке энтропии на входе в ЦНД, кДж/кг.

Значение коэффициента влажности для ЦНД:



где – коэффициент учета влияния средней влажности на внутренний КПД.



Внутренний относительный КПД проточной части ЦНД:



Действительный теплоперепад в ЦНД:



Действительное значение энтальпии на выходе из ЦНД:



Сухость пара в действительной точке на выходе из ЦНД:



Значение степени влажности в действительной точке на выходе из ЦНД:



Влажность пара составляет 5,7%, не превышая допустимых значений. Также, значение пара на выходе из ЦВД численно равно влажности пара на выходе из ЦНД.

На основании выполненных расчётов ПТУ в составе ПГУ строится h-s диаграмма для паровой турбины (приложение 2, рисунок 2).

6. Технико-экономические параметры

6.1. Суммарная тепловая нагрузка КУ:



6.2. Рассчитывается внутренняя мощность турбины;





6.3. Электрическая мощность паротурбинной установки:



6.4. Электрический КПД ПТУ:



6.5. КПД КУ:



6.6. Электрический КПД ПСУ:



6.7. Электрическая мощность ПГУ:

.

6.8. Количество подводимой теплоты ПГУ:



6.9. Электрический КПД ПГУ:



7. Выбор вспомогательного оборудования

7.1. Выбор деаэратора питательной воды

Суммарная производительность деаэраторов выбирается по максимальному расходу питательной воды. Емкость баков деаэраторов должна быть на 15% больше запаса питательной воды, который составляет: для электростанций с блочными связями – не менее 3,5 минут работы при остановке конденсатных насосов.

Номинальная производительность:



Емкость бака деаэратора:



Рабочее давление:



Выбирается один деаэратор повышенного давления ДП-1600-2 [4, табл. 3.22].

Таблица 5 – Характеристики деаэратора питательной воды

Характеристика	Типоразмер колонки (ДП-1600)
Номинальная производительность, кг/с	444,4
Рабочее давление, МПа	0,69 (7)
Давление, допустимое при работе предохранительных клапанов, МПа	0,85
Пробное гидравлическое давление, МПа	1,0
Рабочая температура, ℃	164,2
Диаметр колонки, мм	3442
Высота колонки, мм	7525
Масса колонки, кг	19750
Масса колонки, заполненной водой, кг	77750
Геометрическая вместимость колонки,	58,0
Полезная вместимость аккумуляторного бака,	120; 185

7.2. Конденсатные насосы

Конденсатные насосы всегда устанавливаются с одним резервным насосом. По возможности число насосов должно быть минимальным:
2 по 100 % или 3 по 50 % от полной производительности.

Расчётная подача конденсатного насоса:



Максимальная подача конденсатного насоса:



Напор, развиваемый насосом:



Выбирается 3 насоса типа КсВ500-85 (один резервный) [4, табл. 5.5.] со следующими характеристиками

Таблица 6 – Рабочие характеристики конденсационного насоса (2 шт.)

Подача V,	Напор Н, м	Допустимый кавита-ционный запас, м	Частота вращения n, об/мин	Потреб-ляемая мощ-ность N, кВт	КПД насоса, 𝜂, %	Завод-изготовитель
500	85	1,6	1000	154	75	ПО «Насос-энергомаш», г. Сумы