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

Подождите немного. Документ загружается.

обессоленной добавочной воды, система умягчения и деаэрации

подпиточной воды теплосети. При закрытой схеме теплосети для

горячего водоснабжения потребителей используется водопроводная

вода, предварительно подогретая в поверхностных подогревателях

горячего водоснабжения местных тепловых пунктов за счет

частичного охлаждения обратной сетевой воды теплосети. Поэтому

расход прямой сетевой воды в прямой линии теплосети для закрытой

теплофикационной системы определяется только с учетом расчетных

тепловых нагрузок на отопление и вентиляцию потребителей.

ОУ ХВО

ДП

ВД

ПДХОВ

ДОБ

ПДХОВ

РНП

СС

tW ,

ПСВ-1

ПСВ-2

ДР

СВ

ГР

ХОВ

ДПS

НП

ПОД

ХОВ

2ПСВ

в т. см. II

ПДХОВ

ХОВДОБ

tW ,

ПХОВ

ОКОК

tW ,

1 ОК

ДВ

ДДS

в т. см. I

ОКДОБОБЕС

WWW 

Рис. 2.1. Схема внешних узлов турбины ПТ-135-130/13

   

7015019,4

10380

рр













ОСПСР

ВТ

СВ

ttс

= 1133,65 кг/с (4081,1 т/ч),

где

ПС

=B150С,

ОС

B=B70С – температура прямой и обратной воды

теплосети при расчетной температуре наружного воздуха.

Потери с продувочной водой и потери пара и конденсата от

внутренних утечек в тепловой схеме ТЭЦ можно определить по

паропроизводительности котлов. При восполнении потерь

продувочной воды котлов химически обессоленной водой величина

непрерывной продувки, в соответствии с ПТЭ, должна быть в

пределах (0,30,5%) от паропроизводительности. Приняв

00415,0

ПР





, определим расход продувочной воды котлов:

W D

ПР ПР КОТ

 



=0,00415652B=B2,7 кг/сB(9,74 т/ч).

2.5.1. РАСШИРИТЕЛИ НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОДУВКИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ (РНП)

Для упрощения анализа считаем, что на ТЭЦ имеется один РНП,

в который входит продувочная вода

ПР

от всех работающих котлов.

Материальный и тепловой балансы

расширителей непрерывной продувки

(рис.B2.2):

ПР

РНП

;

ПР

РНП

·i

РНП

РНП.

При давлении в барабанах котлов

=B15BМПа энтальпия насыщения котловой

воды равняется

ПР

B=B1612 кДж/кг.

При давлении в РНП

РНП

= 0,6 МПа

насыщенный пар, образовавшийся из

перегретой котловой воды, будет иметь энтальпию

РНП

= 2756

кДж/кг, а неиспарившаяся в расширителе вода имеет энтальпию

насыщения

РНП

B=B670кДж/кг.

 

219,1

6702756

67016127,2











РНПРНП

РНППРПР

РНП

ttW

кг/с.

Рис. 2.2. Схема

потоков РНП

Расход неиспарившейся воды из РНП, направляемой через ПСВ-I

на подпитку теплосети:

РНП

ПР

–

РНП

= 2,7 - 1,219=1,487 кг/с (5,35 т/ч).

Потери пара и конденсата от утечек из пароводяного тракта не

должны превышать 1,2% от паропроизводительности котлов для

отопительных и 1,6% для промышленно-отопительных ТЭЦ. Приняв

долю утечек

014,0

УТ





, определим необходимый расход добавочной

химобессоленной воды на ТЭЦ для компенсации утечек:

W D

УТ УТ КОТ

  



0,014652 = 9,128 кг/с.

Так как вторичный пар из РНП в количестве

РНП

= 1,219 кг/с

полезно используется в деаэраторах высокого давления (ДВД), то

величина внутренних потерь пара и конденсата основного

пароводяного тракта ТЭЦ:

УТРНПВН

WWW 

= 1,481 + 9,128 = 10,6 кг/с.

Расход добавочной химобессоленной воды для восполнения

внешних потерь

НЕВОЗ

(невозврата конденсата пара промышленных

отборов с производства):

100250)6,01()1( 

ПВНЕВОЗ



кг/с.

Суммарный расход добавочной воды химобессоленной воды на

ТЭЦ, требуемый для компенсации внутренних и внешних потерь

пара и конденсата:

ВННЕВОЗ‚ДОБ

WDW 

=100 + 10,6 =110,6 кг/с.

При доле возврата конденсата с производства 

= 0,6 с

температурой

Сt

ОК

95

расход обратного конденсата

ОК

составит

1502506,0 

ПВОК



кг/с.

Приняв, что потери сетевой воды в теплосети составляют 2% от

расхода сетевой воды, а неиспарившаяся в РНП продувочная вода

используется для подпитки теплосети, определим величину расхода

умягченной химочищенной воды (ХОВ), идущей на подпитку

теплосети:

ПОД

=B0,02

СВ

–

РНП

= 0,021133,65 – 1,487 = 21,186 кг/с

(76,27 т/ч).

Расход сырой воды, поступающей на химводоочистку ТЭЦ, с

учетом того, что около 25-30% этой воды используется для

обеспечения собственных нужд (принят расход сырой воды на

собственные нужды ХВО 25%):

= 1,25(

ПОД

ДОБ

) = 1,25(21,186 + 110,6) = 164,75 кг/с .

В соответствии с уточненной расчетной тепловой схемой, при

закрытой теплофикационной системе сырая вода нагревается в

подогревателях сырой воды первой и второй ступеней (ПСВ- и ПСВ-

) и поступает на химводоочистку.

2.5.2. ПОДОГРЕВАТЕЛЬ СЫРОЙ ВОДЫ I СТУПЕНИ (ПСВ-I)

Греющим агентом в ПСВ-I служит неиспарившаяся вода из РНП

в количестве

РНП

= 1,487 кг/с с энтальпией

РНП

= 670 кДж/кг.

Считаем, что температура исходной сырой воды, поступающей

на ТЭЦ в зимний период, равна

=B5С, минимальный

температурный напор в ПСВ-I примем равным



= 15С.

ПСВ-I является водо-водяным теплообменником противоточного

типа. При том, что расход греющего агента – неиспарившейся

продувочной воды РНП – значительно меньше расхода нагреваемой

сырой воды, в ПСВ-I минимальный температурный напор будет на

холодном конце теплообменника. Тогда температура продувочной

воды на выходе из ПСВ-I будет равна

ДР

= 5 + 15 = 20С

Ее энтальпия составит

8,83

ДР

кДж/кг.

Из уравнения теплового баланса подогревателя можно

определить энтальпию сырой воды на выходе из ПСВ-I:

 

980883670

75164

4871

9520

,tt

ДРРНП

РНП

CПСВ







= 26,13кДж/кг,

где

= 20,95 кДж/кг – энтальпия сырой воды.

2.5.3. ПОДОГРЕВАТЕЛЬ СЫРОЙ ВОДЫ II СТУПЕНИ

После ПСВ-I сырая вода дополнительно подогревается до

температуры

ХВО

=B30С в ПСВ-II паром из противодавления турбины Р-

100. Энтальпия сырой воды за ПСВ-II

ХВО

=B125,6 кДж/кг.

Тепловая нагрузка ПСВ-II определится из теплового баланса:

2ПСВ

 



321





ПСВ

SПСВСХВОC

tiDttW

;

2ПСВ

= 164,75 (125,6 -26,13) = 16387,1 кДж/с.

Определим величину расхода греющего пара

2ПСВ

, считая, что

температура насыщения



ПСВ

С:

99,0)09,2513010(

10387,16

)(

















ПСВ

кг/с.

2.5.4. ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ХИМОБЕССОЛЕННОЙ ВОДЫ (ПХОВ)

В ПХОВ производится подогрев добавочной химобессоленной

воды, прошедшей обессоливающую установку (ОУ) перед ее подачей

в вакуумный деаэратор добавочной воды. Греющим агентом в ПХОВ

служит обратный конденсат пара, поступающий с производства:

ПВОК





= 0,6.250 = 150 кг/с.

Из уравнения теплового баланса определим температуру

обратного конденсата

ОК1

на выходе из ПХОВ.

В этом противоточном водо-водяном подогревателе расход

греющего агента (обратного конденсата) больше расхода нагреваемой

среды – добавочной химобессоленной воды

ДОБ

B=B110,6Bкг/с,

следовательно, минимальный температурный напор находится на

горячей стороне теплообменника. Приняв его величину



=B15С,

определим температуру и энтальпию добавочной воды на выходе

ПХОВ:

ДВ

ОК



= 95 - 15 = 80С,

ДВ

= 335 кДж/кг.

Энтальпия обратного конденсата на выходе из ПХОВ

определится из уравнения теплового баланса:

1ОК

ОК

 

ОК

ХВОДВДОБ

ttW





= 398 –

 

15098,0

6,1253356,110





= 240,43 кДж/кг.

Температура обратного конденсата на выходе из ПХОВ

1ОК

= 57,4С.

2.5.5. ВАКУУМНЫЙ ДЕАЭРАТОР ДОБАВОЧНОЙ ВОДЫ (ДВ)

В вакуумном деаэраторе добавочной воды производится удаление

агрессивных газов из добавочной обессоленной воды. Ее расход в

деаэратор

ДОБ

=B110,6 кг/с. Расход греющей воды – обратного

конденсата

ОК

=B150Bкг/с. Из уравнения теплового баланса определим

температуру насыщения и давление в вакуумном деаэраторе добавочной

воды:

1506110

150457611080













WtWt

ОКДОБ

ОКОКДОБДВ

SДД

= 67С.

Этой температуре насыщения соответствуют давление

0,0274BМПа и энтальпия

SДД

=B280,5BкДж/кг. Так как тепла,

подводимого в ДВ с обратным конденсатом, достаточно для

вакуумной деаэрации добавочной воды, дополнительной подачи

греющего пара в вакуумный деаэратор не требуется.

2.5.6. ВАКУУМНЫЙ ДЕАЭРАТОР ПОДПИТКИ ТЕПЛОСЕТИ (ДП)

В вакуумном деаэраторе подпитки теплосети производится

деаэрация подпиточной воды, предварительно прошедшей умягчение

в ХВО. В качестве греющего агента в ДП используется сетевая вода

после верхних сетевых подогревателей (ВСП) теплофикационных

турбин

СВ

ГР

. На расчетном режиме при температурном графике

теплосети 150/70 и

ТЭЦ



=B0,55 температура сетевой воды за ВСП

 

ОС

ПСТЭЦ

ОС

ВСП

tttt 



= 70 + (150-70)0,55 = 114С,

а ее энтальпия

34,478

ВСП

t

кДж/кг.

Температура насыщения в вакуумном деаэраторе обычно

находится на уровне 45-50С. Примем

SД

= 50С; ей соответствует

давление 0,01233BМПа и энтальпия кипящей воды

SД

=B209,26BкДж/кг.

Греющим агентом для вакуумных деаэраторов подпитки

теплосети (ДП) является часть сетевой воды, отводимой после ВСП.

Из уравнения теплового баланса определим требуемую величину

расхода греющей сетевой воды в деаэратор подпитки:

./43,7

98,0)26,20934,478(

)8,8326,209(487,1)6,12526,209(186,21

)(

)()(

скг

ttWttW

SД

ВСП

ДРSДРНПХОВSДПОД

ГР















Определим температуру обратной сетевой воды перед нижним

сетевым подогревателем. При закрытой системе горячего

водоснабжения происходит понижение температуры обратной сетевой

воды

ОС

t

, возвращаемой на ТЭЦ при ее использовании для подогрева

водопроводной воды в системах горячего водоснабжения тепловых

потребителей.

В расчетном режиме расход тепла на ГВС ТЭЦ равен

ГВ

= 70

МВт, расход сетевой воды

65,1133

СВ

W

кг/с, тогда снижение

температуры обратной сетевой воды в системе ГВС

737,14

65,1133.19,4

70000



СВР

ГВ

ОС

Wс

С.

Температура обратной сетевой воды перед НСП турбин ТЭЦ

ОС



ОСОС

tt 

= 70 – 14,737 = 55,26С.

Вследствие того, что часть сетевой воды после ВСП турбин ПТ-

135 используется в качестве греющей воды в вакуумном деаэраторе

подпитки теплосети, тепловая нагрузка верхних и нижних сетевых

подогревателей турбин увеличится на

СВ

ГР

СВ

ГР

(

ВСП

–

ос

) = 7,43(478,34– 231) = 1837,36 кДж/с,

где

ОС

= 231 кДж/кг при

ОС

=55,26С.

Фактический расход пара из теплофикационных отборов турбин

ПТ-135 составит

57,117

СПΣ

D

кг/с, при этом на подогрев греющей воды

ДП в сетевых подогревателях турбин будет израсходовано пара

99,02165

36,1837









СВ

ГР

СВ

ГР

= 0,86 кг/с.

2.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ПАРА ИЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ

ОТБОРОВ ТУРБИН ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАГРУЗОК

ПРОМЫШЛЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ И СОБСТВЕННЫХ НУЖД ТЭЦ

Турбоагрегат Р-100 не имеет системы регенерации низкого

давления. Химочищенная питательная вода котлов, питающих турбину

Р-100, после вакуумного деаэратора добавочной воды (ДВ)

подогревается в ПДХОВ до температуры

ПДХОВ

и подается в деаэратор

высокого давления турбины Р-100. Полный расход обессоленной воды в

тепловой схеме ТЭЦ (обратный конденсат и добавочная вода) будет

равен

ДОБОКОБЕСС

WWW 

=150 + 110,6= 260,6 кг/с.

Перед тем как приступить к расчету тепловых схем турбин ПТ-

135 и Р-100, необходимо решить вопрос о подогреве такого большого

потока обессоленной воды. Исходим из того, что большая часть этой

воды будет подогреваться в ПДХОВ; остальной поток обессоленной

воды целесообразно направить в точки смешения систем регенерации

турбин ПТ-135 для ее подогрева в ПНД этих турбин.

Прежде всего, определим, какую величину расхода обессоленной

воды можно подвести в деаэратор высокого давления турбины Р-100.

Считаем, что турбина Р-100-130/15 будет работать в расчетном

режиме с постоянной нагрузкой при номинальном расходе острого

пара. Это обеспечит максимальный эффект от её применения.

Номинальный расход питательной воды через ПВД этой

турбины, в соответствии с заводскими данными:

100Р

ПВ

100

Р

НОМ

УТ

=211+6,33B=B217,33 кг/с (782,4 т/ч),

где

100Р

0ННО



B=B211 кг/с (760т/ч) – номинальный расход пара на турбину;

100Р

0ННОУТ

03,0



 DD

– потери с утечками.

Регенеративная система турбины Р-100 состоит из трех

подогревателей высокого давления (рис.B2.3). Два из них питаются

паром из регенеративных отборов, а третий – из линии противодавления.

Греющий пар из линии противодавления турбины Р-100 подается

на ДВД этой турбины, на ПСВ-2 и на ПДХОВ.

П1

П2

2П

П3

3П

ПН

DD 

1П

321

DDD 

ДS

100Р

ХОВ

100



ХОВДПВ

WWW

ПН

Рис. 2.3. Схема системы регенерации турбины Р-100-130

Для выполнения теплового расчета тепловой схемы ТЭЦ

необходимо предварительно определить расходы пара из

противодавления турбины Р-100, которые будут обеспечивать

собственные нужды станции.

Параметры пара в точках процесса расширения в проточной

части турбины Р-100 и в ее отборах на номинальном режиме

приведены в табл.B2.1.