КПГУ_КР_Ахметов Роман_ТЭТ-405. Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине Комбинированные парогазовые установки

• Название: Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине Комбинированные парогазовые установки
• Дата: 02.03.2023
• Размер: 1.51 Mb.
• Имя файла: КПГУ_КР_Ахметов Роман_ТЭТ-405.docx
• Тип: Пояснительная записка; #964092
• страница: 4 из 7

Аналитический расчет вариантов тепловых схем комбинированной энергетической установки

Аналитический расчет вариантов тепловых схем комбинированной энергетической установки предполагает выбор тепловой схемы КПГУ, а также сравнение выбранной тепловой схемы с точки зрения экономичности с другими схемами (например, с раздельно работающими ПТУ и ГТУ и др.). При этом основным критерием выбора той или иной схемы совместной работы ГТУ-25П и ПТУ на базе турбины ПТ-60/75-130 является обеспечение паропроизводительности и параметров свежего пара перед турбиной, необходимых для нормальной работы ПТУ.

1. Тепловая схема КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке котла-утилизатора без дожигания топлива

Выхлопные газы ГТУ имеют высокую температуру ( К), позволяющую утилизировать их в парогенераторе с целью получения пара.

Связующим элементом в КПГУ такого типа является котел-утилизатор (КУ), куда сбрасываются отработанные газы после ГТУ и передают теплоту пароводяному телу, т.е. происходит генерация пара. После КУ газы сбрасываются в атмосферу.
Генерация пара в установке с КУ обеспечивается за счет сбросной теплоты газовой турбины. Установка такого типа отличается относительно небольшим расходом пара, т. к. количество теплоты для генерации пара оказывается ограниченным.
На рис. 6.1 представлена схема комбинированной ПГУ со сбросом газов ГТУ в топку КУ без дожигания.


Рис. 6.1. Схема КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке КУ без дожигания топлива:

КВОУ ‒ комплексное воздухоочистительное устройство, ЭГ ‒ электрогенератор, К ‒ компрессор, КС – камера сгорания ГТУ, ГТ – газовая турбина, КУ – котел-утилизатор, ПЕ ‒ пароперегреватель, И ‒ испаритель, ЭК ‒ экономайзер, ГПК ‒ газовый подогреватель конденсата, Б – барабан, ДПВ ‒ деаэратор высокого давления, ПН ‒ питательный насос, ЦВД ‒ цилиндр высокого давления, ЦСНД ‒ цилиндр среднего-низкого давления, К ‒ конденсатор, КН ‒ конденсатный насос, ПВК ‒ пиковый водогрейный котел.
Для возможности оценки согласованной работы ГТУ и ПТУ необходим их расчет на одном и том же режиме, т. е. при одинаковых атмосферных условиях. Такой режим соответствует температуре наружного воздуха °C.

Расчет КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке котла-утилизатора без дожигания топлива произведен с помощью программы GPTU.exe, выполненной в компьютерной среде DOS. Файлом исходных данных является GPTU.dat.

Результаты расчета тепловой схемы КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке котла-утилизатора представлены ниже:

-----------------------Исходные данные------------------------------------------

T г1* = 644.170 К ! CpTг 4* = 424.403 кДж/кг! i пе = 3040.000 кДж/кг

T г4* = 423.000 K ! nTг 4* = 727.152 кДж/кг! i 1 = 760.600 кДж/кг

t пв = 26.500 С ! Ne гту = 18058.000 кВт ! i 2 = 2775.500 кДж/кг

t кип = 177.900 C ! G г = 101.900 кг/с ! i кs = 2175.000 кДж/кг

dt 1 = 81.000 ! G т = 1.303 кг/с ! r = 2011.600 кДж/кг

dt 2 = 60.000 ! Hu = 50000.000 кДж/кг! fi = 0.000

CpTг 1*= 655.600 кДж/кг! кпд пг = 0.980 ! k = 8.000

nTг 1* = 1278.800 кДж/кг! кпд пт = 0.850 ! х к = 0.893

! кпд гту = 0.275 ! P пе = 0.900 МПа

----------------------Результаты расчета------------------------------------------

t вых.эк= 90.0000С ! i г3* = 449.6317кДж/кг! Q г4_г5 =5317.8345 кВт

t пе = 290.1700С ! i г4* = 428.2737кДж/кг! D к = 8.0220 кг/с

T г2* = 624.5095К ! i г5* = 480.4605кДж/кг! G вп = 28.8794 т/ч

T г3* = 444.7987К ! di г* = 235.2940кДж/кг! x сепар = 0.1252

T г4* = 423.0000К ! di г4_г5 = 52.1868кДж/кг! Cp г1 = 1.0301 кДж/кгК

T г5* = 472.7169K ! di эк г* = 21.3580кДж/кг! Cp г4 = 1.0125 кДж/кгК

dT min = 21.8169 ! di эк г*_ = 0.0908 ! N пт =5874.6162 кВт

i вх.эк = 110.9555кДж/кг! di исп г* = 192.6883кДж/кг! N гпту =23932.6162 кВт

i вых.эк= 376.8300кДж/кг! di исп г*_= 0.8189 ! N гту_ = 0.7545

di эк = 265.8745кДж/кг! di пе г* = 21.2476кДж/кг! N пту_ = 0.2455

di эк1 = 383.7700кДж/кг! di пе г*_ = 0.0903 ! N_ = 0.3253

di пе = 264.5000кДж/кг! Q пг =23976.4579кВт ! q т = 0.0130

di пг = 2929.0445кДж/кг! Q эк = 2176.3851кВт ! Ce гпту = 0.1960кг/кВтч

di исп = 2398.6700кДж/кг! Q исп =19634.9390кВт ! b гпту = 334.3175 гут/кВтч

i г1* = 663.5677кДж/кг! Q пе = 2165.1338кВт ! кпд гту = 0.2750

i г2* = 642.3200кДж/кг! Q пе_исп =18658.6233кВт ! кпд пту = 0.2450

dt эк = 87.9000 ! ! кпд гпту= 0.3674
При такой схеме работы КПГУ генерируемая в котле-утилизаторе теплота равна кВт.

Для работы базовой ПТУ ПТ-60-130 на номинальном режиме потребная теплопроизводительность парогенератора должна составлять , где ‒ КПД парогенератора. Тепловая нагрузка парогенератора при работе турбины на номинальном режиме составляет МВт. Таким образом, МВт.

Таким образом, , т. е. теплопроизводительность котла-утилизатора не может обеспечить работу ПТУ ПТ-60-130 на номинальном режиме. Для выполнения условия необходима установка ГТУ ГТУ-25П совместно с КУ в количестве 10 штук, что нецелесообразно.

Следовательно, схема КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке КУ без дожигания не подходит для совместной ГТУ-25П и ПТУ ПТ-60-130. Такая схема может быть использована при работе ГТУ-25П в сочетании с ПТУ меньшей мощности.

Уходящие газы после газотурбинной установки содержат в себе большое количество кислорода воздуха (т. е. имеет место высокое значение коэффициента избытка воздуха ), поэтому можно реализовать дожигание дополнительного топлива в КУ, с целью повышения .