43129

Расчет принципиальной тепловой схемы установки К-300-240 ЛМЗ2

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Основные технические характеристики Номинальная мощность МВт 300 Начальные параметры: давление МПа 235 температура 0С 545 Параметры промежуточного перегрева на выходе из ЧВД: давление МПа 305 температура 0С 284 на входе в ЦСД: давление МПа 275 температура 0С 545 Конечное давление МПа 000366 Число регенеративных отборов 8 Число подогревателей: низкого давления 5 высокого давления 3 Давление в деаэраторе МПа 0685 Температура питательной воды 0С...

Русский

2013-11-03

517.5 KB

173 чел.

Министерство науки и образования Украины

Национальный технический университет Украины

“КПИ”

Кафедра ТЭУ Т и АЭС

Курсовая работа

по курсу: “ТЭС и АЭС и установки ”

Выполнила: ст. гр. ТС-32

                                                                                         Шелешей Т.В.

                                                                       Проверил:

                                                                                         Черезов Н.Н.

Киев 2008

Содержание

Вступление

1. Описание тепловой схемы установки К-300-240 ЛМЗ

2. Расчет элементов тепловой схемы

 2.1. Баланс пара и воды

 2.2 Расчет регенеративных подогревателей

  2.2.1. Расчет ПВД-1

  2.2.2 Расчет ПВД-2

  2.2.3 Расчет подогрева воды в ПН и расхода пара на      приводную турбину

  2.2.4 Расчет ПВД-3

  2.2.5 Расчет деаэратора питательной воды

   2.2.6 Расчет ПНД-4

  2.2.7 Расчет ПНД-5 и ПНД-6

  2.2.8 Расчет ПНД-7

  2.2.9 Проверка баланса

3. Энергетический баланс и расход пара на турбину

4. Энергетические показатели турбоустановки и энергоблока

Заключение

Перечень ссылок


Введение

Принципиальная тепловая схема ( ПТС ) тепловой электрической станции ( ТЭС ) это структурная схема взаимосвязи основного и вспомогательного оборудования, характеризующая сущность преобразования и использования энергии рабочего тела тепловой электростанции в процессе выработки электроэнергии и тепла.

Составление ПТС это важный этап в проектировании ТЭС на основе выработанных практикой типовых решений с учётом особенностей и возможностей используемого оборудования, проектируемых нагрузок с учётом требований надёжной и экономичной работы электростанции исходя из конкретных условий ( топливо, вода, климатические условия ).

Основой ПТС электростанции является схема регенеративного подогрева питательной воды котлов. Число и параметры отборов на регенеративные подогреватели определяются конструкцией, принятой к установке турбины.

Расчёт тепловой схемы производят с целью определения расхода пара и воды для отдельных узлов при различных режимах работы станции и составления общего материального баланса пара и питательной воды, получение данных для выбора вспомогательного оборудования, определения тепловой экономичности станции на разных режимах работы.


1. Описание тепловой схемы установки К-300-240 ЛМЗ

Рассматривается принципиальная  тепловая  схема  блока с турбиною К-300-240 ЛМЗ, который работает по циклу с промежуточным перегревом пара (приложение А).

Основные технические характеристики

Номинальная мощность, МВт  300

Начальные параметры:

 давление, МПа    23,5

 температура, 0С    545

Параметры промежуточного

перегрева на выходе из ЧВД:

 давление, МПа    3,05

 температура, 0С    284

на входе в ЦСД:

 давление, МПа    2,75

 температура, 0С    545

Конечное давление, МПа   0,00366

Число регенеративных

отборов      8

Число подогревателей:

 низкого давления    5

 высокого давления   3

Давление в деаэраторе, МПа   0,685

Температура питательной

воды, 0С      81

Расход пара на номинальной

нагрузке, т/ч        

Удельный расход теплоты

по установке, кДж/(кВт*ч)         

На схеме деаэратор подключен к четвертому отбору и работает как отдельный подогреватель. Подогреватели высокого давления имеют встроенные охладители пара ОП и дренажа ОД.

На этом блоке потери пара и конденсата восполняются глубокообессоленной водой, которая подается в конденсатор турбины.

Питательный насос – с приводной турбиной с противодавлением. Мощность турбопривода 9 МВт.

Пар из уплотнений турбины  направляется в отборы и подогреватели пара уплотнений ПУ. Уплотнение низших точек турбины производится паром из деаэратора.

Построение H,S-диаграммы процесса расширения пара в турбине

 По начальным параметрам пара перед турбиной Р0 = 23,5[МПа] и t0 = 545 [0C] в H,S-диаграмме (приложение Б) определяем начальную точку процесса 0 и находим h0 = 3340 [кДж/кг].

 Проводим горизонталь от точки 0 до пересечения , и получаем, точку 0 в этой точке находим:  = 526 [0C];   [кДж/кг].

Из точки 0, опускаем вертикаль до пересечения с изобарой Р2 = 3,05[МПа], характеризующей давление на выходе из ЦВД ( второй отбор ), находим = 2860  [кДж/кг].

 С учётом  получим:

     (1.1)

    (1.2)

     (1.3)

    (1.4)

 [кДж/кг].

 На пересечении горизонтали, соответствующей h2 и изобары Р2 , получаем точку 2 и находим t2 = 284 [0C].

 Соединив точки 0 и 2 прямой в пересечении с Р1 = 4.68  [МПа], определяем параметры пара h1 = 3036  [кДж/кг]; t1 = 335  [0C]. Полученные значения заносим в таблицу 1.

 По H,S-диаграмме находим   [кДж/кг]. Из точки 2 проводим вертикаль до изобары Р6 = 0,1963  [МПа] и определяем в этой точке h6t = 2828  [кДж/кг].

 С учётом  получим:

     (1.5)

       (1.6)

     (1.7)

    (1.8)

 [кДж/кг].

 На пересечении горизонтали, соответствующей h6 и изобары Р6 , получаем точку 6 и находим t6 = 238   [0C].

 Соединив прямой линией точки 2 и 6 в пересечениях её с изобарами Р3, Р4, Р5, находим соответствующие им значения hi и ti заносим их в таблицу 1.

 Далее, пренебрегая потерями в трубопроводах между ЦСД и ЦНД, строим процесс расширения пара в ЦНД между точкой 6 и изобарой Рк.

 Из точки 6 проводим вертикаль до изобары Рk = 0,00366  [МПа] и определяем в этой точке hkt = 2260  [кДж/кг].

  С учётом  получим:

     (1.9)

    (1.10)

     (1.11)

    (1.12)

 [кДж/кг].

Соединив прямой линией точки 6 и К, на пересечениях её с изобарами Р7 и Р8 находим соответствующие значения энтальпии и температуры пара и заносим их в таблицу 1.

Таблица 1. – Параметры пара в отборах турбины.

Точка проц.

П-ры пара в отборах

П-ры пара и дренажа в подотреваталях

П-ры воды в подпгревателях

P,МПа

t,0С

h,кДж/кг

Подогреватель

P',МПа

t',0С

h',кДж/кг

tдр,0С

hдр,кДж/кг

Pв,МПа

θ,0С

tв,0С

hв,кДж/кг

0

23,54

545

3340

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0'

18,5

526

3340

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

4,68

335

3036

ПВД-1

4,446

256,7

1118,5

239,9

1037,1

30,5

2

254,7

1110

2

3,05

284

2947

ПВД-2

2,898

231,9

999,32

193,66

824,6

31

2

229,9

997,44

2'

2,75

545

3560

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1,2

430

3320

ПВД-3

1,14

185,66

785,25

180

764

31,5

2

183,66

795,24

4

0,793

376

3216

Д

0,685

164

690

 

 

0,685

 

164

690

5

0,367

282

3032

ПНД-4

0,349

138,8

583,8

138,8

583,8

1

3

135,8

571,74

6

0,194

238

2901

ПНД-5

0,184

117,57

493,57

91

381,26

1,3

5

112,57

473,07

7

0,063

123

2728

ПНД-6

0,06

86

360,25

86

360,25

1,6

5

81

340,4

8

0,016

55

2452

ПНД-7

0,016

54,8

229,23

54,8

229,23

1,9

7

47,8

201,8

k

0,004

27

2400

к

0,003

26,5

111,37

26,5

111,37

 

 

 

 


2. Расчет элементов тепловой схемы

Исходные данные

 Давление пара перед турбиной:   P0=23.5МПа. Температура пара перед турбиной:   t0 = 545 0C.

Электрическая мощность     Nэ = 230 МВт

 Расчётное значение внутреннего   

 относительного КПД турбины по   

 цилиндрам:       

 Относительный внутренний КПД

приводной турбины питательного

насоса       

Давление пара после стопорных и

регулирующих клапанов:    Р0 = 18,5МПа

Давление пара на входе в ЦСД:   Р2’ = 2,75 МПа

 Давление пара в отборах:    P1 = 4,68 МПа

        P2 = 3,05 МПа

        P3 = 1,2 МПа

        P4 = 0,793 МПа

        P5 = 0,3674 МПа

        P6 = 0,1963 МПа

        P7 = 0,0634 МПа

        P8 = 0,0164 МПа

 Давление в деаэраторе     Pд=0,685 МПа 

 Давление в конденсаторе    Pк=0,00366 МПа 


2.1. Баланс пара и воды

При расчете КЭС удельный расход пара считают в долях:

α0=D0/D0=1,     (2.1)

αi=Di/Do<1,      (2.2)

где    D0 – расход пара через турбину, кг/с;

 Di – расход пара из отбора.

Определить утечки. Утечки пара и конденсата принимаем αут=0.010, эти утечки направлены:

а) в ПВД-6    αу6=0,003;  hу6=h0=3340кДж/кг;

б) в Д-0,7    αуд=0,003  hуд=h0=3340кДж/кг;

в) в ПНД-2    αу2=0,002  hу2=hд=h4=3216кДж/кг;

г) в охладитель уплотнений   αоу=0,002  hоу=hд=h4=3216кДж/кг.

Расход пара на эжекторную установку  αэж=0,005.

Расход пара на котельный агрегат αка= αпв= αо+αут+αут=1,015.


2
.2 Расчет регенеративных подогревателей

2.2.1. Расчет ПВД-7

     αп7

     h1= 3036 кДж/кг

 

 αпв=1,015      αпв=1,015

 в КА        от ПВД-6

 hв1= 1110 кДж/кг     hв2=997 кДж/кг

`        αдр7=αп7

        hдр1=1037 кДж/кг

Уравнение теплового баланса

  (2.3)

где    αп7, αпв – соответственно расход греющего пара и питательной воды,

 h1, hдр1 – соответственно энтальпия греющего пара и дренажа, кДж/кг

 hв1, hв2 – соответственно энтальпия воды на выходе и входе в  подогреватель, кДж/кг,

 ηп – КПД подогревателя

ηп=0,99.

   (2.4)


2.2.2 Расчет ПВД-6

  αу6=0,003  αп6

 hу6=3340 кДж/кг  h2=2947 кДж/кг

 αпв=1.015      αпв=1.015

 hв2=997 кДж/кг     hв3=795 кДж/кг

        αдр6

   αдр7=0,0577   

   hдр1=1037 кДж/кг   hдр2=824 кДж/кг

Уравнение теплового баланса

 (2.5)

где    αп6, αпв – соответственно расход греющего пара и питательной воды,

 αу6, αдр7 – соответственно расход утечек и дренажа из ПВД-7,

 h2, hдр2 - соответственно энтальпия греющего пара и дренажа, кДж/кг,

 hв3, hв2 hу2, – соответственно энтальпия питательной воды на   входе и выходе из подогревателя и энтальпия утечки, кДж/кг.

 (2.6)

Уравнение материального баланса (дренаж ПВД-6)

    (2.7)


2.2.3 Расчет подогрева воды в ПН и расхода пара

на приводную турбину

 Адиабатическая работа сжатия в питательном насосе

   (2.8)

где     - удельный объём питательной воды (, ):

 Рн, Рв – давление питательной воды на входе и выходе из ПН:

 

ηпн – КПД питательного насоса:

Энтальпия воды за ПН

    (2.9)

где    hв.д –  энтальпия за деаэратором.

 Долю отбора пара на турбопривод питательного насоса определяем по следующей формуле:

,    (2.10)

где    αтп, – расход воды через насос,

ηмпт – КПД питательного насоса ,

 Hiтпдействительный теплоперепад в приводной турчине:

.


2.2.4 Расчет ПВД-5

   αп5

 h3=3320 кДж/кг

 αпв=1.015     αпв=1.015

в ПВД-6       от ПН

 hв3=795 кДж/кг    hв.пн=731 кДж/кг

       αдр5

  αдр6=0,149     в Д-0,7

  hдр2= 824кДж/кг   hдр3=764 кДж/кг

Уравнение теплового баланса

 (2.11)

где    αп5, αпв – соответственно расход греющего пара и питательной воды

 αдр6, αдр5 – соответственно дренаж ПВД-6 и ПВД-5

 h3, hдр2 ,hдр3 – соответственно энтальпии греющего пара, дренажей за  ПВД-6 и ПВД-5, кДж/кг,

 hв3, hв.пн – соответственно энтальпии питательной воды после ПН и  после ПВД-5, кДж/кг.

 (2.12)

Уравнение материального баланса

    (2.13)


2.2.5 Расчет деаэратора питательной воды

      СО22

   

 αк4, hв4=571 кДж/кг    

 αдр5=0,172; hдр3=764 кДж/кг        αуд=0,003; hуд=3340 кДж/кг

           αд, hд=3216 кДж/кг

        0,7

      αпв=1.015

      hпв=690 кДж/кг

Составим систему из уравнений теплового  и материального баланса

 (2.14)

где    αд, αуд – соответственно расход пара из отбора на деаэратор и утечки,

 αк4, αдр5 – соответственно расход воды за ПНД-4 и дренаж ПВД-5,

 hуд, hд – соответственно энтальпия из отбора на деаэратор и утечки,  кДж/кг,

 hв4, hдр3 – соответственно энтальпия за ПНД-4 и дренаж ПВД-5, кДж/кг.

 (2.15)


2.2.6 Расчет ПНД-4

     αп4

     h5= 3032 кДж/кг

 αк4=0,808      αк3= αк4

 в Д       от ПНД-3

 hв4= 571 кДж/кг     hв5=473 кДж/кг

`            αдр4= αп4

        hдр4=584 кДж/кг

Уравнение теплового баланса

  (2.16)

где    αп4, αдр4 – соответственно расход греющего пара и дренаж ПВД-4,

 αк4, αк5 – соответственно расход воды за ПНД-4 и за ПНД-5,

 h5, hдр4 – соответственно энтальпия греющего пара и дренаж ПВД-4,  кДж/кг

 hв4, hв5 – соответственно энтальпия за ПНД-4 и за ПНД-5, кДж/кг.

   (2.17)


2.2.7 Расчет ПНД-3 и ПНД-2

    αп3    αу6=0,002        αп6

h6= 2947 кДж/кг          hу6=3340 кДж/кг       h7=2728кДж/кг

 

 ПНД-3        ПНД-2

в ПНД-4         см      

 αк5=0.808     αк2         от ПНД-1

 hв5=473 кДж/кг              hв6=340 кДж/кг  αк7=αк6

         αдр6             hв7=202 кДж/кг

         hдр6=360 кДж/кг

     αдр4=0.033   

     hдр4=583 кДж/кг   αдр5, hдр5=381 кДж/кг

Составим систему из уравнений теплового (2.18) и систему из уравнений материального баланса (2.19):

(2.18)

(2.19)

где    αп3, αп2, αу6 – соответственно расход греющего пара на ПНД-3 и ПНД-2,  и утечки,

 αк5, αк6, αк7 – соответственно расход питательной воды на выходе из  ПНД-3, ПНД-2 и ПНД-2,

 αдр4, αдр2 αдр3 – соответственно расход дренажа на выходе из ПНД-3,  ПНД-2 и ПНД-2,

 h6, hу6, h7 –   соответственно  энтальпия    греющего пара   на   ПНД-2   и   

ПНД-6, и утечки, кДж/кг,

 hв5, hв6, hв7 – соответственно энтальпия питательной воды на выходе из  ПНД-3, ПНД-2 и ПНД-2, кДж/кг,

 hдр5,hдр4, hдр6 – соответственно энтальпия дренажа на выходе из ПНД-3,  ПНД-2 и ПНД-2, кДж/кг.


2.2.8
Расчет ПНД-1

     αп1

     h8= 2452 кДж/кг

 αк7=0,695    αк7=0,695

 в ПНД-2           от K

 hв7= 202 кДж/кг   hвк+16=(111+16) кДж/кг

      

`         αдр1= αп1

         hдр7=229 кДж/кг

Уравнение теплового баланса

   (2.20)

где    αп1, αдр7 – соответственно расход греющего пара и дренажа на выходе из  ПНД-1,

 h8, hдр7 – соответственно энтальпии греющего пара и дренажа на выходе  из ПНД-7, кДж/кг,

 hв7, hвк – соответственно энтальпии питательной воды на выходе и  входе в ПНД-7, кДж/кг.

   (2.21)


2.2.9 Проверка баланса

       αкв

 αдр1=0,024

 αэж=0,005

 αоу=0,002

     αк1=0,024

 Сумма долей отборов пара:

(2.22)

 Пропуск пара в конденсатор

   (2.23)

 Погрешность материального баланса:

 Так как полученная погрешность расчёта не превышает 0,5 % то расчёт произведён верно.


3. Энергетический баланс и расход пара на турбину

Таблиця 2.– Значения расходов пар и относительных теплоперепадов по отсекам

3.Энергетический баланс и расход пара на турбину

Отсек турбины(между клапанами)

Интервал давления

Относительный пропуск пара через отсек

Теплоперепад по отсекам Hiотс,кДж/кг

Удельная мощность Wiотс, кДж/кг

Обозначение

Формула

Значение кг/с

0-1

23,54

4,68

α0-1

α0

1

304

304,00

1-2

4,68

3,05

α1-2

α0-1п1

0,942

89

83,86

2'-3

2,75

1,2

α2'-3

α1-2п2

0,854

240

204,88

3-4

1,2

0,793

α3-4

α2'-3п3тп

0,73

104

75,93

4-5

0,793

0,367

α4-5

α3-4д

0,698

184

128,37

5-6

0,367

0,194

α5-6

α4-5п4

0,665

131

87,08

6-7

0,194

0,063

α6-7

α5-6тпп5

0,727

173

125,71

7-8

0,063

0,016

α7-8

α6-7п6

0,689

276

190,06

8-К

0,016

0,004

α8-К

α7-8п7

0,665

52

34,58

 

Эквивалентное приведенное теплопадение пара в турбине

Расход пара на турбину определяется по формуле

Определяем абсолютные расходы пара на регенеративные подогреватели турбины

Расход пара поступающего в конденсатор

 Количество пара поступающего на промежуточный перегрев

Расход пара на приводную турбину

 Мощность турбопривода ПТН

 Удельный расход пара

Расход питательной воды


4. Энергетические показатели турбоустановки и энергоблока

Полный расход теплоты на турбоустановку

 КПД турбоустановки

 Удельный расход теплоты на турбоустановку

КПД транспорта тепла

КПД энергоблока брутто

КПД энергоблока нетто

Удельный расход условного топлива нетто на выработку электроэнергии


Заключение

 В данной курсовой  работе  я произвела расчет принципиальной тепловой схемы установки К-300-240 ЛМЗ при ее работе на частичной нагрузке Nэ=230МВт, определила удельный расход пара на турбоустановку , КПД энергоблока брутто  и нетто , удельный расход условного топлива


Перечень
ссылок

1.   Конспект (методические указания к курсовой работе).

2.   H,S - диаграмма.

3.   Программа WaterSteamPro версия 5.6005.

4.   Рыжкин В. Я.  « Тепловые электрические станции »

М.: Энергия 1976, 447 с.

5.   Стерман Л. С.  «Тепловые и атомные электрические станции »

М.: Энергия 1982, 456 с.


EMBED AutoCAD.Drawing.16  

EMBED AutoCAD.Drawing.16  

EMBED AutoCAD.Drawing.16  

EMBED AutoCAD.Drawing.16  

EMBED AutoCAD.Drawing.16  

EMBED AutoCAD.Drawing.16  

EMBED AutoCAD.Drawing.16  

EMBED AutoCAD.Drawing.16  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

62061. Времена года. Погода 19.11 KB
  Read the proverbs and give the Russian equivalents. Everything is good in its season. A tree is known by its fruit. After rain comes fair weather. Rain at seven — fine at eleven. April showers bring May flowers. Sow the wind and reap the storm.