Расчет тепловой схемы паротурбинной установки

      t_п2 = t₂ + Ө = 89,6 + 3 = 92,6 ºС

      t_п3 = t₃ + Ө = 121,6 + 3 = 124,6 ºС

      t_п4 = t₄ + Ө = 153,6 + 3 = 156,6 ºС

      t_п5 = t₅ + Ө = 185,6 + 1 = 186,6 ºС

      t_п6 = t₆ + Ө = 217,6 + 5 = 222,6 ºС

      t_п7 = t₇ + Ө = 249,6 + 5 = 254,6 ºС

      По  рассчитанным температурам определяем энтальпии греющего пара и конденсата греющего пара. Составим таблицу характеристик пароотборов. 

      Таблица 2.1-Характеристики пароотборов

 

      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). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 

 
 
 

 

 
 
 
 

 

 
 

 

 

Рисунок 2.2.1 - Принципиальная схема паротурбинной установки  К225-12,8

         2.3 Определение расхода пара из котла и расхода питательной воды 
 

      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*178,7=182,27 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

 

    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.

                                                    

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