КПГУ_КР_Ахметов Роман_ТЭТ-405. Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине Комбинированные парогазовые установки
 Скачать 1.51 Mb.
|
Тепловая схема КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке котла-утилизатора и дожиганием топливаСхема КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке КУ и дожиганием топлива представлена на рис. 3.3. В данном варианте схемы комбинированный цикл организован так, как это показано на рис. 3.4. В КУ предусмотрена встроенная камера дожигания, куда подводится дополнительное топливо. В Т,s-координатах количество переданной теплоты в паровой контур будет эквивалентно площади  (рис. 7.1). Рис. 7.1. Схема КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке КУ и дожиганием топлива: обозначения те же что и на рис. 6.1. Расчет тепловой схемы КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке котла-утилизатора и дожиганием топлива выполнен с помощью программы GPTU_TES.xls. Для формирования исходных данных использовались результаты расчета паротурбинного контура и климатических характеристик ГТУ. Кроме этого выполнены вспомогательные расчеты, позволяющие определить характеристики горения в топке котла-утилизатора с дожиганием топлива. Ниже приведен алгоритм расчета тепловой схемы КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке котла-утилизатора и дожиганием топлива. 7.1.1 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгоранияЗависимости энтальпии воздуха  и условной энтальпии топлива  , отсчитанной от базовой температуры  К, аппроксимированы для диапазона температур  К с максимальной погрешностью  % полиномами 5-й степени вида  . Под условной энтальпией топлива  здесь понимается разность между энтальпией «чистых» продуктов полного сгорания топлива и энтальпией прореагировавшего кислорода. Использование термодинамической функции  позволяет процесс горения топливно-воздушной смеси в камере сгорания (в топке котла) условно представить как процесс смешения воздуха и газа (топливо) с подводом теплоты, а полную энтальпию продуктов горения полагать равной сумме энтальпий воздуха и газа (топливо) ‒  .Значения коэффициентов полиномов приведены в табл. 7.1. Таблица 7.1. Значения коэффициентов полиномов  7.1.2. Расчет показателей углеводородных топливРезультаты расчета показателей углеводородных топлив сведены в табл. 7.2. Таблица 7.2. Показатели углеводородных топлив
7.1.3. Расчет полиномов для котла-утилизатора с дожиганием топливаВ качестве дополнительного топлива, которое вводится в топку котла-утилизатора при дожигании, используется природный газ. Результаты расчета энтальпий воздуха, содержащегося в выхлопных газах газовой турбины, и продуктов сгорания приведены в табл. 8.3. Таблица 7.3. Энтальпии воздуха и продуктов горения топлива:
Температуры для КУ с дожиганием топлива приведены в таблице 7.4. Таблица 7.4. Температуры для КУ с дожиганием топлива
7.2. Расчет тепловой схемы КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке котла-утилизатора и дожиганием топливаРассмотрим задачу согласования теплового баланса газотурбинного и паротурбинного контуров разрабатываемой КПГУ. Паровой контур ТЭЦ на базе паровой турбины ПТ-60-130 надстраивается газотурбинным контуром ГТЭ-45-1 с заменой энергетического котла ПТУ на котел-утилизатор с дожиганием топлива. Потребное количество теплоты, обеспечивающее работу ПТУ, равно  МВт. Необходимо подобрать параметры энергетического модуля ( ,  ) таким образом, чтобы фактическое количество теплоты  , генерируемое в КУ, равнялось потребному количеству теплоты, необходимому для работы ПТУ, при условии, что  и  °C.Исходные данные для расчета КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке котла-утилизатора и дожиганием топлива, приведенные в табл. 7.5, сформированы на основании предварительно выполненных расчетов принципиальной тепловой схемы паротурбинной установки на базе ПТ-60-130 и климатических характеристик ГТУ ГТЭ-25П. . Таблица 7.5 Исходные данные:  Последовательность расчета КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке котла-утилизатора и дожиганием топлива. Тепловой баланс в топке ‒  или   . Поделив на  , получим   , где  ,  . Отсюда  . Коэффициент избытка воздуха в топке КУ ‒  . Откуда  . , откуда  .Совместное решение уравнений и позволяет найти относительный расход дополнительного топлива  . Специальная возможность программы «ГПТУ ТЭЦ.xls» ‒ «Поиск решения» позволяет определить действительные значения и  , при условии, что и °C. Таким образом,  и  К.Расход дополнительного топлива в топку котла-утилизатора ‒  кг/с или  т/ч. Тепловая нагрузка (теплопроизводительность котла-утилизатора) ‒   или    кВт. %. Результаты расчета КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке котла-утилизатора и дожиганием топлива сведены в табл. 7.6 Таблица 7.6. Результаты расчета КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ ГТЭ-25П в топке котла-утилизатора и дожиганием топлива
Как видно из результатов расчета данной тепловой схемы КПГУ, теплопроизводительность котла-утилизатора составила  МВт, что ниже значения потребного количества теплоты ( МВт), которое обеспечивает работу ПТУ на номинальном режиме.Для выполнения условия  необходимо в тепловой схеме КПГУ увеличить количество ГТУ.Отсюда можно сделать вывод, что дожигание топлива в котле-утилизаторе не позволяет использовать заявленную паровую турбину в тепловой схеме КПГУ. Следовательно, есть необходимость произвести дальнейший расчет КПГУ с дожиганием топлива и вводом дополнительного воздуха в топку котла-утилизатора. Энергетические показатели КПГУ с котлом-утилизатором и дожиганием топлива представлены в табл. 7.7 и 7.8. Таблица 7.7. Энергетические показатели КПГУ с КУ и дожиганием топлива:  Таблица 7.8. Энергетические показатели КПГУ с КУ и дожиганием топлива  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, кДж/кг
