Выбор оборудования и расчёт тепловой схемы промышленной ТЭЦ

 

W_го – расход технической воды на газаохладители

W_го = (2.5 – 4)% W_к = 0.03 19000 = 570 т/ч 

W_мо - расход технической воды на маслоохладители

W_мо = (1.2 – 2.5)% W_к = 0.02 19000 = 380 т/ч

 

W_подш – расход технической воды на подшипники

W_подш = (0.3 – 0.8)% W_к = 0.005 19000 = 95 т/ч

 

G_тех.в = Σ W_k + W_го + W_мо + W_подш = 5 19000 + 570 + 380 + 95 = 96045 т/ч

 

Напор циркуляционного насоса:

 

Н_цн = Н_г + Σh_с + h_св

 

Н_г – геодезическая высота (3–4 м вод. ст.)  Н_г = 3 м вод. ст.

Σh_с – сумма гидравлических сопротивлений водоводов (4-6 м вод. ст.)

Σh_с = 4 м вод. ст.

H_св – свободный напор воды (4-5 м вод. ст.)

h_бр = 4 м вод. ст.

 

Н_цн = Н_г + Σh_с + h_бр = 3 + 4 + 4 = 11 м вод. ст.

 

Выбираю циркуляционный насос  ОПВ-2-87 в количестве – 1 шт.

Основные характеристики:

подача:__________________________________________________ 10700 м³/ч

напор: _______________________________________________________13.6 м

допустимы ковитационный запас: _________________________11.5 м вод. ст.

частота вращения: ________________________________________585 об/мин

мощность: __________________________________________________550 кВт КПД:_________________________________________________________ 86 %

 

5) Дренажный насос

 

Исходными данными для выбора дренажного насоса являются расход сетевой воды через основной сетевой подогреватель  и требуемый напор (должен быть не меньше чем в линии основного  конденсата).

G_св=284,4 т/ч

Исходя из этого я выбираю  дренажный насос КсВ-200-220

Основные характеристики:

 давление на входе _________________________________________ 0.98 МПа

 частота вращения ________________________________________1500 об/мин

мощность ___________________________________________________154 кВт

КПД не менее _________________________________________________ 73 %

температура конденсата________________________________________ 125 ⁰С

 

ВЫБОР РАСШИРИТЕЛЯ ПРОДУВКИ

Исходными данными  являются: давление в барабане котла, величина продувки - 2% от номинальной  паропроизводительности, паропроизводительность котла 160 т/ч, давление в РНП 0.6 МПа, напряжение парового объема, количество котлов – 6 шт.

Выбор типа РНП-1

Величина продувки:

D_пр = 0.02 160= 3,2 т/ч

Коэфициент сепарации:

К_сеп = (i'_б h_сеп -  i'₁) / (i"₁ – i'₁) = (1408,6· 0.98 – 670.4) / (2756.4 – 670.4) = 0.34,

где i'_б, i'₁, i"₁, i'₁ – энтальпии продувки воды, отсепарированного пара и отсепарированной воды, кДж/кг

Количество пара:

D¹ = К_сеп D_пр = 0.34· 3,2 = 1.088 т/ч

Объем пара:

V¹ = D¹ V¹¹ = 1,088 ·0.31556 = 472 м³/ч, где

V¹¹ =0.31556м³/кг –удельный объем сухого насыщенного пара при Р= 0.6 бар

Необходимый объем расширителя  непрерывной подувки:

V = n_к V¹ / H = 6 ·472 / 1000 = 1.416 м³

Выбираю Расширитель Непрерывной  Продувки СП-1.5

Основные характеритстики: емкость  расширителя 1.5 м³,

         наружный диаметр корпуса 820 мм

        изготовитель “Красный котельщик” г.Таганрог

 

 

ВЫБОР КОНДЕНСАТОРА

Q_к-ра = D_к (i_к - h'_к) = W_охл с_рв (t_2в – t_1в)

W_охл = [D_к (i_к - h'_к)] / [с_рв (t_2в – t_1в)], где

D_к = D_к.отб + D_осп = 13.197 + 8.88 = 22.077 кг/с

t_2в = 20 ⁰С

t_1в = 10 ⁰С

с_рв = 4.19 кДж/кг ⁰С

i_к = 2280 кДж/кг

h'_к = 107,6 кДж/кг

F = Q_к-ра / [k Δt_ср] , где

k = β_t β_d β_з k₀

Определяем β_t, β_d, β_з, k₀ по графику при ω = 2 м/с

β_t =1

β_d = 0.9

β_з = 0.85

k₀ = 3600 Вт/(м² К)

k = β_t β_d β_з k₀ = 1 0.9 0.85 3600 = 2.754 кВт/(м² К)

Δt_ср = Δt_в / ln[(Δt_н + δt) / δt]

Δt_в = 8 ⁰С

Δt_н = 32.9 ⁰С

δt = 8.1 ⁰С

Δt_ср = 8 / ln[(8 + 8.1) / 8.1] = 11.6 ⁰С

F = Q_к-ра / [k Δt_ср] = 22.077 2126.56 / (2.754 11.6) = 1469.6 м²

W_охл = [D_к (i_к - h'_к)] / [с_рв (t_2в – t_1в)] = [22.077 2126.56] / [4.19 (23 – 15)] = 1400.6 кг/с

W_охл = 4938.8 т/ч

m = W_охл / D_к = 1400.6 / 22.077 = 63.44

Выбираю конденсатор:  25-КСЦ-6

Поверхность охлождения:  2000 м²  

  Давление в паравом пространстве:   0.03 (2.94)

Расход охлождающей  воды:5000 т/ч

 Гидравлическое сопротивление :      27 кПа

Число охлождающих  трубок: 4420    

Число ходов: 2; d₂ /d₁ = 24 / 22 мм   

Размер водяного парового патрубка: 3950х1650 мм

Длина трубок: 6050 мм

 

 

 

 

 

 

6.РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ  ТЕПЛОВОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ

 

1) Относительный внутренний  КПД турбины :

,

где Н₀ = i₀ - i_кt – располагаемый теплоперепад турбины.

.

2) Удельная внутренняя  работа пара в турбине равна  изменению энтальпии (так как  расширение пара происходит без  теплообмена):

,

  .

3) Располагаемое тепло  турбины:

,

где h¢_к – энтальпия конденсата в конденсаторе (табл. 1) ,

  .

4) Абсолютный внутренний  КПД турбины :

.

5) Электрический КПД :

,

где удельная выработка  электроэнергии ,

x_прот=0,008¸0,012– коэффициент, учитывающий потери с протечками (принимаю x_прот = 0,01);

h_м = 0,98¸0,995 – механический КПД турбины, учитывающий потери в подшипниках (принимаю h_м = 0,99);

h_г = 0,985¸0,99 – КПД генератора (принимаю h_г = 0,988). Тогда :

  ,

.

6) Тепло дополнительных  потоков :

где D²_пр = a²_пр× D_т

       h_пит = h_в1 – энтальпия питательной воды;

       h_доб = h_хов – энтальпия добавочной воды;

       h_хво = 8×4,19 = 33,52 – энтальпия воды до ХВО;

      G_доб = G_хов = a_хов×D_т = расход добавочной воды.

 МВт.

7) Полный расход тепла  на турбину:

Q_ту=D_т·(i₀-h_в1)=31,2·(3392-924)=77 МВт

8) Располагаемая тепловая мощность:

где Q_от1 = 30 МВт – тепловая нагрузка рассчитываемого блока.

 МВт.

9) Удельный расход тепла :

10) Абсолютный электрический КПД :

11) КПД брутто

где h _ка = 0,93 – КПД котельного агрегата;

       h _тп– КПД теплового потока

       Q_пе – расход тепла на перегрев пара

       D_пе = 32,95 кг/с – расход перегретого пара;

       D_пр = a_пр× D_т = 0,02·31,2=0,264 кг/с – расход продувочной воды;

       D_сн = a_сн× D_т = 0,01·31,2=0,312 кг/с – расход пара на собственные нужды;

       i_пе = 3484 кДж/кг (по диаграмме при Р_пе, t_пе) – энтальпия перегретого пара;

       h²_б = 2724,4 кДж/кг (таблица II, [1]) – энтальпия пара при давлении в барабане.

 

=85,2 МВт.

Тогда

.

12) Удельный расход условного топлива :

  .

13) Удельный расход тепла на выработку тепловой энергии :

,

где h_пп = 1 – КПД промышленного потребителя (так как турбина «Т»);

       h_п = 0,95.

  .

14) Удельный расход тепла на отпущенное тепло

15) Удельный расход тепла на  ТЭЦ:

q_э^тэц==3600/η_бр^тэц=3600/0,449=8,02 МДж/КВт·ч

16) Удельный расход пара на  турбину:

d=D_т/N_э=31.2/25=1.25 кг/КВт·ч

17) Полный КПД ТЭЦ:

η^тэц= η_бр^тэц· η_г· η_тп=0,449·0,988·0,91=0,4