Расчет тепловой схемы паротурбинной установки

 

       

      Находим давления отборов на кривых процессов  расширения пара в цилиндрах высокого и низкого давлений (рисунок 2.1).

    По  расчетным данным строим принципиальную схему паротурбинной установки  и наносим расчетные величины на схему (2.2).

Расход питательной  воды на входе в котел рассчитываем по формуле:

G_п.в.=1,02×D,

      где D – предварительный расход пара на турбину, который определим по формуле:

D=

,

      где N_н – номинальная электрическая мощность, кВт;

Н_i1,2 – использованное в турбине теплопадение, кДж/кг;

η_эм – электромеханический КПД турбогенератора;

κ_р – коэффициент регенерации (для данных начальных параметров κ_р=1,16).

      Произведем  расчет по данным формулам: 

D= кг/с;

G_п.в.=1,02*658,8=672 кг/с. 
 

2.4.   Расчет регенеративных подогревателей высокого давления 
 

      Расчет  ПВД начинают с верхнего (первого  от котла). Расход греющего пара регенеративного  отбора определяют из уравнений теплового  баланса подогревателя, принимая, что  пар отбора конденсируется без переохлаждения конденсата:

D_пвд=

,

      где G_п.в. – расход питательной воды;

Δj – разность энтальпий питательной воды в  подогревателе;

i * * - энтальпия отборного пара ПВД;

i * - энтальпия конденсата ПВД;

η_то – коэффициент полезного действия теплообменника (0,98÷0,99).

      Произведем  расчет ПВД:

 

D₇

кг/с; 

D₆

кг/с.

 2.5 Расчет деаэратора

      Деаэратор обычно является местом сбора потоков  конденсата ПВД, основного конденсата турбины, возвращаемого конденсата от промышленных потребителей, греющего пара регенеративного отбора.

      При расчете деаэратора обычно неизвестным  являются два потока: поток греющего пара на деаэратор и поток основного  конденсата турбины. Для нахождения двух неизвестных используют уравнения  материального баланса деаэратора и теплового баланса деаэратора.  

   G_пв=D_к.д.+ΣПВД+D_д.,

   G_пв.j_п.в.=D_кд.j+ΣПВД j+D_дi΄΄;

   182,27= D_к.д.+(16,78+13,26)+ D_д.,

   182,27*790,2= D_к.д.*648,4+(13,73+10,98)*790,2 + D_д.*2782,6;

   D_к.д.=152,23 - D_д.,

   124503,9=648,4D_к.д.+2625,42D_д.;

   D_д.=12,09

   D_к.д.=140,14 
 

2.6   Расчет регенеративных подогревателей низкого давления 

      По  известному в результате расчета  деаэратора значению находим расходы  пара на ПНД, ближайшем к деаэратору:

D_пнд=

,

      где Δj – повышение энтальпии основного  конденсата турбины в ПНД;

i * * - энтальпия отборного пара ПНД;

i * - энтальпия конденсата ПНД.

      Определение расходов пара на последующие ПНД  ведется аналогичным образом, но с учетом схемы отвода конденсата из подогревателей низкого давления. 

 кг/с;

кг/с;

кг/с;

кг/с. 

      Определяем  расход пара в конденсатор турбины:

D_к= D_к.д.- ΣD_пнд.,

D_к=140,14-(9,51+8,19+7,38+6,72)=108,34 кг/с. 

      Составим  баланс:    G_пв=D_к.д.+ΣD_пвд+D_д,

182,27≈140,14+(16,78+13,26)+12,09

                                                  182,27≈182,27 
 

3.  РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКИ ОПТИМАЛЬНОЙ ТОЛЩИНЫ

          ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ГЛАВНОГО ПАРОПРОВОДА                

                     Определим диаметр главного паропровода:

d=

,

где D - расход пара на турбину, кг/с;

V –  объемный расход, находим по I-S диаграмме  водяного пара в точке 1 *, м³/кг;

ω –  скорость движения, м/с.

      Тогда диаметр равен :

d=

м.

      Исходные  данные для расчета экономически оптимальной толщины изоляции приведены  в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Исходные данные для расчета  экономически оптимальной толщины   изоляции

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.1 Блок-схема  расчета экономически оптимальной  толщины изоляции.

    Выбор экономически оптимальной толщины  изоляции представляет собой трудоемкую работу, которую целесообразно выполнить  на ЭВМ. На рисунке 3.1 представлена блок-схема  расчета.

 
 

      

      

      

      

      

        

   

     

   

   

   

                      

   

                                               

                                          

   Рисунок 3.1 – Блок-схема расчета экономически оптимальной толщины изоляции 

    После ввода исходных данных (блок 2), рассчитывают тепловые параметры (удельные тепловые потери трубопровода σ и тепловое сопротивление изоляции R) в блоке 3. Затем рассчитывают экономические  параметры в блоке 4 (годовые приведенные  затраты З_пр, говую стоимость теплопотерь С_т.п. и капитальные затраты на изоляцию К_из).  Для каждого цикла печатают результаты расчета (блок 5), по которой выбирают оптимальную толщину изоляции. В блоке 6 производят сравнение начальной толщины изоляции с конечной. При их отличии начальная толщина увеличивается на шаг увеличения толщины изоляции, и расчет повторяется до равенства. При достижении равенства начальной и выбранной конечной толщины изоляции расчет прекращается.

      В соответствии с блок-схемой (рисунок 3.1) и принятыми обозначениями (таблица 3.1) составлена программа на языке QBasic –приложение А.

      Результаты  расчета программы приведены  в приложении Б.

                                                      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      3.2. График зависимости

      По  результатам расчетов построен график зависимости З_пр=f(δ_из^нач), приведенный на рисунке 3.2. 
 

Рисунок 3.2 – График зависимости З_пр=f(δ_из^нач). 

      Из  анализа результатов расчета  по годовым приведенным затратам следует, что экономически оптимальная толщина тепловой изоляции паропровода равна 0,16 м. Годовые приведенные затраты при такой толщине являются минимальными. 
 
 
 

                                     ВЫВОДЫ 

      В ходе выполнения курсовой работы  по курсу «Теплоэнергоснабжение» рассчитана тепловая схема паротурбинной установки К-800-246. Построен процесс расширения рабочего тела в проточной части турбины в I-S диаграмме водяного пара, проведено распределение регенеративного подогрева питательной воды: по ступеням и определение параметров пара в отборах, определен расход пара из котла и расход питательной воды.

        Произведен расчет регенеративных  подогревателей высокого давления, деаэратора и регенеративных  подогревателей низкого давления. А также расчет экономически  оптимальной толщины тепловой  изоляции главного паропровода.  Для чего составлена блок-схема,  а затем программа на языке  QBasic. По результатам расчетов  построен график зависимости  З_пр=f(δ_из^нач). Получено, что экономически оптимальная толщина тепловой изоляции паропровода равна 0,16 м, так как годовые приведенные затраты при такой толщине являются минимальными.

      При выполнении курсовой работы были закреплены знания, полученные в курсе «Теплоэнергоснабжение». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ПРИЛОЖЕНИЕ А 

10 PRINT "Программа  расчета экономически оптимальной  толщины тепловой изоляции”

15 PRINT "Разработал  студент гр. АКТ-09-1 Джуринец Б.А."                

20 PRINT "Ввод исходных данных A1, A2, A3, Z1, Z2, Z3, D, T1, T2, T3, TP, TP1, P, F, H"

25 INPUT A1, A2, A3, Z1, Z2, Z3, D, T1, T2, T3, TP, TP1, P, F, H