Расчет принципиальной тепловой схемы парогазовой установки с котлом-утилизатором. Расчет принципиальной тепловой схемы парогазовой установки с котломутилизатором
 Скачать 0.76 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева» Факультет авиадвигателестроения Кафедра Общей и технической физики Расчетно-графическая работа по курсу «ТЭЦ, котельные установки и парогенераторы» На тему: Расчет принципиальной тепловой схемы парогазовой установки с котлом-утилизатором. Студент группы ……ТЭБ-19 ………..………….……Скидан М.В. (Код) (Подпись, дата) (Фамилия И. О.) Руководитель …к.т.н. ………………….……………...Емец А.А. (Уч. степень, звание) (Подпись, дата) (Фамилия И. О.) Оценка ………………………………………………….Емец А.А. (Подпись, дата) (Фамилия И. О.) Рыбинск, 2022  Рис. 1. Принципиальная тепловая схема ПГУ с двухконтурным КУ: 1 – компрессор; 2 – камера сгорания; 3 – газовая турбина; 4 – генератор ГТ; 5 – котел-утилизатор; 6 – деаэратор; 7 – ЦВД; 8 – ЦНД; 9 – генератор ПТ; 10 – конденсатор паровой турбины; 11 – конденсационный насос; 12 – конденсатор пара уплотнений; 13 – питательный насос ВД; 14 – питательный насос НД; 15 – насос рециркуляции; 16 – барабан НД; 17 – барабан ВД; 18 – перегреватель ВД; 19 – испаритель ВД; 20 – экономайзер ВД; 21 – перегреватель НД; 22 – испаритель НД; 23 – ГПК; 24, 25 – стопорные и регулирующие клапаны; 26 – сепаратор ПТ; 27 – дымовая труба Исходные данные для расчета.
Задаются потери давления в элементах схемы из диапазонов, рекомендуемых: на участке от ПЕВД (ПЕНД) до проточной части ТВД (ТНД) из диапазона 8-9% (8,6%), т.е. коэффициент восстановления давления в паропроводе от ПЕНД до входа в проточную часть ТНД равен 1/1,086 = 0,9208; в ПЕВД из диапазона 0,2-0,3 МПа (0,25 МПа); в паропроводе между ПНВД и барабаном высокого давления (БВД), а также между ПННД и БНД из диапазона 10-15% (12%); чтобы посчитать в насосе в ЭКВД – 5%; в паропроводе между ПЕНД и деаэратором из диапазона 5-10% (7%); в ПЕНД из диапазона 0,04-0,05 МПа (0,045 МПа). Задают также минимальные температурные напоры (рис. 4.3. и 4.4), имея в виду, что их уменьшение увеличивает экономичность ПГУ, но одновременно увеличивает металлоемкость, стоимость и аэродинамическое сопротивление поверхностей нагрева КУ: на входе газов в КУ  (ºС) из диапазона 20-30ºС;на выходе газов из ИВД  (ºС) из диапазона 8-10ºС;на выходе газов из ЭКВД (на входе в ПЕНД)  (ºС) из диапазона 20-30ºС;на выходе газов из ИНД  (ºС) из диапазона 8-10ºС;11) из условия обеспечения надежной работы деаэратора и его регулятора давления подогрев основного конденсата в деаэраторе принимается равным  °С из рекомендуемого диапазона = 10-20°С.12) Температура за экономайзером принимается меньшей температуры насыщения в барабане на 9ºС из рекомендуемого диапазона 10-20ºС. Расчетные характеристики природных газов
Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания. 1.Определим теоретический объем воздуха, необходимого для полного сгорания: – при сжигании газа   ,  ,где m – число атомов углерода ; n – число атомов водорода. 2. Определим теоретический объем азота в продуктах сгорания : – при сжигании газа  . , 3. Определим объем трехатомных газов: – при сжигании газа   При расчете следует учитывать, что диоксид углерода и сернистый газ принято объединят и называть <<сухие трехатомные газы>>, обозначая  , т.е.  .4. Определим теоретический объем водяных паров: – при сжигании газа    8. Определим действительный суммарный объем продуктов сгорания для газа (м3/м3) по формуле:  9. Найдем объемные доли трехатомных газов и водяных паров, а также суммарную объемную долю по формулам:    Расчет энтальпий воздуха. 1.Найдем энтальпию теоретического объема воздуха для всего выбранного диапазона температур для газа (кДж/м3):  где (c)в=133 энтальпия 1м3воздуха, кДж/м3, принимается для каждой выбранной температуры по таблице; V0 = 9,9 – теоретический объем воздуха, необходимого для горения. 2.Определим энтальпию теоретического объема продуктов сгорания для всего выбранного диапазона температур ( кДж/м3):  где  ,  ,  – энтальпии 1м3 трехатомных газов, теоретического объема азота, теоретического объем водяных паров, принимаются для каждой выбранной температуры по таблице, кДж/м3;  ,  ,  –объемы трехатомных газов, теоретический объем азота и водяного пара, м3/м3 3.Определим энтальпию избыточного количества воздуха для всего выбранного диапазона температур кДж/м3, для температура  , Аналогично для остальных температур до температуры расчеты заносим в таблицу.4.Определим энтальпию продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха > 1 (кДж/кг или кДж/м3):  Результаты расчета энтальпии продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводят в таблицу. Форма расчетной таблицы применительно к промышленному котлоагрегату приведена в таблицу.
Расчет контура ВД. Рассчитываем давления пара на входе и выходе всех участков с учетом всех потерь.        Рассчитываем температуры пара на входе и выходе всех участков с учетом всех потерь.   По давлению в испарителе находим температуру кипения по таблице:     Находим энтальпии на всех участках высокого давления.      Рассчитываем температуру газа в испарителе высокого давления.  Найдем энтальпии газов высокого давления.   Составляется уравнение теплового баланса поверхностей нагрева (ИВД + ПЕВД):  из которого определяется расход пара через ПЕВД, равный расходу в голову ТВД D  : кг/с. Из уравнения энергии для ИВД, записанного в виде ,определяется энтальпия газов за ПЕВД (перед ИВД):  ккал/кг. Температура газов за ПЕВД определяется по таблице для α = 4 по найденной энтальпии:  Из уравнения энергии для ЭКВД, записанного в виде  ,определяется энтальпия газов за ЭКВД (перед ПЕНД):   ккал/кг. По последней энтальпии по таблице при α = 4 находится температура газов перед ПЕНД (за ЭКВД):  Расчет контура НД.        По давлению в испарителе находим температуру кипения по таблице:  Находим энтальпии на всех участках низкого давления.  Рассчитываем температуры газов высокого давления.   Найдем энтальпии газов низкого давления.  Из уравнения энергии, записанного для ПЕНД+ИНД в виде  ,определяется расход пара после ПЕНД:  кг/с. Из уравнения энергии для ИНД определяется энтальпия газов за ПЕНД (перед ИНД):  ккал/кг   и по этой энтальпии по таблице находится температура газов перед ИНД:  Из уравнения энергии для ГПК   определяется энтальпия уходящих газов  ккал/кг.  Температура уходящих газов, определяется по таблице при α = 4,  ПОСТРОЕНИЕ Q-T-ДИАГРАММЫ ИВД          60 95 182 220 110 243 252 428 ϑ,  ϑв ϑвых                                      Q ПЕВД 215      ГП ЭКВД ПЕНД ИНД
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
м3
