Шелудько Л.П., Абрамова А.Ю., Шамшурина Г.И. Выбор оборудования и расчет тепловой схемы ТЭЦ. Учебное пособие

Подождите немного. Документ загружается.

Л.П. ШЕЛУДЬКО

А.Ю. АБРАМОВА

Г.И. ШАМШУРИНА

ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

И РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ТЭЦ

С ТУРБИНАМИ ТИПА ПТ И Р

Учебное пособие

Самара

Самарский государственный технический университет

2007

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Л.П. ШЕЛУДЬКО

А.Ю. АБРАМОВА

Г.И. ШАМШУРИНА

ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

И РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ТЭЦ

С ТУРБИНАМИ ТИПА ПТ И Р

Учебное пособие

Самара

Самарский государственный технический университет

2007

УДК 621. 311.22

Выбор оборудования и расчет тепловой схемы ТЭЦ с турбинами типа

ПТ и Р: Учеб. пособ. / Л.П. Шелудько, А.Ю. Абрамова, Г.И. Шамшурина;

Самар. гос. техн. ун-т. Самара, 2007. 67Bс.

Даны рекомендации по выбору состава основного оборудования и расчету

сложных тепловых схем промышленных и промышленно-отопительных ТЭЦ,

содержащих мощные промышленно-отопительные и противодавленческие

турбоагрегаты. Приведен пример расчета тепловой схемы для такого типа ТЭЦ.

Рассчитано на студентов специальности 140101 «Тепловые электрические

станции».

ISBN 978-5-7964-0961-9

Ил. 10. Табл.B14. Библиогр.: 15 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Самарского

государственного технического университета

Рецензент – начальник управления эксплуатации и наладки

тепломеханического оборудования ОАО «Волжская ТГК» Е.В. Волков

 Л.П. Шелудько, А.Ю. Абрамова,

Г.И. Шамшурина, 2007

ISBN 978-5-7964-0961-9  Самарский государственный

технический университет, 2007

ВВЕДЕНИЕ

Выбор оборудования и расчет тепловой схемы ТЭЦ – это один из

основных разделов дипломного проекта по специальности 140101

«Тепловые электрические станции». Состав, мощность и параметры

основного котельного и турбинного оборудования проектируемой

ТЭЦ зависят, прежде всего, от величины и структуры

присоединенных к станции тепловых нагрузок – технологических и

теплофикационных. При проектировании ТЭЦ ее установленная

электрическая мощность обычно не задается и определяется

выбранным числом и электрической мощностью турбоагрегатов.

Выбор основного турбинного и котельного оборудования станции

должен производиться на основании анализа и сравнения основного и

конкурирующего вариантов состава основного оборудования [1]. Оба

рассматриваемых варианта должны обеспечивать покрытие

оборудованием ТЭЦ одинаковой присоединенной расчетной тепловой

нагрузки.

В большинстве литературных источников [3,6,7] приводятся

расчеты тепловых схем турбоустановок для блочных ТЭЦ, и только в [2]

приведена методика расчета тепловой схемы промышленно-

отопительной ТЭЦ для четырех режимов работы станции с двумя

типами турбоагрегатов – ПТ-60-130/13 и Р-50-130/13. Примеры расчета

тепловых схем ТЭЦ, в состав которых входят более мощные

современные турбоагрегаты различного типа, в учебной литературе

отсутствуют.

В настоящем пособии изложены методические основы

выполнения при курсовом и дипломном проектировании расчетов

наиболее сложных тепловых схем промышленно-отопительных ТЭЦ

большой тепловой мощности. Освещены вопросы выбора вариантов

состава основного оборудования проектируемых ТЭЦ, проверки его

правильности с точки зрения удовлетворения действующим нормам

технологического проектирования тепловых электрических станций,

выбора схем внешних узлов, расчета тепловой схемы станции для

максимально-зимнего режима. Для наглядности весь материал

излагается на конкретном численном примере – расчете тепловой

схемы промышленно-отопительной ТЭЦ с турбоагрегатами типов ПТ

и Т для максимально-зимнего режима работы станции.

1. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ОСНОВНОГО

ОБОРУДОВАНИЯ И РАСЧЕТУ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ

ПРОЕКТИРУЕМОЙ ТЭЦ

При выборе состава основного оборудования ТЭЦ следует

учитывать следующие рекомендации.

1. Желательна установка на ТЭЦ меньшего числа агрегатов

повышенной мощности.

2. При смешанной тепловой нагрузке целесообразно

использовать турбины типа Т, Т, Р или два типа этих турбин.

3. При значительной и продолжительной промышленной

нагрузке желательна установка на ТЭЦ противодавленческих

турбин.

4. Выбор типа и тепловой мощности паровых турбин и пиковых

котлов зависит от коэффициента теплофикации

ТЭЦ



5. Для отопительных ТЭЦ большой мощности ( 1000 МВт)

целесообразен выбор блочной структуры тепловой схемы.

Курсовой проект по курсу «Тепловые и атомные

электростанции» предусматривает решение студентом вопросов по

выбору оборудования промышленно-отопительной ТЭЦ и расчету ее

тепловой схемы для максимально-зимнего режима. В задании к

курсовому проекту указываются место расположения станции,

параметры и расходы пара производственных отборов, расчетная

внешняя теплофикационная нагрузка ТЭЦ для отопления, вентиляции

и горячего водоснабжения потребителей, тип теплофикационной

системы, температурный график теплосети, доля возврата конденсата

пара промышленных отборов от производственных потребителей,

температура обратного конденсата. Необходимые для расчетов

дополнительные исходные данные выбираются студентом

самостоятельно по технической литературе и согласовываются с

консультантом.

Все тепловые расчеты при разработке курсового и дипломного

проектов необходимо выполнять с использованием системы СИ.

Масштабы чертежей, условные обозначения, форматы листов, шрифты

должны соответствовать нормативным материалам и действующим

ГОСТам.

В курсовом проекте по расчету тепловой схемы промышленно-

отопительной ТЭЦ необходимо решение следующих задач:

1. Выбор и обоснование состава основного оборудования

проектируемой ТЭЦ:

1.1. уточнение исходных данных для проектирования;

1.2. выбор состава основного турбинного и котельного

оборудования;

1.3 проверка удовлетворения устанавливаемого энергетического

оборудования требованиям ПТЭ;

1.4. выбор и разработка внешних узлов тепловой схемы ТЭЦ:

 отпуск пара производственным потребителям;

 отпуск тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение;

 использование тепла продувочной воды котлов;

 подготовка добавочной воды для энергетических котлов;

 подготовка подпиточной воды для восполнения потерь сетевой

воды теплосети.

2. Расчет тепловой схемы ТЭЦ для максимально-зимнего режима.

3.BОпределение основных технико-экономических показателей

ТЭЦ для максимально-зимнего режима.

Задачей расчета тепловой схемы ТЭЦ является определение

расходов пара, конденсата и питательной воды в каждом элементе

тепловой схемы, сведение теплового, материального и

энергетического балансов для последующей проверки правильности

выбора основного оборудования.

На основании этих данных может быть уточнен состав

применяемого вспомогательного оборудования, рассчитаны

диаметры трубопроводов, определена экономичность работы ТЭЦ на

номинальном и частичных режимах, проверены возможности вывода

оборудования в аварийные и плановые ремонты.

Расчет тепловой схемы ТЭЦ по нормам технологического

проектирования ТЭС должен выполняться для четырех характерных

режимов.

1. Максимально-зимний режим, соответствующий расчетной

температуре наружного воздуха

НВ

. Этим режимом определяется

максимальная выработка пара, т.е. суммарная мощность котлов и

вспомогательного оборудования.

2. Расчетно-контрольный режим при средней за наиболее

холодный месяц температуре наружного воздуха

СР.ХМ

НВ

. Расчет ведется

при условии остановки наиболее мощного котлоагрегата ТЭЦ. При

этом должны обеспечиваться:

 максимально длительная технологическая нагрузка;

 средняя за наиболее холодный месяц теплофикационная

нагрузка.

Этим режимом определяются число и единичная мощность

устанавливаемых котлов.

3. Среднеотопительный режим при средней за отопительный

период температуре наружного воздуха

СР.ОТ

НВ

. Этот режим является

основным для выбора турбоагрегатов.

4. Летний режим. Расход тепла на отопление и вентиляцию

равен нулю, а нагрузка на горячее водоснабжение составляет 80% от

расчетной нагрузки горячего водоснабжения

ГВ

при

НВ

При выполнении курсового проекта заданием предусматривается

выполнение расчета тепловой схемы ТЭЦ только для максимально-

зимнего режима. Ниже приведен пример расчета тепловой схемы

промышленно-отопительной ТЭЦ для максимально-зимнего режима.

В состав основного оборудования станции входят мощные

турбоагрегаты типов ПТ и Р. Взаимосвязь их тепловых схем,

связанная с отсутствием у турбин Р системы регенерации низкого

давления, определяет ряд особенностей выполнения расчета тепловой

схемы таких ТЭЦ.

2. ПРИМЕР ВЫБОРА СОСТАВА ОСНОВНОГО

ОБОРУДОВАНИЯ И РАСЧЕТА ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ

ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПРОМЫШЛЕННО-

ОТОПИТЕЛЬНОЙ ТЭЦ

2.1. ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Место расположения ТЭЦ – Пермская область.

1. Станция имеет связь с энергосистемой.

2. Техническое водоснабжение – оборотное с градирнями.

3. Отпуск пара на производство:

расход пара

B=B250 кг/с (900 т/час);

давление пара – 1,5 МПа.

4. Присоединенные расчетные тепловые нагрузки ТЭЦ:

на отопление –

МВтQ 280

ОТ



;

на вентиляцию –

МВтQ 100



;

на горячее водоснабжение –

МВтQ 70

ГВ



5. Температурный график теплосети

ПС

ОС

= 150/70.

6. Теплофикационная система закрытого типа.

7.BДоля возврата конденсата пара производственных

потребителей



= 0,6.

8. Температура обратного конденсата t

ОК

= 95°С.

2.2. УТОЧНЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Суммарная расчетная теплофикационная нагрузка ТЭЦ

МВтQQQQ

ГВ

ОТ

45070100280 

(386,93 Гкал/ч).

Теплофикационная нагрузка ТЭЦ распределяется на основные и

пиковые источники тепла. Подогрев сетевой воды производится, как

правило, ступенчато. Все современные теплофикационные

турбоагрегаты мощностью выше 60 МВт имеют два

теплофикационных отбора и встроенный пучок конденсатора. В

сетевой подогревательной установке ТЭЦ с современными

теплофикационными турбинами подогрев сетевой воды может

осуществляться по одно-, двух- и трехступенчатой схемам. При

одноступенчатой схеме сетевая вода подогревается паром отбора в

нижних сетевых подогревателей теплофикационных турбин. При

двухступенчатой схеме – последовательно в нижнем и верхнем

сетевых подогревателях, питаемых паром, соответственно, из нижних

и верхних теплофикационных отборов. В случае применения

трехступенчатой схемы нагрев сетевой воды осуществляют

последовательно во встроенных пучках конденсаторов, в нижних и

верхних сетевых подогревателях.

За счет пара теплофикационных отборов сетевая вода может быть

нагрета до температуры порядка 110 – 120С. В качестве пикового

источника тепла на ТЭЦ, как правило, используются пиковые

водогрейные котлы. Основная тепловая нагрузка, покрываемая паром

из отборов турбин, составляет (5070%) суммарной

теплофикационной нагрузки ТЭЦ при расчетной температуре

наружного воздуха. Соответственно, часовой коэффициент

теплофикации для различных ТЭЦ находится в пределах

ТЭЦ



=0,50,7.

Технико-экономические расчеты показывают, что более высокие

значения

ТЭЦ



принимаются для ТЭЦ с теплофикационными

турбинами электрической мощностью от 100 до 250 МВт.

Нагрузка пиковых водогрейных котлов составляет от 50 до 30%

расчетной теплофикационной нагрузки ТЭЦ.

В исходных данных к проектам обычно не задаётся величина

часового коэффициента теплофикации

ТЭЦ



. Для выбора состава