2. Выбор и расчет тепловой схемы энергоблока ПТ-60-130/13 2.1. Исходные данные для расчета. Принимаем тепловую схему существующей турбоустановки ПТ-60. Турбина имеет 7 регенеративных отборов, промышленный и теплофикационный. Для расчета принимаем следующие исходные данные: G0 108 кг/с; Gп 44.4 кг / с ; Gт 28 кг / с ; G max 330 т / ч ; P0 12,25 МПа ; t 0 555 C ; т Pк 3,43 кПа . Данные по состоянию пара в отборах турбины приведены в таблице 3.1. Таблица 3.1. Параметры пара в отборах турбины Отбор ПВД 1 ПВД 2 ПВД 3 Деаэратор ПНД 4 ПНД 5 ПНД 6 ПНД 7 P, ата 44 26 13 13 5,7 3.4 1,2 0,06 t, оС 430 355 280 280 200 150 104 - 2.2. Построение процесса в i(s) диаграмме. Для этого необходимо уточнить давление в ПНД: PВ f ( t C 2 t ) PВ , t 4C (принято ) ; PН f ( t C1 t ) PН Температуру обратной сетевой воды принимаем равной tос=65оС. Коэффициент теплофикации тф=0,65, отсюда: t C 2 t ОС тф 150 70 65 0,65 150 70 113С t C 2 t ОС 113 65 89С 2 2 Отсюда уточним давления по турбоустановке: PВ f 113 4 PВ 1,928 ата [табл. 3.1.] PН f 89 4 PН 0,749 ата [табл. 3.1.] t C1 2 G 2 P5 5 P52Р PВР PВ2 1,0 2 2,5 2 0,8 2 1,928 2 3,05 ата G 5Р 2 G P4 4 P42Р P52Р P52 1,0 2 5,12 2,5 2 3,05 2 5,4 ата G 4Р Давления в ПВД изменяются незначительно, поэтому принимаем их по таблице 3.1. По рассчитанным данным строим процесс расширения i(s) диаграмме: P0 0 t0 P0 0' t 0 P1 t1 1 P2 t2 2 P3 P3 t3 3 t'3 P4 t4 3' 4 P5 5 P6 6 P7 7 7' P0ЧНД Pк К Параметры пара по процессу расширения приведены в таблице 3.2. Таблица 3.2. Точка 0 0' 1 2 3 3' 4 5 6 7 К Параметры пара по процессу расширения Давление, Pi, ата Температура, ti, оС Энтальпия, hi, кг/кДж 130 555 3480 126,1 548 3480 32,3 430 3225 21,56 355 3134 14,25 280 2987 12,75 2987 5,1 200 2878 3,05 150 2765 1,928 104 2685 0,749 89 2627 0,0343 25 2627 2.3. Расчет системы ПВД. t21, h21 Pп1 , h1 , t оп 21 tоп1, hоп1 ПВД 1 tдр1, hдр1 tоп2, hоп2 Pп 2 , h 2 , t оп 22 ПВД 2 tдр2, hдр2 tоп3, hоп3 Pп 3 , h 3 , t оп 23 ПВД 3 tдр3, hдр3 t13, h13 ПН 2.3.1. Расчет без учета ОП. Температура пара, поступающего в ОП: tопi=tsi+10оС; tоп1=254+20=265оС; tоп2=225+10=235оС; tоп3=191+10=201оС. Этальпия пара, поступающего в ОП: hопi=f(P,tопi); hоп1=2835,1 кДж/кг; hоп2=2816 кДж/кг; hоп3=2801 кДж/кг. Температура и энтальпия воды перед ОП: оп t 21 t s1 t, t 3C (принято); t 21оп 254 3 251С ; t 22оп 225 3 222С ; t 23оп 191 3 188С . hi=f(Pпв, ti); h21оп 1095,6 кДж/кг; h22оп 948,3 кДж/кг; h23оп 795,2 кДж/кг. Энтальпия воды перед ПВД 3 с учетом работы питательных насосов: v P h 13 h пв h пн , кДж/кг; h пн , кДж/кг ; rн P Pпн Pд Pподп , МПа ; P 1,3 13 0,6 0,16 10 6 16,14 МПа ; 0,0011 16,4 h пн 20,904 , кДж/кг ; 0,85 1000 hпв f Pд 662 кДж/кг, где Pд=6 ата ; h13 662 17,904 680 кДж/кг. Энтальпия дренажей ПВД: h дрi f Pпi , t дрi , кДж/кг; hдр1 h22оп 30 кДж/кг 948,3 30 978,3 кДж/кг; hдр 2 h23оп 30 кДж/кг 795,2 30 825,2 кДж/кг; hдр3 h13 30 680 30 710 кДж/кг; Тепловой баланс для ПВД 1: оп G пв h оп 21 h 22 G п1 h оп1 h др1 под ; 109,7 1095,6 948,3 Gп1 2835,1 978,3 0,98 ; Gп1 8,9 кг/с. Тепловой баланс для ПВД 2: оп G пв h оп 22 h 23 G п1 h др1 h др 2 G п 2 h оп2 h др 2 под ; 109,7 948,3 795,2 8,9 978,3 825,2 Gп 2 2816 825,2 0,98 ; Gп 2 8,05 кг/с. Тепловой баланс для ПВД 3: G пв h оп 23 h13 G п1 G п 2 h др 2 h др 3 G п3 h оп3 h др 3 под ; 109,7 795,2 680 8,9 8,05 825,2 710 Gп 3 2801 710 0,98 Gп 3 5,2 кг/с. 2.3.2. Уточненный расчет ПВД. Оценка нагрева воды в охладителях пара: G h i h опi о t опi пi , С G пв с p 8.9 3255 .6 2835 t оп1 8.1С , hоп1 34,1 кДж/кг. 109.7 4,186 8,05 3134 2816 t оп2 5,6С , hоп 2 23,3 кДж/кг. 109,7 4,186 5,2 2987 2801 t оп3 2,1С , hоп3 8,8 кДж/кг. 109,7 4,186 Уточнение температур и энтальпий питательной воды: t21 t 21оп tоп1 251,7 8,1 259,9С ; h21 f Pпв , t 21 1135 кДж/кг ; t 22 222 5,6 227,6С ; h22 977 кДж/кг ; t 23 193 2,7 188 С ; h23 798 кДж/кг . Уточненные тепловые балансы ПВД: Тепловой баланс для ПВД 1: G пв h 21 h 22 G п1 h1 h др1 под ; 109,7 1135 977 Gп1 3255,6 978,3 0,98 ; Gп1 7,7 кг/с. Тепловой баланс для ПВД 2: G пв h 22 h 23 G п1 h др1 h др 2 G п 2 h 3 h др 2 под ; 109,7 977 798 7,7 978,3 825,2 Gп 2 3134 825,2 0,98 ; Gп 2 8,2 кг/с. Тепловой баланс для ПВД 3: G пв h 23 h13 G п1 G п 2 h др 2 h др 3 G п3 h 3 h др 3 под ; 109,7 798 680 7,7 8,2 825,5 710 Gп 3 2987 710 0,98 Gп 3 5,0 кг/с. 2.4. Расчет расширителей непрерывной продувки G р1 , h р1 в Д-6 G пр , h пр G р 2 , h р2 в Д-1,2 Gпр , hр1 , h р 2 G пр Исходные данные для расчета: Gпр 0,005 G0 0,005 108 0.54 кг/с; PБ 140 ата; hпр=f PБ =1572,8 кДж/кг. hр1 697,1 кДж/кг; h р1 2762 кДж/кг при P=7 ата. G пр G р1 G р 2 , кг/с. Gпр G пр G р1 , кг/с; Gпр h р 2 458,42 кДж/кг; h р2 2690,8 кДж/кг при P=1,4 ата. Тепловой баланс расширителей: G пр h пр р G р1 hр1 G пр G р1 hр1 ; 0,98 0,54 1572,8 G р1 2762,9 0,54 G р1 697,1; G р1 0,22 кг/с; Gпр 0,54 0,22 0,32 кг/с. G пр h пр р G р1 hр1 G пр G р1 hр1 ; 0,98 0,54 1572,8 G р1 2762,9 0,54 G р1 697,1; G р1 0,22 кг/с; Gпр 0,54 0,22 0,32 кг/с. 2.5. Расчет сетевой установки Gв, hв Gн, hн СН CВ tс2 tс1 tос h вдр h ндр Исходные данные: Pн 0,749 ата; h н 2663,2 кДж/кг; h ндр 384,45 кДж/кг; G н 38,06 кг/с; Pв 1,9 ата; h в 2704,6 кДж/кг; h вдр 497,87 кДж/кг; G в 28,94 кг/с. По тепловому балансу определим расход сетевой воды: G св с p t c1 t c 2 G в h в h вдр сп G cв 28,94 2704,6 497,85 0,98 635 кг/с 4,186 113 89 2.6. Расчет деаэратора 0,58 МПа Gвып, hвып Gр, hр Gок, hок Gдр, hдр Gу, hу Gупл, hупл Gпв, h д Исходные данные: Gдр Gп1 Gп 2 Gп 3 22,05 кг/с; hдр 710 кДж/кг; h ок 586,6 кДж/кг при P4=4 ата. G p 0,22 кг/с; h p 2762,9 кДж/кг; h д 3202,9 кДж/кг; G упл 0,005 G 0 1,05 кг/с; h упл h 0 3480 кДж/кг. Составим систему уравнений теплового и материального балансов: G вып G пв G р G др G д G ок G упл G вып h вып G пв h д д G р h р G др h др G д h д G ок h ок G упл h упл 0,42 213,5 0,43 34,51 G д G ок 1,05 0,42 2756,4 213,5 670,4 0,98 0,43 2762,9 34,51 817,05 G 586,6 1,05 3480 д G ок 177,58 G д G ок 174,96 кг / с G д 2,62 кг / с 2616 ,3 G д 6846,52 2.7. Расчет деаэратора 0,112 МПа Gвып, hвып Gдв, hдв Gвозд, hвозд Gр2, hр2 Gд, hд Gвд, h вд Исходные данные: G р 2 0,062 кг/с; h р 2 2690 ,8 кДж/кг; G вых 0,085 ата; h вых 2684 кДж/кг; G возв 0,5 G пр 0,5 85 42,5 кг/с; h возв 146,65 кДж/кг. h д 2725 кДж/кг; G дв 0,5 G пр 0,01 G 0 G р1 G р 2 G прод 43,77 кг/с; h дв 116,65 кДж/кг; h вд 439,4 кДж/кг; Составим систему уравнений теплового и материального балансов: G дв G возв G р 2 G д G вып G вд G дв h дв G возв h возв G р 2 h р 2 G д h д G вып h вып G вд h вд д 43,77 42,5 0,062 G д 0,085 G вд 43,77 146,65 42,5 146,65 0,062 2690 ,8 G д 2725 0,085 2684 G 439,4 0,98 вд G д G вд 85,185 G д 10,91 кг / с 2286 G вд 219703 G вд 96 кг / с 2.8. Расчет системы ПНД Gп4, hп4 h24, Gок Gп5, hп5 Gп6, hп6 h25 Gп7, hп7 h26 h17 hдр6 h сет др н hдр4 hдр7 hдр5 h сет др в Исходные данные: P4 4 ата; ts4=143оС; t24=140оС; h24=586,6 кДж/кг; hп4=2738,5 кДж/кг; hдр4=604,7 кДж/кг; о P5 3,05 ата; ts5=133,54 С; h25=546,96 кДж/кг; hп5=2725,4 кДж/кг; hдр5=561,4 кДж/кг; P6 1,928 ата; ts6=120,23оС; h26=491,2 кДж/кг; hп6=2706 кДж/кг; hдр6=504,7 кДж/кг; о P7 0,749 ата; ts7=90,78 С; hп7=2663,2 кДж/кг; hдр7=348,45 кДж/кг; сет h сет др в =497,85 кДж/кг; Gв=28,06 кг/с; h др н =384,29 кДж/кг; Gн=28,06 кг/с; hвд=439,4 кДж/кг; Gвд=96 кг/с. Составим систему уравнений из тепловых балансов ПНД 5-6, связанных дренажными насосами. сет G п 4 G п5 G п 6 h 25 h др 6 G сет в h 25 h др в G ок G п 4 G п5 G п 6 G сет h 25 h 26 G вд h 25 h вд G п 4 h др 4 h др 5 п G п5 h 5 h др 5 п сет сет сет G ок G п 4 G п5 G п 6 G в h 26 h 27 G н h 26 h др н G G h h G h h п4 п5 др 3 др 6 п п6 6 др 6 п 3,32 G п5 G п 6 546,96 504,7 28,94 546,96 497 ,85 174,9 G G 3,32 56 546,96 492,1 96 546,96 439,4 п5 п6 3,32 604,7 561,4 G п5 2725,4 561,4 0,98 174,9 3,32 G G 28,94 491,2 381,29 28,06 491,2 384,45 п5 п6 3,32 G п5 561,4 504,7 0,98 G п 6 2706 ,9 504,7 0,98 2134 ,2 G п5 8773,6 13,5 G п 6 G п 6 8,84 кг / с G п 6 9,45 0,073 G п5 G п5 5,64 кг / с 2.9. Расчет ПНД7, ОУ, ОЭ. Исходные данные к расчету: G оу 0,01 G 0 2,1 кг/с; G оэ 0,002 G 0 0,42 кг/с; G 27 G ок G сет G п 6 G п5 G п 4 G вд 174,9 56 5,64 8,4 3,3 96 8,06 кг / с. G кmax К G п 7 , h п7 Gоу рециркуляция Gоэ КН h27,G27 h17 h п 7 П7 ОУ ОЭ Принимаем: Gп7=0; h к 146,45 кДж/кг; h0=3480 кДж/кг; h у 3202,9 кДж/кг. Оценим энтальпию h17 : G 27 h17 G 27 G оу G оэ hк G оу h 0 G оэ hу п 8,06 h 17 8,06 2,1 0,42 146,65 2,1 3480 0,42 3202 ,9 0,98 h 17 1053,7 кДж/кг; t 17 257,1 оС; ПНД7 не работает. 2.10. Расчет мощности турбоустановки. Для расчета запишем уравнение мощности турбоустановки: m Nэ G 0 G отбi y отбi 1 пр упл , кг/с; h h i 1 к м г 0 Коэффициент недовыработки отбора турбины: h отбi h к ; y отб h0 hк Расчитаем коэффициенты недовыработки для всех отборов турбины: 3170 2663,2 y1 0,62 ; 3480 2663,2 y2=0,499; y3=0,39; yд=0,39; y4=0,092; y5=0,076; y6=0,054; y7=0; yоэ=0,113; yоу=1; yвд=0,075; yсет в=0,053; yсет н =0. m G отбi y отбi 0,62 11,66 0,499 7,45 0,39 15,4 0,39 2,62 0,092 3,32 i 1 0,076 3,64 0,054 8,4 0,113 0,42 2,1 1 0,075 10,7 0,053 28,94 52,1 Подставляя полученные результаты в уравнение мощности получим: Nэ 210 1,015 ; 3480 2663,2 0,96 0,98 Nэ=125,5 МВт. Определим мощность турбоустановки, зная Gк: G к G ок G сет G п5 G п 4 G п 6 G вд 174,6 56 96 3,32 8,4 5,64 8,56 кг / с; N э h 0 h к G к G отбi 1 y отбi м г , Вт G отбi 1 y отбi 11,66 0,629 7,45 0,5 15,4 0,609 3,32 0,908 2,26 0,609 3,64 0,924 8,4 0,95 0 0,42 0,887 85 0,609 28,96 095 28,04 1 0,924 10 154,4 N э 3480 2663,2 8,56 154,4 0,96 0,98 128,7 МВт. Оценим погрешность: 128,7 125,5 100% 2,5% 5% 128,7