Расчёт принципиальной тепловой схемы энергоблока 800 МВт

Обоснование выбора Ку

Выбор парового котла осуществляется согласно нормам технологического проектирование тепловых электрических станций. Выбор осуществляется согласно следующим данным:

1.     Тип турбоустановки К-800-240

2.     Тип котла – прямоточный

3.     Начальные параметры пара

          давление 23,54 МПа

          температура 540 °С

4.     Вид топлива – Бурый уголь

5.     Тип привода питательного насоса – турбинный

Согласно исходным данным выбираем паровой котёл: В количестве двух на турбину.

Пп-2650-25-545 БТ

Производительность 2650 т/ч

Температура пара на выходе 540 °С

Ширина в осях колон – 24 м

Глубина в осях колон – 33 м

Высота в осях колон – 106,4 м

Компоновка котла Т – образная

Температура подогрева воздуха – 322 °С

Температура уходящих газов – 163 °С

Температура питательной воды – 270 °С

КПД (брутто) – 91,9 %

Тип воздухоподогревателя – ТВП

Масса легированной стали – 7727/750 т

Общая масса металла – 19610 т

Масса каркаса -   _________  

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Содержание практической работы

1.     Обоснования выбора котельной установки

2.     Составление расчетной тепловой схемы энергоблока и её краткое описание

3.     Определение давлений пара в верхних  и нижних отопительных отборов турбины

4.     Построение процесса  расширения пара в турбине в is – диаграмме

5.     Определение расчетных параметров пара и воды турбоустановки

6.     Определение расхода пара на подогреватель сетевой воды

7.     Расчёт Сепаратов не прерывной  продувки

8.     Расчёт расхода греющего пара на элементы тепловой схемы

9.     определение мощности турбины и энергетических балансов турбоустановки

10.                       Определение основных энергетических показателей энергоблока

11.                       Список используемой литературы

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

 Исходные данные

1.     Тип турбоустановки К-800-240

2.     Котёл – прямоточный

3.     Вид топлива – Бурый уголь

4.     Установленная Электрическая мощность турбоагрегата – 800 МВт

5.     Начальные параметры свежего пара перед турбиной: Давление – 23,54 МПа,  Температура – 540 °С    

6.     Давление отработавшего пара – 0,0034 МПа

7.     Температура питательной воды – 274 °С

8.     Параметры пара после промежуточного перегрева, давление – 3,24 МПа, Температура – 540  °С

9.     Относительно внутренний КПД цилиндров

               

10. КПД дросилирование пара

              

11.Давление пара в отборах

На ПВД – 8 = 6,06 МПа

На ПВД – 7 = 3,77 МПа

На ПВД – 6 = 1,63 МПа

На деаэратор = 1,069 МПа

На ПНД – 4 = 0,578 МПа

На ПНД – 3 = 0,28 МПа

На ПНД – 2 = 0,113 МПа

На ПНД – 1 = 0,021 МПа

12.                       Давление пара в отборе на трубопровод – 1,63 МПа

13.                       Давление пара отработавшего в трубапроводе – 0,0034 МПа

14.                       Внутренний относительный КПД ПН – 85%

15.                       Температурный график теплоситей 130 – 70 °С

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Построение процесса расширения пара в турбине is – диаграмме.

Начальная точка процесса расширения пара находится по начальным параметрам пара:

Р0 = 23,54 МПа

t0 = 540°С

i0 = 3317 кДж/кг

С учётом процесса дросселирования в ЦВД:

Р´0 = Р0 *                                           Р´= Р0 * = 23.54 * 0.95 = 22.363

Строится процесс расширения пара в ЦВД:

Р2 = 3,77 МПа

2 = 2859 кДж/кг

Располагаемый тепловой перепад в ЦВД:

= i0 – i2                                               = 3317 – 2859 = 458 кДж/кг

Полезно использованный тепловой перепад в ЦВД:

= *                                      =458 * 0,85 = 389,3

Энтальпия пара второго отбора:

i2 = i0 –                                                 i2 = 3317 – 389,3 = 2927,7 кДж/кг

Точка О´ находится по параметрам промежуточного перегрева пара:

Рпп = 3,24 МПа

tпп = 540 °С

С учётом процесса дросселирования в ЦСД Р´пп находится:

Р´пп = Рпп *                                         Р´пп = 3,24 * 0,85 = 2,757 МПа

Строится процесс расширения пара в ЦСД:

Р6 = 0,28 МПа

6 = 2895 кДж/кг

0 = 3523 кДж/кг

Располагаемый тепловой перепад в ЦСД:

= i´0 – i´6                                               = 3523 – 2895 = 628 кДж/кг

Энтальпия пара шестого отбора находится следующим образом:

     i= i´0 –                                                i6 = 3523 – 521,24 = 3001,75 кДж/кг

Р3 = 1,63 МПа

Р4 = 1,069 МПа

Р5 = 0,578 МПа

Строится процесс расширения пара:

Рк = 0,0034 МПа

к = 2265 кДж/кг

Располагаемый тепловой перепад в ЦНД:

= i– i´к                                                                        = 3001 – 2265 = 736 кДж/кг

Полезно использованный тепловой перепад:

= *                                      = 736 * 0,7 = 515,2 кДж/кг

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Энтальпия пара в конце процесса расширения находится по формуле:

iк = i7 –                                                iк = 3001 – 515,2 = 2485,8кДж/кг

Определение расчётных параметров  пара и воды турбоустановки:

tк  при Р в конденсаторе

Рк = 0,0034 МПа

tк = 26,2 °С

     

Температура за ПНД – 4 принимается по условию  необходимого подогрева:

t4 =  tдн –           t4 = 164 – 14 = 150 °С

 = 10 ÷ 20 °С

Нагрев основного конденсата в каждом ПНД по условию равномерного подогрева:

 °С

Температура основного конденсата за ПНД – 1,2,3:

t1 = tк +                                                 t1  = 26,2 + 30,95 = 57,15 °С    

t2 = t1 +                                                 t1 = 57,15 + 30,95 = 88,1 °С

t3 = t2 +                                                 t1 = 88,1 + 30,95 = 119,05 °С

Энтальпия основного конденсата  за ПНД – 1,2,3,4:

 = С *  t1 = 4,19 * 57,15 = 239,458 кДж/кг

 = С *  t2 = 4,19 * 88,1 = 369,139 кДж/кг

 = С *  t3 = 4,19 * 119,05 = 498,819 кДж/кг

 = С *  t4 =  4,19 * 150 = 628,5  кДж/кг    

С = 4,19          

Энтальпия питательной воды за ПВД – 8 определяется по Рпн и tпв:

Рпн = 34 МПа

     tпв = 274  °С

      = 1182  кДж/кг

Энтальпия питательной воды в деаэраторе:

 =   = 697,1 кДж/кг

Повышение энтальпии воды в питательном насосе:

 =  кДж/кг

Энтальпия питательной воды после питательного насоса:

 = 697 + 43,107

Повышение энтальпии в каждом ПВД по условию равномерного подогрева:

 =  кДж/кг

Энтальпия питательной воды за ПВД – 6,7

 = 740,107 + 147,297 =887,464  кДж/кг

      = 887,404 + 147,297 = 1034,70  кДж/кг

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Количество тепла отданное паром отборов в каждом подогревателе:

 = i1 – τ1 = 3020 – 1219,5 = 1800,5  кДж/кг

 = i2 – τ2 = 2927,7 – 1072,8 = 1854,9  кДж/кг

 = i3 – τ3 = 3420 – 858,6 = 2561,4  кДж/кг

 = i5 – τ5 = 3140 – 664,7 = 2475,3  кДж/кг

 = i6 – τ6 = 3001 – 551,4 = 2449,6  кДж/кг

 = i7 – τ7 = 2860 – 428,84 = 2431,16  кДж/кг

 = i8 – τ8 = 2660 – 255,89 = 2404,11  кДж/кг

Количество тепла, отданное каждым кг конденсата греющего пара при его каскадном сливе из подогревателя с более высоким давлением греющего пара, основному конденсату или питательной воде в рассматриваемом подогревателе:

∆ τ12 = τ1 – τ2 = 1219,5 – 1072,8 = 146,7  кДж/кг

∆ τ23 = τ2 – τ3 = 1072,8 – 858,6 = 214,2 кДж/кг

∆ τ56 = τ5 – τ6 = 664,7 – 551,4 = 113,3 кДж/кг

∆ τ67 = τ6 – τ7 = 551,4 – 428,84 = 122,56 кДж/кг

∆ τ78 = τ7 – τ8 = 428,84 – 255,89 = 172,95  кДж/кг

Расчет расхода греющего пара на элементы тепловой схемы.

Расход свежего пара на турбину принимается за единицу D0 = 1, остальные потоки

пара воды выражаются в долях от D0.

Расход питательной воды Dпв = D0 + Dут

Разделив это выражение на D0, получим αут = Dут / D0 = 0,01 – величина утечки.

Доля расхода питательной воды: αпв = 1 + 0,01 = 1,01

Доля отбора пара на турбопривод питательного насоса:

                                   

αтп  =

hна = ν ср× (Рвых – Рвыхп) × 103 = 0,0011 (34 – 2,2) ×103 = 34,98 кДж/кг

Нiтп = Н0тп × ηоiтп = 935 × 0,8 = 748 кДж/кг

Н0тп = i0тп – iктп  = 3420 – 2485 = 935 кДж/кг

ηоiтп = 0,77 – 0,785 – внутренний относительный КПД приводных турбин типа Р;

ηоiтп = 0,8 – 0,815 – внутренний относительный КПД приводных турбин типа К;

ήн = 0,8 – КПД насоса;

ηнтп = 0,98 – КПД турбопривода.

     Доля расхода пара на ПВД – 8

 

ή1 = 0,99 – КПД подогревателей, показывает долю тепла пара отбора, пошедшего на

 подогрев нагреваемой среды.

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Доля расхода пара на ПВД – 7

Доля расхода пара на ПВД – 6

Доля расхода пара на деаэратор

αк  - величина потока основного конденсата после ПНД в долях от расхода

 пара на турбину.

Доля расхода пара на ПНД – 4

Доля расхода пара на ПНД – 3

Доля расхода пара на ПНД – 2

Через ПНД – 2 идет поток основного конденсата в долях:

В результате решения системы двух уравнений находятся α7  и αк/ .

Доля расхода пара на ПНД – 1

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Расчет коэффициентов недовыработки мощности паром отборов

(с промежуточным перегревом пара).

Коэффициент недовыработки мощности паром 1-го отбора, идущего на ПВД – 8

Коэффициент недовыработки мощности паром 2-го отбора, идущего на ПВД – 7

Коэффициент недовыработки мощности паром 3-го отбора, идущего на ПВД – 6

Коэффициент недовыработки мощности паром отбора, идущего на деаэратор

Коэффициент недовыработки мощности паром 4-го отбора, идущего на ПНД – 4  

 

Коэффициент недовыработки мощности паром 6-го отбора, идущего на ПНД – 3

Коэффициент недовыработки мощности паром 7-го отбора, идущего на ПНД – 2

Коэффициент недовыработки мощности паром 8-го отбора, идущего на ПВД – 1

Коэффициент недовыработки мощности паром  отбора, идущего на турбопривод

Расчет расхода пара на турбину

 кг/с

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Сумма произведений долей расхода пара в отборы на коэффициенты  недовыработки мощности этими отборами:

Определение расхода пара на подогреватели сетевой воды.

Расход пара на пиковый сетевой подогреватель, подключенный к 5-му отбору,

при покрытии ПСП 25% теплофикационной нагрузки:

QПСП = 0,25 × Qуст = 0,25 × 35 = 8,75 МВт

        Qуст = 35 МВт для турбины К-800-240

    кг/с

Расход пара на основной сетевой подогреватель, подключенный к 6-му отбору:

   кг/с

Расходы пара в отборы.

на ПВД – 8              кг/с

на ПВД – 7             кг/с

на ПВД – 6              кг/с

на деаэратор            кг/с

на ПНД – 4             кг/с

на ПНД – 3               кг/с

на ПНД – 2              кг/с

на ПНД – 1             кг/с

На турбопривод    кг/с

Конденсационный поток пара для турбины типа К:

Dк = D0 – (D1 + D2 + D3 + Dд + D4 + D5 + Dпсп +D6 +Dосп + D7 + Dтп + D8)

Dк  = 752,827 - (62,484+55,709+33,877+6,022+31,844+8,75+30,715+10,659+21,003+

+43,688+45,169+28,231) =423,544 экг/с

Определение мощности турбины и энергетический баланс турбоустановки.

Турбина типа К с промежуточным перегревом пара:

Мощность потоков пара в турбине:

Первого отбора NiI = D1 × (i0 – i1) = 62,484 × (3317 – 3020) = 18557,748 кВт

Второго отбора NiII = D2 × (i0 – i2) = 55,709× (3317 – 2927) = 21726,51кВт

Третьего отбора NiIII = D3  × [ (i0 – i2) + (i0/ – i3)]   

        NiIII = 33,877 × [ (3317 – 2927) + (3523 – 3420) = 16701,361 кВт   

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Четвертого отбора NiIV = D4 ×[ (i0 – i2) + (i0/ – i4)]    

NiIV = 6,022 ×[ (3317 – 2927) + (3523 – 3290)] = 3751,706 кВт   

Пятого отбора NiV = (D5 + Dпсп) ×[ (i0 – i2) + (i0/ – i5)]

        NiV = (31,844 + 3,57) × [ (3317 – 2927) + (3523 – 3140)] = 27375,022 кВт

Шестого отбора NiVI = (D6 + Dосп) ×[ (i0 – i2) + (i0/ – i6)]    

NiVI = (30,715 + 10,655) × [ (3317 – 2927) + (3523 – 3001)] = 37733,088 кВт

         Седьмого отбора NiVII = D7 ×[ (i0 – i2) + (i0/ – i7)]    

        NiVII 21,003× [ (3317 – 2927) + (3523 – 2860)] = 22116,159 кВт

Восьмого отбора NiVIII = D8 ×[ (i0 – i2) + (i0/ – i8)]

NiVIII = 28,231 × [ (3317 – 2927) + (3523 – 2660)] = 35373,443 кВт

Мощность потока пара турбопривода Niтп = Dтп ×[ (i0 – i2) + (i0/ – i0тп) + (iктп – iк)]

Niтп = 45,169 × [ (3317 – 2927) + (3523 – 3420)] = 22268,317 кВт

Мощность конденсационного потока: Niк = Dк ×[ (i0 – i2) + (i0/ – iк)]   кВт

Сумма мощностей потоков пара в турбине:

Ni =  NiI + NiII + NiIII + NiIV + NiV + NiVI + NiVII + NiVIII + Niтп + Niк

Ni = 18557,748 + 21726,51 + 16701,361 + 3751,706 + 27375,022 + 37733,088 +

22116,159 + 35373,443 + 22268,317 + 604820,832 = 810424, 569 кВд 

Мощность на зажимах генератора:

Nэ =  Ni × ηэм  кВт, ηэм = 0,98

Nэ = 810424,569 × 0,98 = 794215,52 кВт

Допустимая погрешность расчета не более 1%.

Определение основных энергетических показателей энергоблока.

1. Полный расход тепла на турбоустановку:

с промежуточным перегревом пара

 

  кВт

где Dпп = D0 – D1 – D2  кг/с – расход пара через промежуточный пароперегреватель:

Dпп = 752,827 – 62,484 – 55,709 = 634,634 кг/с

2. Расход тепла на сетевые подогреватели:

  

  кВт

3. Расход тепла турбоустановкой на производство электроэнергии:

 

  кВт

         кг/с

       кДж/кг

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

4. Удельный расход турбоустановкой на производство электроэнергии:

  кг/с

 

 кг/с

5. КПД турбоустановки по производству электроэнергии:

6. Расход тепла топлива:

7. КПД энергоблока (брутто):

    

8. КПД энергоблока (нетто):

Удельный расход условного топлива (нетто) на энергоблок:

         г/МДж

93,224 Г/МДж = 335,606 Г/кВт  ч

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Рассчитать паропроводы и питательные трубопроводы для энерго – блока с турбиной К – 800 – 240.

Исходные данные:                       

Р0 = 25 МПа                                   4 – ре нитки паропровода

t0 = 540 °С                                            

Рпн = 34 МПа

tпв  = 274 °С

Дт = Дк = 2650

Решение:

G =  Дк = 662,5 = 184,02 кг/с

        v = 0,0124

C = 50 м/с

А1 = 0,1

δдоп = 72,5

Дн = Дв + 2 × S = 0,209 + 2 × 0,0478 = 0,304 м

+

Паропроводы выбираются по следующим данным:

Р0 = 25 МПа        

t0 = 540 °С    

Дн = 0,304 м

S = 0,0478 м

Выбираем паропроводы сталь марки 15×1М1Ф,  с параметрами dн × S = 245×38   , m = 2056 кг/м, dу = 150 мм

Выбор питательного трубопровода:

G =  Дк = 662,5 = 184,02 кг/с

        v = 0,0124

C = 5,5 м/с

Р0 = 25 МПа        

t0 = 540 °С    

Дн = 0,304 м

S = 0,0478 м

      

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Дн = Дв + 2S = 0,23 + 2 × 0,029 = 0,28 м

Рпн = 34 МПа        

Tпа = 274 °С    

Дн = 0,28 м

S = 0,029 м

Выбираем паропроводы сталь марки 16 ГС,  с параметрами Дн × S = 273×32,      m = 202,4 кг/м, dу = 200 мм

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Список литературы

1.     Яблоков «Паровые и газовые турбины»

2.     Трухний «Стационарные паровые турбины»

3.     Шляхин «Паровые и газовые турбоустановки»

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Министерство образования и науки РК

Аксуский колледж имени Жаяу Мусы

Практическая работа

Тема: Расчёт принципиальной тепловой схемы энергоблока 800 МВт

По предмету: ТЭС

                                                                       По специальности: 2201  гр Т – 31

Выполнил: Учащийся Набиев Е.М.

Проверил: Преподователь Яцкевич Т.В.

г.Аксу 2004

Характеристика Турбины К-800-240

ЛМЗ выпустил четыре модификации турбины мощностью 800 МВт, первая из которых принципиально отличается от последующих. Турбина К-800-240-1 (1968 г.) это двухвальный агрегат (в то время отсутствовали электрические генераторы мощностью 800 МВт) с частотой вращения обоих валов 50 1/с на начальные параметры 23,5 МПа и 560 ос и температуру промежуточного перегрева 565 °с.

Турбина устанавливается в блоке с прямоточным котлом производительностью 2650 т/ч.). (Характерной особенностью турбоустановки К-800-240- является

использование конденсационного турбопривод для двух питательных насосов без резервирования электронасосами. две приводные турбины ОК-18-ПУ (см. гл. 8) КТЗ мощностью 15,5 МВт, каждая с максимальной частотой вращения 77,5 1/с, питаются из первого отбора ЦСДс параметрами 1,52 МПа и 443 ос (при номинальной нагрузке главной турбины); в собственных конденсаторах приводных турбин поддержи- вается давление 5,9 кПа. При снижении нагрузки главной турбины ниже 30 % и на холостом ходу, когда давление в отборе главной турбины мало и не может быть обеспечена необходимая мощность приводной турбины, последняя получает пар из паропровода свежего пара через специальную редукционно-охладительную установку (БРОУ ТПН). При пуске блока приводные турбины снабжаются паром от постороннего источника.

Применение надежного конденсационного турбопривод позволило получить не только экономические выгоды [экономия составляет примерно 10 ккал/(кВт.ч) по сравнению с использованием приводной турбины с противодавлением и сбросом пара в отбор турбины], но и возможность работы питательных насосов независимо от главной турбины и даже отказаться от резервного пускового электронасоса, предусмотренного в турбоустановке К-800-240-2.

Кроме отбора пара на регенеративные подогреватели и турбину для привода питательного насоса значительное количество пара (сумме до 290 т/ч) отбирается для общестанционных нужд, для привода воздуходувок, на сетевые подогреватели и т. д.; при отсутствии этих отборов турбина может развивать мощность до 850 МВт.

В турбине К-800-240-3 реализована оригинальная система уплотнений и утилизации теплоты пара утечек уплотнений и штоков регулирующих и стопорных клапанов. Крайние камеры уплотнений всех цилиндров соединены общим коллектором, из которого пар направляется в охладитель пара уплотнений. При нормальной работе турбины пар на уплотнения ЦСД не подается, а пар из первых по ходу пара камер уплотнения этого цилиндра направляется на уплотнения ЦВД. При пусках и частичных нагрузках для уплотнений ЦВД и ЦСД подают пар от коллектора  куда пар поступает либо от штоков стопорных и регулирующих клапанов, либо от постороннего источника. Из промежуточных камер ЦВд пар направляется в сальниковый подогреватель. Все ЦНД уплотнены паром из коллектора , питаемого

от деаэратора

Штоки клапанов уплотнены аналогично; крайние камеры соединены

сальниковым подогревателем, вторые камеры штоков клапанов и внутренние камеры концевых уплотнений ЦВД — с коллектором.

Из первых камер штоков стопорных клапанов ЦВД пар поступает в «горячую» нитку промежуточного перегрева и оттуда в ЦСД.

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата

лист

изм

Лист

№ докум

подпись

дата