Учебное пособие: Методика поверочного теплового расчета двухконтурной парогазовой установки утилизационного типа

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

D_ут - величина утечки пара и конденсата в паросиловом цикле, кг/с. Потери пара и конденсата в паросиловом цикле согласно [19] принимаются до 3% от расхода пара на турбину. Учитывая, что паротурбинная установка К-110-6,5 не имеет системы регенеративного подогрева питательной воды, потери пара и конденсата в паросиловом цикле можно принять уменьшенные:

D_ут = 0,02• D_{О ВД};

D_{к упл}+ D_эж = 0,01• D_{О ВД} - расход пара на концевые уплотнения паровой турбины (D _УПЛ) и эжекторы (D_ЭЖ) согласно [20] принимается до 1,0%.

D _УПЛ+ D_ЭЖ = 0,01• D_{О ВД}.

2. Расход пара через СК ВД ЦВД определится следующим образом (рис. 22):

D_{О ВД} = D_{КУ ВД} / 1,03. (6.40)

Рис. 22. К расчету потерь пара и конденсата в паротурбинном цикле

3. Расход добавочной воды в паротурбинный цикл, кг/с:

W_ДОБ = D_УТ + W_{ПР БНД}, (6.41)

где: D_ут - потери пара и конденсата в паросиловом цикле, кг/с; W_{ПР БНД} - расход сепарата (вода) и выпара (пар) РНД в окружающую среду из паросилового цикла, кг/с.

6.6 Экономические показатели котла-утилизатора

1. Количество теплоты, переданное газами в котле-утилизаторе, кВт:

Q_КУ = G_{Г КУ} • (I_Д - I _{за ГПК}) (6.42)

G_{Г КУ} - массовый расход газов в КУ, кг/с;

I_Д - энтальпия газов на входе в КУ (за диффузором), кДж/кг;

I _{за ГПК} - энтальпия газов на выходе из котла (за ГПК), кДж/кг.

2. Степень бинарности цикла ПГУ:

= Q_КС / (Q_КС + Q_{1 КУ}) = 1, (6.43)

где: Q_КС - количество теплоты, подведенное в камере сгорания ГТУ, кДж/с (кВт); Q_{1 КУ} = 0 - количество теплоты, дополнительно подведенное в котле-утилизаторе, кДж/с (кВт).

3. КПД котла-утилизатора (коэффициент утилизации тепла уходящих газов ГТУ):

_КУ = (I_Д - I _{за ГПК}) / (I_Д - I _{Г НВ}) ? (и_{4 КУ} - и _УХ / (и_{4 КУ} - и _{Г НВ}), (6.44)

где:

I _{Г НВ} - энтальпия газов при температуре наружного воздуха, кДж/кг; и_{4 КУ} - температура газов на входе в КУ, ^OC; и _{Г НВ} = t_НВ- температура газов, соответствующая температуре наружного воздуха, ^OC; и _УХ - температура уходящих газов, ^OC.

Таблица П.1. Проектные показатели баланса пара и воды котла-утилизатора П-88 [12] при температуре наружного воздуха +15 ^оС

Нагрузка КУ, %	100	75	50	25
Суммарная паропроизводительность, кг/с (т/ч)	49,722 179,0	44,528 160,3	33,50 120,6	21,25 76,5
Контур высокого давления
Паропроизводительность, кг/с (т/ч)	43,472 156,5	36,222 130,4	25,00 90,1	13,89 50,0
В %-ах от суммарной производительности	87,4	81,4	74,7	65,5
Контур низкого давления
Паропроизводительность, кг/с (т/ч)	9,78 35,2	8,31 29,9	8,47 30,5	7,36 26,5
В %-ах от суммарной производительности	12,6	18,6	25,3	34,5
В %-ах от производительности контура ВД	22.5	22,9	33,9	53,0

Таблица П.2. Конструктивные характеристики поверхностей котла П-88

Наименование величины	Поверхности нагрева котла-утилизатора
	ППВД	ИВД	ЭВД	ППНД	ИНД	ГПК
Количество секций	4	7	5	1	5	10
Число рядов труб по ходу газов	8	14	10	2	10	20
Число труб в ряду по ширине газохода	118	118	118	118	118	118
Наружный диаметр труб, мм	38	38	32	38	38	38
Толщина стенки, мм	3	3	4	3	3	3
Марка стали труб	12Х1МФ	20	20	20	20	20
Поперечный шаг труб, мм	86	86	96	86	86	86
Продольный шаг, мм	84	84	84	84	84	84
Тип оребрения труб	сплош-ное	просечн.	просечн.	сплош-ное	просечн.	просечн.
Высота ребер, мм	11	14	11	11	14	14
Толщина ребер, мм	1	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9
Шаг оребрения, мм	5,3	4,2	4	4,3	4,9	4
Глубина просечки, мм	0	8	8	0	8	8
Марка стали ребер	12Х1МФ	20	20	20	20	20

Таблица П.3. Показатели качества питательной воды котла-утилизатора П-88

№	Показатель	Размерность	Значение
1	Общая жесткость, не более	мкг-экв/кг	3
2	Содержание соединений железа, не более	мкг/кг	30
3	Содержание соединений меди, не более	мкг/кг	5
4	Содержание растворенного кислорода в конденсате перед деаэратором, не более	мкг/кг	20
5	Содержание нефтепродуктов, не более	мг/кг	0,3
6	рН	-	9,1+0,1
7	Содержание кремниевой кислоты, не более	мкг/кг	50
8	Условное солесодержание (в пересчёте на NaCl), не более	мкг/кг	300
9	Удельная электропроводимость, не более	мкСм/см	2,0

Таблица П.4. Основные технико-экономические показатели котла-утилизатора П-88

№	Наименование параметра	Размерность	Значение
1	Расход газов на входе в один котел	кг/с	359,4
2	Температура газов на входе в котел	^оС	533
Контур высокого давления
3	Паропроизводительность	т/ч	154,3х2=308,6
4	Давление пара на выходе из котла	МПа	7,3
5	Температура пара на выходе из котла	^оС	504,4
Контур низкого давления
6	Паропроизводительность	т/ч	39х2=78
7	Давление пара на выходе из котла	МПа	0,7
8	Температура пара на выходе из котла	^оС	227,9
Водо-водяной теплообменник
9	Тепловая нагрузка ВВТО: - номинальная - максимальная (при t н.в.=-29 ^оС)	МВт МВт (Гкал/ч)	21 32 (27,4)

Таблица П.5. Проектные характеристики контура высокого давления котла-утилизатора П-88

Наименование параметра	Величина параметров
1 Температура окружающего воздуха, о С	-30	-3,9	+3,3	+15	+15	+15	+15	+15
2 Тип топлива	Газ	Газ	Газ	Газ	Газ	Газ	Газ	ДТ
3 Нагрузка КУ, %	100	100	100	100	75	50	25	100
4. Контур высокого давления
4.1 Паропроизводительность, т/ч	143,2	154	157,3	156,5	130,4	90,1	50,0	153,7
4.4 Давление в барабане ВД, абс. МПа	6,797	7,443	7,604	7,541	6,242	4,109	2,17	7,61
4.2 Давление пара на выходе, абс. МПа	6,431	7,054	7,208	7,151	5,903	3,868	2,04	7,23
4.3 Температура пара на выходе, оС,	463	491	493	502	493	408	309	501
4.5 Температура воды на входе в ЭВД, оС,	167	168	169	167	159	149	137	167
4.6 Давление воды на входе в ЭВД, МПа	7,245	7,897	8,06	7,995	6,684	5,037	3,093	8,063

Таблица П.6. Проектные характеристики контура низкого давления котла-утилизатора П-88

№	Величина	Значение
1	Температура окружающего воздуха, ^оС	-30	-3,9	+3,3	+15	+15	+15	+15	+15
2	Тип топлива	Газ	Газ	Газ	Газ	Газ	Газ	Газ	ДТ
3	Нагрузка КУ, %	100	100	100	100	75	50	25	100
Контур низкого давления
4	Паропроизводительность, т/ч	38,0	36,7	37,4	35,2	29,9	30,5	26,5	33,3
5	Давление в барабане НД, абс. МПа	0,716	0,736	0,752	0.726	0,588	0,458	0,330	0,725
6	Давление пара на выходе, абс. МПа	0,669	0,693	0,707	0,686	0,552	0,410	0,28	0,69
7	Температура пара на выходе, ^о С,	233	232	233	233	222	214	199	232
8	Расход через ГПК, т/ч	388,7	343,8	324,1	334,3	324,0	322,5	320,5	479
9	Расход рециркуляции ГПК, т/ч	205,6	151,2	134,6	152,2	162,1	207,0	295,3	290
10	Давление на входе ГПК, МПа	1,07	1,07	1,07	1.05	0,88	0,73	0,73	1,17
11	Температура на входе ГПК, С	60	60	68	81	81	94	110	105
12	Тепловая нагрузка ВВТО, МВт	13,5*	8,6	6,7	3,8	3,8	3,8	3,8	0

Таблица П. 7. Опорные параметры для расчета котла-утилизатора П-88

№	Наименование величины	Обозна- чение	Размерность	Значение	Источник, способ определения
Вода, пар
1	Давление в барабане контура НД (давление в интегрированном деаэрационном устройстве КУ)	p_БНД	бар	7,26	Задано (см. характеристики КУ)
2	Давление в барабане контура ВД	p_БВД	бар	75,41	Задано (см. характеристики КУ)
3	Давление основного конденсата на стороне напора КЭН	p_КЭН	бар	24,0	По характеристикам КЭН, p_КЭН = f(G_ПВ)
4	Потеря давления основного конденсата в КПУ	? p_КПУ	бар	1,0	Согласно рекомендаций [19,20]
5	Давление питательной воды на выходе из узла смешения ГПК (на входе в КУ)	p_{ПВ до ГПК}	бар		p_{ПВ до ГПК} = p_КЭН- ? p_КПУ? p_КЭН
6	Температура основного конденсата за конденсатором паровой турбины	t_ОК	^OC		Определяется по характеристикам конденсатора, t_ОК =f(t _НВ)
7	Величина подогрева основного конденсата в КПУ	? t _КПУ	^OC	4,0	Рассчитывается или принимается [19,20]
8	Температура основного конденсата за конденсатором пара уплотнений (КПУ)	t _{за КПУ}	^OC		t _{за КПУ} = t_ОК + ? t _КПУ
9	Температура питательной воды на входе в ГПК КУ	t _{до ГПК}	^OC	65,0	Принято из условия: t _{до ГПК} ? 60 ^OC
10	Расход пара в коллектор СН из контура НД	D_СН	%	3	Требования[19,20]]: не более 3 %
11	Теплосодержание питательной воды на выходе из узла смешения ГПК	h _{до ГПК}	кДж/кг		Таблицы воды и пара, h _{до ГПК} = hs(t_{до ГПК}, p_{ПВ до ГПК})
Температурные напоры в пинч-пунктах
1	Температурный напор в пинч-пункте на выходе питательной воды из ГПК	дt_ГПК	^OC	1015	Требования [19,20]
2	Температурный напор в пинч-пункте на выходе пара контура НД из пароперегревателя НД	дt_ППНД	^OC	1015	Требования [19,20]
3	Температурный напор в пинч-пункте на входе питательной воды в экономайзер ВД	дt_ЭВД	^OC	1015	Требования [19,20]
4	Температурный напор в пинч-пункте на выходе пара контура ВД из пароперегревателя ВД	дt_ППВД	^OC	20	Рекомендации [19,20]]: 40 50 ^OC. Принято по данным эксплуатации.
Газ на входе в котел-утилизатор
1	Массовый расход газов в КУ	G_{Г КУ}	кг/с	316,752	2•(G_К^Д + B_Т)
2	Плотность газов на входе в КУ	с_{Г КУ}	кг/м³		Из расчета ГТД
3	Коэффициент избытка воздуха на входе в КУ	₄	-		Из расчета ГТД
4	Давление газов на входе в КУ	p_{4 КУ}	бар		Из расчета ГТД
5	Удельная изобарная теплоемкость газов на входе в КУ	c_{pг 4}	кДж/(кг • К)		Из расчета ГТД
6	Температура газов на входе в КУ	и_{4 КУ}	^OC	519,0	Из расчета ГТД и_{4 КУ} = t_{4 КУ}
7	Энтальпия газов на входе в КУ (за диффузором)	I_Д	кДж/кг		Из расчета ГТД
Газ на выходе из котла-утилизатора
1	Температура газов на выходе из КУ	и _УХ	^OC	100	Из условия, что температура конденсата перед ГПК равна 65 ^OC
2	Удельная изобарная теплоемкость газов на выходе из КУ	c_{p УХ. Г}	кДж/(кг • К)		c_{p УХ. Г}= f(и _УХ)
3	Энтальпия газов на выходе из КУ при и _УХ	I_УХ	кДж/кг		и _УХ • c_{p УХ. Г}
4	Энтальпия газов на выходе из КУ при t_НВ	I_{Г НВ}	кДж/кг		t_НВ • c_{p УХ. Г}_, где t_НВ = 15 ^OC
5	Аэродинамическое сопротивление собственно КУ	?p_КУ	бар	0,0086	Принято по данным испытаний. Рекомендации: 0,020,03.

7. РАСЧЕТ ПРОЦЕССА В ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКЕ

При расчете нагрузки паровой турбины (ПТ) следует учитывать количество работающих газовых турбин, т.е. расчет блока ПГУ (2 ГТ и ПТ) или полублока (1 ГТ и ПТ) (рис. 1). При расчете нагрузки ПТ с работой двух равнонагруженных ГТ необходимо, с учетом работы двух КУ, соответственно увеличить в два раза расход пара контуров высокого и низкого давлений, генерируемых каждым котлом.

В случае, если обе ГТ работают с разной нагрузкой, то при расчете паропроизводительности каждого КУ следует принимать одинаковые параметры пара (давление и температуру), но значения расходов пара из контуров высокого и низкого давлений каждого котла-утилизатора будут различными.

Следует также учитывать, что при работе полублока (1 ГТ и ПТ), расходы пара из контуров ВД и НД будут соответствовать номинальным значениям производительности КУ, но давления пара в указанных контурах будут значительно ниже (), т.е. потребуется уточнение указанных параметров на основе проектных данных.

Рис. 23. Расчетная схема турбины К-110-6,5 (Режим номинальный: 2хГТ 100%, t_Н.В. = 15 ^OC)

Расчет процесса расширения пара в ПТ производится по традиционной методике при следующих условиях (рис. 24).

1. Параметры пара перед паровпускными органами ЦВД (перед СК и РК) определены при расчете КУ.

2. РК полностью открыты, т.к. нагрузка ПГУ регулируется нагрузкой ГТ. Потеря давления пара в СК и РК ВД при полном открытии РК составляет 3 5% [22].

3. Давление за 14-ой ступенью ЦВД определяется по формуле Стодолы-Флюгеля для докритического режима работы группы ступеней [22]:

D_0n/ D₀₀ = [(p_0n² - p_2n²)/ (p₀₀² - p₂₀²)] ^0,5 >

> p₂^1-14= p_2n= [p_0n² - (D_0n²/ D₀₀²)•((p₀₀² - p₂₀²))] ^0,5, (7.1)

где: D_{00 ВД} = D₀₀ - для расчетного режима; D_{0n ВД} = D_{0 ВД} = D_0n - для рассматриваемого режима работы турбины; p₀₀, p_0n - соответственно, давления пара перед группой ступеней в расчетном режиме и рассматриваемом режиме, бар (МПа); p₂₀, p_2n - соответственно, давления пара за группой ступеней в расчетном режиме и рассматриваемом режиме, бар (МПа).

Согласно [23] примем следующие данные расчетного режима 1-й ч 14-й ступеней для вычисления по формуле Флюгеля:

; . (7.2)

4. Значение относительного внутреннего КПД _оi^1-14 можно оценить по приближенной эмпирической формуле для группы ступеней малой верности (ступени с сопловыми и рабочими лопатками небольшой длины: и = d_ср/ ? > 8 10):

Смотрите также:


«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
Значение, сущность и содержание социально — педагогической деятельности в организации для детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей
Проактивные методы PR-деятельности российских авиационных компаний «Россия», «Азимут»
__RGR2
__RGR2
_11_А. Франс для эл версии
_индив анализ данных
- Интерфейс 485 и оптопорт 11