расчет гтэ 160. Т. Ю. Короткова, В. В. Барановский

• Название: Т. Ю. Короткова, В. В. Барановский
• Анкор: расчет гтэ 160
• Дата: 28.04.2023
• Размер: 0.8 Mb.
• Имя файла: расчет гтэ 160.docx
• Тип: Документы; #1096224
• страница: 7 из 11

8

ЭВД 7

t8г

t8п t7п

t7г

БВД


Из деаэратора

7

ИВД 6

t7п

t6п

РБВД

6

ППВД 5

t6г

t6п t4д=t5г
t5п

Рис. 6. Схема контура высокого давления КУ

𝐺𝐺_Г ⋅ ⁽ℎ^г − ℎ^{г )} ⋅ 𝜂𝜂 = 𝐺𝐺^ВД(ℎ^п − ℎ^п).

^{5 7} ПП ^{5 7}

Величина 𝜂𝜂 = 0,98 определяет потери теплоты в окружающую среду. Расход питательной воды через экономайзер высокого давления (ЭВД)


ПВ
𝐺𝐺^ВД, с учетом непрерывной продувки из барабана ВД будет несколько выше расхода пара высокого давления:

𝐺𝐺^ВД = �1 + 𝛼𝛼_пр� ⋅ 𝐺𝐺^ВД, кг/с.

ПВ ПП

Здесь 𝛼𝛼_пр = 0,005 относительная величина непрерывной продувки барабана испарителя высокого давления.

Энтальпия питательной воды на входе в экономайзер высокого давления

/


Д
определяется по параметрам в деаэраторе питательной воды ( Р_д , МПа; ℎ ,

кДж\кг) с учетом повышения давления в питательном насосе контура ВД 𝛥𝛥Р_ПН

(рис. 7):

𝛥𝛥Р_ПН = Р_ПН − Р_Д, кПа

Рис. 7 Схема для определения давления питательного насоса

Давление, создаваемое питательным насосом, должно быть примерно на 20 – 25% выше давления перегретого пара на выходе из ППВД для компенсации гидравлических потерь в тракте КУ, тогда:


ПП
Р_ПН = 1,2 ⋅ Р^ВД , Мпа.

Приращение энтальпии в питательном насосе:

^РПН ^{− Р}Д

𝛥𝛥ℎ_ПН = 𝜈𝜈_в ⋅

𝜂𝜂_н

, кДж/кг

где 𝜈𝜈_в – средний удельный объем питательной воды, м3/кг; 𝜂𝜂_н = 0,82 – 0,86 – КПД насоса. Энтальпия питательной воды на входе в экономайзер высокого давления с учетом давления в деаэраторе и повышения давления в питательном насосе высокого давления:

ℎ^п = ℎ^ВД = ℎ^/ + 𝛥𝛥ℎ

, кДж/кг.

8 _{ПВ Д} ПН


8

8
Зная значение энтальпии ℎ^п, находим температуру питательной воды на входе в экономайзер высокого давления 𝑡𝑡^п, °С.


8
Составив уравнение теплового баланса экономайзера высокого давления, найдем энтальпию газа на выходе из экономайзера ℎ^г , кДж/кг:

𝐺𝐺_Г ⋅ ⁽ℎ^г − ℎ^{г )} ⋅ 𝜂𝜂 = 𝐺𝐺^ВД(ℎ^п − ℎ^п).

7 8 _ПП 7 8

Температура газов на выходе из экономайзера высокого давления (вход в пароперегреватель низкого давления) составит:


ℎ
г

𝑡𝑡^г = ⁸ , °𝐶𝐶.

8 _С𝑝𝑝

Теплоемкость газов С_𝑝𝑝 принимается по номограмме Приложения 3 при рассчитанном значении 𝛼𝛼_кс.

Расчетконтуранизкогодавлениякотла-утилизатора.С температурой

𝑡𝑡^г = 𝑡𝑡^г (ℎ^г = ℎ^г) газы поступают в контур низкого давления котла-утилизатора.

8 9 8 9

В состав этого контура входят: пароперегреватель низкого давления (ППНД) и испаритель низкого давления (ИНД) (рис. 8).



Рис. 8. Схема контура низкого давления КУ

Принимаем температурный напор в ППНД равным 30 °С, тогда температура пара на выходе из пароперегревателя низкого давления:

𝑡𝑡^п = 𝑡𝑡^г − ∆𝑡𝑡_пп, °С.

9 9

Теплосодержание перегретого пара на выходе из пароперегревателя

низкого давления ℎ^п определяется по таблицам свойств перегретого пара ℎ^п =

9 9

= 𝔣𝔣�Р^НД; 𝑡𝑡^п�, кДж/кг.

ПП ⁹

Температура газов на выходе из ИНД на 10 °С больше температуры

насыщения в барабане ИНД:

𝑡𝑡^г = 𝑡𝑡^БНД + 10, °С.

11 н

Температура насыщения 𝑡𝑡^БНД = 𝑡𝑡^П = 𝑡𝑡^П определяется по давлению в

б
барабане ИНД (𝑃𝑃^НД ).

н 10 11

Энтальпия газов после испарителя низкого давления:

ℎ^г = С_р ∙ 𝑡𝑡^г , кДж/кг

11 11


11
С_р = 𝑓𝑓(𝛼𝛼_кс; 𝑡𝑡^г ) определяется по таблицам Приложения 3.

Питательная вода поступает в барабан низкого давления недогретой до

температуры насыщения на 10 С

:

𝑡𝑡^БНД = 𝑡𝑡^БНД − 10°С.

пв _Н

Энтальпия питательной воды низкого давления ℎ^п = 𝑓𝑓�𝑡𝑡^БНД�

определяется по таблицам воды и водяного пара, кДж/кг.

11 пв

Из уравнения теплового баланса контура низкого давления КУ находим расход перегретого пара низкого давления:

𝐺𝐺^НД(ℎ^п − ℎ^{п )} = 𝐺𝐺_Г ⋅ (ℎ^г − ℎ^г ) ⋅ 𝜂𝜂

_ПП 9 11

8 11

НД ^{8 11}
𝐺𝐺_Г ⋅ (ℎ^г − ℎ^г ) ⋅ 𝜂𝜂

𝐺𝐺 = , кг/с

ПП _ℎп _{− ℎ}п

9 11

Расход питательной воды в барабан низкого давления с учетом непрерывной продувки:

𝐺𝐺^НД = �1 + 𝛼𝛼^НД� ⋅ 𝐺𝐺^НД, кг/с.

ПВ ^пр ПП

Здесь 𝛼𝛼_пр = 0,005 относительная величина непрерывной продувки барабана испарителя низкого давления.
Расчетгазовогоподогревателяконденсата


Рис. 9. Схема газового подогревателя конденсата КУ

В расчете принимаем температуру уходящих газов на выходе из котла– утилизатора равной 100 °С (рис. 9).

Теплосодержание уходящих газов:


13
ℎ_ух = ℎ^г = 𝑡𝑡_ух ⋅ 𝐶𝐶_р, кДж/кг.

Теплоемкость газов С_𝑝𝑝 принимается по номограмме Приложения 3 при рассчитанном значении 𝛼𝛼_кс.

Количество теплоты, отданное газами в ГПК на нагрев конденсата:


11
𝑄𝑄_ГПК = 𝐺𝐺_Г ⋅ �ℎ^г − ℎ_ух�, кВт.
КПД котла утилизатора. КПД котла-утилизатора определяется иначе, чем для традиционных топливоиспользующих котлоагрегатов. Величина 𝜂𝜂_КУ показывает, насколько эффективно используется теплота уходящих газов ГТУ. КПД котла-утилизатора находится как отношения количества теплоты, которое

действительно передается уходящими газами в котле-утилизаторе на нагрев конденсата и получение пара высокого и низкого давлений к теоретически возможному количеству теплоты, переданному при охлаждении уходящих газов до температуры наружного воздуха.

^𝜂𝜂КУ

= ^{ℎ4д−ℎух} ∙ 100%,

^ℎ4д^−ℎн.в

где ℎ_4д, ℎ_ух, ℎ_н.в – энтальпии газов после газовой турбины (на входе в КУ), после котла-утилизатора и при температуре наружного воздуха, соответственно, кДж/кг.

Средние значения КПД котлов-утилизаторов составляют 𝜂𝜂_КУ = 75 – 85 %

и зависят от температуры наружного воздуха.

Далее по результатам расчета КУ требуется построить тепловую Q-t

диаграмму (рис. 10).

ПостроениеQ-tдиаграммы.Q-t диаграмма показывает зависимость температур греющей и нагреваемой сред от количества переданной теплоты.

Количество переданной теплоты, воспринимаемой водой и паром в поверхностях нагрева котла-утилизатора, МВт.


11
𝑄𝑄_ГПК = 𝐺𝐺_Г ⋅ (ℎ^г − ℎ_ух)𝜂𝜂;

𝑄𝑄_ИНД = 𝐺𝐺_Г ⋅ ⁽ℎ^г − ℎ^{г )}𝜂𝜂, энтальпия ℎ^г находится из уравнения

10 11 10

теплового баланса ППНД;

𝑄𝑄_ППНД = 𝐺𝐺_Г ⋅ ⁽ℎ^г − ℎ^{г )}𝜂𝜂;

9 10

𝑄𝑄_ЭВД = 𝐺𝐺_Г ⋅ ⁽ℎ^г − ℎ^{г )}𝜂𝜂;

7 8

𝑄𝑄_ИВД = 𝐺𝐺_Г ⋅ ⁽ℎ^г − ℎ^{г )}𝜂𝜂,энтальпия ℎ^г находится из уравнения теплового

6 7 6

баланса ППВД;

𝑄𝑄_ППВД = 𝐺𝐺_Г ⋅ ⁽ℎ^г − ℎ^{г )}𝜂𝜂.

5 6

Рис.10. Тепловая Q-t диаграмма котла-утилизатора

5. Расчет тепловой схемы паротурбинной установки

Рис. 11. Теплофикационная паровая турбина Т-63/76-8,8 Стационарная теплофикационная паровая турбина Т-63/76-8,8 с

нерегулируемыми отборами пара (рис. 11) предназначена для непосредственного привода электрического генератора переменного тока ТЗФП-80-2УЗ, монтируемого на общем фундаменте с турбиной в помещении машинного зала электростанции. Турбина выполнена для работы с паром двух давлений – контура высокого давления (ВД) и контура низкого давления (НД) котла-утилизатора.

Паровая турбина Т-63/76-8,8 выполнена в одном цилиндре с двухкорпусной конструкцией с петлевой схемой движения пара в цилиндре. Пар контура ВД поступает во внутренний корпус цилиндра. Пройдя левый поток, он разворачивается на 180° и направляется по межкорпусному пространству паровой турбины к ступеням правого потока. Имеет 21 ступень. Верхний отопительный отбор пара организован из камеры за 17-й ступенью, а нижний – за 19-й ступенью паровой турбины. Из ЧНД пар поступает в конденсатор поверхностного типа.

Технические характеристики паровой турбин ЗАО «УТЗ» приведены в Приложении 5.

На рис. 12 показана принципиальная схема паротурбинной установки Т- 63/76-8,8 в составе ПГУ-230.


26



СК РК

ППВД

ИВД

ЭВД

ППНД

ИНД

ГПК

Рис. 12. Принципиальная схема паротурбинной установки Т-63/76-8,8 в составе ПГУ-230

Пар из пароперегревателя высокого давления КУ поступает в часть высокого давления паровой турбины, где расширяется до давления в точке смешения. В камеру смешения паровой турбины поступает пар из пароперегревателя низкого давления КУ и после смешения с основным потоком пара направляется в турбины.

Пар, отбираемый из турбины на узел сетевых подогревателей, отдав свою теплоту на нагрев потока основного конденсата, конденсируется и каскадно сливается в линию основного конденсата. Далее конденсат поступает через газовый подогреватель конденсата в станционный деаэратор. Откуда питательными насосами питательная вода направляется в контуры высокого и низкого давления КУ.

Отпуск тепловой энергии от ПГУ-ТЭЦ осуществляется от узла сетевых подогревателей в виде сетевой воды, нагретой до требуемой температуры. Сетевая вода, возвратившаяся от потребителей, делится на два потока. Часть ее направляется в водо-водяной теплообменник, где подогревается горячим конденсатом из ГПК. Другая часть последовательно проходит охладитель конденсата бойлеров (ОКБ), подогреватель сетевой воды нижний (СПн), подогреватель сетевой воды верхний (СПв). Далее оба потока смешиваются и направляются к потребителю.

В цилиндр высокого давления паровой турбины подается пар из ППВД КУ. Расход этого пара с учетом утечек (𝛼𝛼_ут = 1,2 %) составит:

𝐺𝐺^ВД = �1 − 𝛼𝛼_ут� ⋅ 𝐺𝐺^ВД, кг/с.

0 ПП

Примем величину потерь давления при подаче пара из КУ на паровую турбину (ПТ) равной 5 %, а снижение температуры пара при этом – 3 °С, тогда давление пара на входе в ЧВД турбины:

𝑃𝑃^ВД = 0,95 ⋅ 𝑃𝑃^ВД, Мпа.

0 ПП

Температура пара на входе в ЧВД турбины:

𝑡𝑡^ВД = 𝑡𝑡^п − 3°С.

0 ⁵

Энтальпия пара на входе в ЧВД турбины определяется по таблицам воды

и водяного пара: ℎ^ЧВД = 𝑓𝑓�𝑃𝑃^ВД, 𝑡𝑡^ВД�, кДж/кг.

0 0 0

Давление пара контура низкого давления:

𝑃𝑃^НД = 0,95 ⋅ 𝑃𝑃^НД, Мпа.

0 ПП

Температура пара контура низкого:

𝑡𝑡^НД = 𝑡𝑡^п − 3 °С.

0 ⁹

Энтальпия пара контура низкого давления определяется по таблицам

воды и водяного пара: ℎ^ЧНД = 𝑓𝑓�𝑃𝑃^НД, 𝑡𝑡^НД�, кДж/кг.

0 0 0

Расход пара в ЧНД паровой турбины с учетом отбора пара из контура НД на деаэратор питательной воды, составит:

𝐺𝐺^НД = 𝐺𝐺^НД − 𝐺𝐺_ДПВ − 𝐺𝐺_УТ.

0 ПП

Предварительно примем расход пара на деаэратор равным 1,6 % от суммарного расхода питательной воды в контурах высокого и низкого давления КУ:

𝐺𝐺_ДПВ = 0,016 ⋅ �𝐺𝐺^ВД + 𝐺𝐺^НД�, кг/с.

ПВ ПВ

Расход пара низкого давления на паровую турбину с учетом отбора на деаэрацию и утечек α_ут = 1,2 %:

𝐺𝐺^НД = (1 − 0,012)(𝐺𝐺^НД − 𝐺𝐺_ДПВ).

0 ПП

Примем протечки через передние уплотнения ЧВД и уплотнения

стопорного и регулирующего клапанов равными 1 %, тогда: 𝐺𝐺^ВД = 0.01 ⋅ 𝐺𝐺^ВД ,

0
с энтальпией ℎ<sup>ВД

упл</sup> 0

Протечки через концевые уплотнения цилиндров: 𝐺𝐺^НД = 0.01 ⋅ (𝐺𝐺^ВД +

+ 𝐺𝐺^НД), с энтальпией ℎ<sup>НД

упл</sup> 0

0 0

Для определения давления в отопительных отборах паровой турбины

найдем температуру сетевой воды после каждой ступени подогрева (рис. 13). Принимаем температурный график тепловой сети 𝑟₁^⁄𝑟₂ = 150/70 °С и коэффициент теплофикации 𝖺_Т = 0,6.
Пар из отбора ПТ Пар из отбора ПТ