Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни icon

Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни




НазваМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни
Сторінка1/7
Дата18.08.2012
Розмір1.13 Mb.
ТипДокументи
  1   2   3   4   5   6   7

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ


НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ





Ю.О. ГІЧОВ


ТЕПЛОВІ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ

Частина II


Дніпропетровськ НМетАУ 2011




МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ


НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ


Ю.О. ГІЧОВ




ТЕПЛОВІ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ

Частина II

Затверджено на засіданні Вченої ради академії


як конспект лекцій. Протокол № 15 від 27.12.2010


^

Дніпропетровськ НМетАУ 2011



УДК 621.311.22 (075.8)

Гічов Ю.О. Теплові електростанції: Частина ІІ: Конспект лекцій: Дніпропетровськ: НМетАУ, 2011. – 58 с.


Викладені принципи розрахунку теплових схем і вибору устаткування ТЕС. Розглянуто компоновку головного корпусу і питання експлуатації ТЕС. Наведені приклади розрахунку теплових схем, засновані на ситуаціях, що виникають при експлуатації ТЕС.

Призначений для студентів спеціальності 7(8).05060101 – теплоенергетика.


Іл 15. Бібліогр.: 9 найм.


Відповідальний за випуск М.В. Губинський, д-р техн. наук, проф.


Рецензенти: В.О. Габринець, д-р техн. наук, проф. (ДНУЗТ)

О.О. Єрьомін, канд. техн. наук, доц. (НМетАУ)


© Національна металургійна академія

України, 2011

© Гічов Ю.О., 2011

ЗМІСТ


ВСТУП………………………………………………………………………….…….4

1. ВИБІР УСТАТКУВАННЯ І РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВИХ СХЕМ ТЕС....……5

1.1. Основні положення до вибору устаткування і розрахунку

теплових схем………………………………………………………………………..5

1.2. Вибір основного устаткування………………………………………......6

1.2.1. Вибір турбіни і визначення витрати пари на турбіну.............6

1.2.2. Вибір парогенераторів…..……………………………….…...11

1.3. Розрахунок системи регенеративного підігрівання живильної

води…………………………………………………………………………………13

1.3.1. Побудова процесу розширення пари в турбіні………..........13

1.3.2. Визначення витрат пари з регенеративних відборів

турбіни………………………………………………………………………………16

1.4. Устаткування системи регнеративного підігрівання живильної

води………………………………………………………………………………….20

1.4.1. Підігрівачі високого тиску……….…………….……………20

1.4.2.Деаертори……………...………………………………………22

1.4.3.Підігрівачі низького тиску………..………………………….25

1.5. Аналіз теплових схем ТЕС……………………………………………..26

1.5.1. Визначення показників теплової економічності по

результатам розрахунку теплової схеми………………………………………….26

1.5.2.Аналіз теплових схем методом коефіцієнта цінності

теплоти і методом зміни коефіцієнта потужності турбогенератора………….…28

2. КОМПОНОВКА ГОЛОВНОГО КОРПУСУ І ЕКСПЛУАТАЦІЯ ТЕС……....32

2.1. Розташування ТЕС..………………………………...…………………..32

2.2. Компоновка головного корпусу ТЕС…….…………………………....33

2.3. Особливості пуску агрегатів і енергоблоків ТЕС….…………………35

2.4. Експлуатація турбогенераторів………...……………………………...37

2.5. Експлуатації регенеративних і мережевих підігрівачів……..….........40

3. ПРИКЛАДИ РОЗРАХУНКУ ТЕПЛОВИХ СХЕМ ТЕС……………..………..42

ЛІТЕРАТУРА..………..…………………………………………………………….57


ВСТУП


У першій частині конспекту «Теплові електростанції» для студентів спеціальності 8(7).05060101 - теплоенергетика викладені основні відомості про теплові електростанції (ТЕС) і розглянуто принципи побудови теплових схем ТЕС: вибір початкових і кінцевих параметрів пари, проміжний перегрів пари і системи регенеративного підігріву живильної води. У першій частині представлені теплові схеми ТЕС на базі основних типів турбін, що дозволяє приступити до викладу принципів розрахунку теплових схем і вибору основного і допоміжного устаткування ТЕС. Ці питання розглядуються в другій частині конспекту.

У другій частині конспекту викладені також питання розміщення і компоновки головного корпусу ТЕС, розглянуто основні принципи експлуатації ТЕС: особливості пуску енергоблоків, екстремальні моменти експлуатації енергоблоків і інше.

У другій частині наведені приклади розрахунку теплових схем, засновані на ситуаціях, що виникають при експлуатації ТЕС. Приклади розрахунку можуть бути використані студентами для закріплення теоретичного матеріалу дисципліни.

Конспект лекцій складений відповідно до робочої програми і учбового плану дисципліни «Теплові електростанції», враховує зв'язок дисципліни з іншими дисциплінами, які читаються студентам спеціальності 8(7).05060101: «Котельні установки», «Теплові двигуни», «Джерела теплопостачання», «Вторинні енергоресурси» та інші.

Конспект лекцій може бути використаний студентами спеціальності 8(7).05060101 при розробці курсових проектів, дипломних проектів і випускних робіт.

При розробці дипломних проектів спеціалістів і випускних робіт магістрів по ряду питань буде потрібно поглиблення знань. Це можливо шляхом використання рекомендованої літератури в конспекті [1-4], в якій розглядуються особливості роботи ТЕС і ТЕЦ на прикладі великої різноманітності турбін і схем компоновки електростанцій, приведені повні розрахунки теплових схем, питання економії палива і екології.


^ 1 ВИБІР УСТАТКУВАННЯ І РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВИХ СХЕМ ТЕС

1.1 Основні положення до вибору устаткування і розрахунку теплових схем


Устаткування теплових схем ТЕС розділяється на 2 групи:

1) основне устаткування (парогенератори і турбіни);

2) допоміжне устаткування, яке включає:

- регенеративні підігрівачі живильної води;

- деаератори;

- розширювачі продувочної води парогенераторів;

- систему відведення пари сальникових ущільнень;

- устаткування для підготовки додаткової хімочищеної води;

- пароперетворювачі (випарні установки);

- теплообмінники, що утилізували пар ежекторів і пар сальникових ущільнень;

- підігрівачі мережевої води (для ТЕЦ);

- редукційно-охолоджувальні установки;

- пікові водогрійні котли (для ТЕЦ);

- конденсатні, дренажні, живильні і мережеві насоси (для ТЕЦ);

- трубопроводи, запорна арматура, системи автоматики і інше.

В цілому вибір устаткування і розрахунок теплових схем електростанцій включають:

- вибір турбін і парогенераторів відповідно до заданого теплового і електричного навантаження;

- побудова принципової теплової схеми, яка в значній мірі залежить від вибору турбіни, що визначає вибір парогенератора, систему регенеративного підігріву живильної води, вузол конденсації відпрацьованої пари, спосіб добавки хімочищеної води і інше;

- розрахунок теплової схеми, який проводиться в наступній послідовності:

а) визначається витрата пари на турбіну відповідно до заданого теплового і електричного навантаження;

б) проводиться побудова процесу розширення пари в проточній частині турбіни на iS діаграмі;

в) визначається характеристика теплоносіїв у вузлових точках теплової схеми, до яких відносяться регенеративні підігрівачі, деаератори підігрівачі

мережевої води і інші теплообмінники;

г) складається паровий баланс теплової схеми шляхом підсумовування потоків пари і уточнюється витрата пари;

д) визначається електрична потужність турбогенератора по уточненій витраті пари;

е) визначаються показники теплової економічності схеми по остаточних результатах розрахунку (к.п.д., питомі витрати теплоти і палива).

Зміст і об'єм розрахунку теплових схем залежить від завдання розрахунку:

- розробка нового енергоблока;

- проектування станції на основі серійного устаткування, що випускається;

- виконання проекту реконструкції або модернізації діючої електростанції;

- розрахунок теплової схеми для вибору найбільш економічного режиму експлуатації.

Для конденсаційних ТЕС розрахунки включають номінальний, максимальний і мінімальний режими роботи.

Для ТЕЦ розрахунки включають наступні режими:

- при номінальних тепловому і електричному навантаженню;

- при максимально-зимовому тепловому навантаженні, що відповідає найбільш низькій температурі зовнішнього повітря;

- при тепловому навантаженні, що відповідає середній температурі зовнішнього повітря найбільш холодного місяця опалювального періоду;

- при тепловому навантаженні, що відповідає середній температурі зовнішнього повітря за опалювальний період (средньозимовий режим);

- літній режим роботи (за відсутності опалювального навантаження);

- без відпуску теплової енергії зовнішньому споживачеві (конденсаційний режим).


^ 1.2 Вибір основного устаткування

1.2.1 Вибір турбіни і визначення витрати пари на турбіну

При проектуванні електростанції турбіни зазвичай вибирають з числа тих, що серійно випускаються:

  • для конденсаційних ТЕС - турбіни типа «К»;

  • для ТЕЦ можливі наступні варіанти (залежно від виду переважаючого теплового навантаження):

- при домінуванні опалювального навантаження встановлюють конденсаційні турбіни типа «Т»;

- за наявності в рівній мірі опалювального і технологічного навантаження встановлюють конденсаційні турбіни типа «ПТ», а при стабільному технологічному навантаженні промислових підприємств встановлюють турбіни протитиску «Р», «ПР»;

- при значних технологічних навантаженнях промпідприємств і великих опалювальних навантаженнях, що змінюються, можлива установка всіх вищеперелічених типів турбін, об'єднаних в секцію ТЕЦ, що дозволяє мобільно реагувати на теплові навантаження, що змінюються.

У комплекті з турбіною завод-виготівник зазвичай поставляє конденсатор, ежекторні установки, систему маслопостачання, регенеративні підігрівачі живлячої води, конденсатні, дренажні і живильні насоси.

Основним параметром роботи турбіни є витрата пари, визначувана по діаграмі режимів роботи (додається до паспорта турбіни), яка представляє сімейство характеристик турбіни у вигляді залежності:

Dтi = f(Nеi), (1.1)

де Nеi – електричне навантаження;

Dтi – відповідна витрата пари.

Витрата пари визначається з вираження:

Dтi = Dxx + kx·Nеi, (1.2)

де Dxx – витрата пари на холостому ході за відсутності електричного навантаження, необхідний для подолання опору обертанню ротора турбіни;

kx – кутовий коефіцієнт характеристики турбіни.

Витрата пари на холостому ході визначається коефіцієнтом холостого ходу х, який виражається в долях від номінальної (паспортної) витрати пари на турбіну Dн:

х = Dxx/Dн. (1.3)

Коефіцієнт холостого ходу залежить від типа турбіни:

  • для конденсаційних турбін - хк = 0,03 ÷ 0,05;

  • для турбін протитиску - хп = 0,10 ÷ 0,15.

Визначення витрати пари на турбіну ілюструються графіком на рисунку 1.1.





Рисунок 1.1 – До визначення витрати пари на турбіну


Кутовий коефіцієнт визначається вираженням:

, (1.4)

де Nн – номінальна (паспортна) електрична потужність турбогенератора.

Номінальна витрата пари Dн і номінальна електрична потужність турбогенератора Nн визначають номінальну питому витрату пари на вироблення електроенергії:

, (1.5)

відповідно

, (1.6)

і з урахуванням вираження (1.3)

. (1.7)

З урахуванням номінальних показників Dн, Nн і dн вираження (1.4) представляється таким чином:

або

. (1.8)

З урахуванням виразів (1.7) і (1.8) рівняння (1.1) набирає вигляду:

. (1.9)

В тому випадку, якщо турбіна має регульовані відбори (опалювальні або промислові) до витрати пари, обчисленої по електричному навантаженню, слід приєднувати додаткову витрату пари, що враховує недовиробіток потужності добірною парою:

, (1.10)

де Dвідб – кількість пари, що поступає в регульовані відбори;

yвідб – коефіцієнт недовиробітку потужності пари, що йде у відбори:

, (1.11)

тут і1, івідб та ік – відповідно, ентальпії пари на вході в турбіну, у відборах і пара що поступає в конденсатор.

З урахуванням додаткової витрати пари рівняння (1.9) приймає вигляд:

(1.12)

Діаграма режимів роботи турбіни складається з сімейства ліній (1.1) при різних режимах роботи турбіни: конденсаційному (без регульованих відборів і з відборами) і протитисковому. Побудова діаграми грунтується на рівняннях (1.9) і (1.12).

Приклад діаграми режимів роботи турбіни представлений на рисунку 1.2.





Рисунок 1.2 – Діаграма режимів роботи турбіни


У верхній частині діаграма обмежується максимально можливою витратою пари на турбіну , яка визначається максимальною пропускною спроможністю головної частини турбіни (гчт): регулюючих клапанів, фільтрів, соплових сегментів, регулюючого ступеню і інше.

У нижній частині діаграма обмежується конденсаційним режимом роботи турбіни без регульованого відбору пари відповідно до рівняння (1.9).

Зліва діаграма обмежена режимом роботи турбіни в протитиску, тобто витрата потоку пари в конденсатор Dк практично дорівнює нулю (залишається вентиляційний потік, що охолоджує), а пара йде з турбіни через відбір.

Режим роботи, що обмежує діаграму справа, обумовлений повним використанням максимальної пропускної спроможності турбіни. Завантаження турбіни до максимуму проводять шляхом подачі додаткового потоку пари Dдод і відведення цього потоку через регульований відбір, тобто довантаження турбіни по парі здійснюється режимом протитиску, тому лінії режимів, що обмежують діаграму зліва і зправа, паралельні.

Додатковий потік пари збільшує електричну потужність турбогенератора понад номінальну Nн. Максимальна електрична потужність може скласти Nmax = (1,20÷1,25)·Nн.

Витрату пари на турбіну можна визначити також по формулі:

, кг/с, (1.13)

де βр – коефіцієнт регенерації, що враховує збільшення витрати пари в турбіну через відбори пари на регенеративне підігрівання живильної води;

Nе – задана електрична потужність турбогенератора, кВт;

Нв – використаний в турбіні теплоперепад конденсаційного потоку пари (Hв = i1 - iк);

ηем – електромеханічний к.к.д. турбогенератора;

Dоп, Dпр – витрати пари в опалювальні і промислові відбори;

yоп, yпр – коефіцієнти недовиробітку потужності парою опалювального і промислового відборів:

, , (1.14, 1.15)

де іоп, іпр – ентальпії пари в опалювальному і промисловому відборах.

Значення коефіцієнта регенерації залежить від початкових параметрів пари, кількості відбираної пари через регенеративні відбори і температури підігрівання живильної води. Середні значення коефіцієнтів регенерації залежно від початкового тиску пари:


Р1, МПа

3,5

9,0

13,0

24,0

βр

1,10

1,13

1,15

1,24


За значенням коефіцієнта регенерації можна судити про частку пари, що відводиться на регенерацію (10, 13, 15, 24%).


^ 1.2.2 Вибір парогенераторів


Здійснюється на основі наступних даних:

1) початкові параметри пари (P1, t1), що подається в турбіну;

2) наявність або відсутність проміжного перегріву;

3) витрата пари на турбіну (Dт);

4) вид спалюваного палива, який визначає систему підготовки палива перед спалюванням, конструкцію топкового пристрою, конструкцію пальникових пристроїв і в цілому склад і характеристику устаткування паливогазоповітряного тракту.

Підхід до вибору парогенераторів для КЕС та ТЕЦ відрізняється. Продуктивність парогенераторів для КЕС визначається максимальною витратою пари на турбіну з обліком витрати пари на власні потреби і запасу пари до 3 %:

. (1.16)

Запас 3 % включає гарантійний допуск, враховує можливість зниження в допустимих межах параметрів пари, що отримується в парогенераторі, погіршення вакууму в конденсаторі турбіни і витоку пари при його транспортуванні від парогенератора до турбіни. Для КЕС зазвичай застосовують блокову схему, в якій резервний парогенератор не передбачається. Варіанти блокових схем представлені на рисунку 1.3:

1 – моноблок;

2 – моноблок з двокорпусним парогенератором;

3 – дубль-блок.





Рисунок 1.3 – Варіанти блокових схем ТЕС


Схеми 2 і 3 забезпечують економічнішу генерацію пари при різкому зниженні або збільшенні навантаження на турбогенератор.

На ТЕЦ блокова схема використовується украй рідко. Застосовується в основному централізована схема приєднання парогенераторів і турбін. Для ТЕЦ, що обслуговують великі промислові райони з тепловими навантаженнями, що різко змінюються, застосовують секційну схему, в якій встановлюють декілька типів турбін, що забезпечує швидке реагування на теплове навантаження, що змінюється (див. рис. 1.4).




Рисунок 1.4 – Принципова теплова схема секції ТЕЦ

ПМ – перемикальна магістраль;

ППС – паропровід промислового споживання;

ППГ – піковий парогенератор;

ЗМТС, ПМТС – зворотна і подаюча магістралі теплової мережі;

БН – бустерний насос;

МН – мережевий насос;

ПВК – піковий водогрійний котел;

МП – мережевий підігрівач.

Кількість парогенераторів ТЕЦ приймається по сумарному споживанню пари:

, (1.17)

де Dвп – витрата пари на власні потреби;

Dрез – резервна витрата пари.

Параметри пари, що отримується в парогенераторах, враховують втрати тиску і температури при транспортуванні пари від парогенератора до турбіни:


Парогенератор

Турбіна

Р, МПа

t, ⁰С

Р, МПа

t, ⁰С

13,75

565

12,75

560

25,00

545

23,5

540

  1   2   3   4   5   6   7

Схожі:

Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту України Національний університет фізичного виховання І спорту України лахно олена геннадіївна
Роботу виконано у Дніпропетровському державному інституті фізичної культури і спорту, Міністерство освіти і науки, молоді та спорту...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни icon­­­­Про формування варіативної складової
Міністерства освіти І науки, молоді І спорту України, схвалення відповідною комісією Науково–методичної ради з питань освіти Міністерства...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту України Національний університет фізичного виховання І спорту України арєшина юлія борисівна
Роботу виконано в Інституті фізичної культури Сумського державного педагогічного університету імені А. С. Макаренка, Міністерство...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни 01135, м. Київ, проспект Перемоги
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту Автономної Республіки Крим, управління освіти і науки обласних, Київської та Севастопольської...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни національний університет фізичного виховання І спорту україни анікєєв дмитро михайлович
Роботу виконано в Національному університеті фізичного виховання І спорту України, Міністерство освіти І науки, молоді та спорту...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту України Національний університет фізичного виховання І спорту України бібік руслан вікторович
Робота виконана в Національному університеті фізичного виховання і спорту України, Міністерство освіти і науки, молоді та спорту...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту України Національний університет фізичного виховання І спорту України скомороха ольга станіславівна
Роботу виконано в Національному університеті фізичного виховання і спорту України, Міністерство освіти і науки, молоді та спорту...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту України Національний університет фізичного виховання І спорту України воробйова анастасія володимирівна
Роботу виконано у Національному університеті фізичного виховання і спорту України, Міністерство освіти і науки, молоді та спорту...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни iconФорма № н 04 міністерство освіти І науки, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ міністерство освіти І науки, молоді та спорту автономної республіки крим рвнз «кримський гуманітраний університет» (м. Ялта) інститут економіки та управління кафедра затверджую

Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни національний університет фізичного виховання І спорту україни
Роботу виконано у Національному університеті фізичного виховання І спорту України, Міністерство освіти І науки, молоді та спорту...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни iconМіністерство освіти і науки, молоді та спорту України Національний університет фізичного виховання і спорту України
Роботу виконано в Національному університеті фізичного виховання і спорту України, Міністерство освіти і науки, молоді та спорту...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи