Теплофикационный режим

Исходные данные и тепловая схема энергоблока.

электрическая мощность теплофикационного энергоблока 1000 MBт

начальные параметры пара

давление 150 бар

температура 530⁰С

давление конденсации 0,05 бар

относительный расход пара в регулируемый теплофикационный отбор 0,4

вид топлива ИБ

Топливо ИБ, задаваемое в таблице 2.1 - Канско-Ачинский бурый уголь

Q_Н^Р-15,7 МДж/кг(м³/кг)

Рис. 2.1 Принципиальная тепловая схема (а) и цикл (б) теплофикационного энергоблока 1 - система топливоподготовки; 2 - котел; 3 - система очистки дымовых газов; 4 - дымосос; 5 - дымовая труба; 6 - дутьевой вентилятор; 7 - паровая турбина; 8 - электрогенератор; 9 - трансформатор собственных нужд; 10 - повышающий трансформатор; 11 - потребитель электроэнергии; 12 - конденсатор; 13 - циркуляционный насос системы технического водоснабжения; 14 - конденсатный насос; 15 - деаэратор; 16 - питательный насос; 17 - отбор пара на деаэратор; 18 - теплофикационный отбор пара; 19 - потребители тепла; 20 - сетевая установка; 21 - сетевой насос

Расчет тепловой экономичности паротурбинного энергоблока на основе метода энергобаланса.

Конденсационный режим.

На конденсационном режиме теплофикационный отбор отключен и Т =0.

В алгоритмическом плане методика расчета тепловой экономичности энергоблока представляется в следующем виде.

1. Строится цикл (рис.2.1) энергоблока О, К, К´, КН, Д, ПН: ПН...О - изобарный процесс генерирования пара; О...К - расширение пара в турбине; К...К´ - конденсация отработавшего пара; К´...КН - процесс в конденсатном насосе; КН...Д - подогрев воды в деаэраторе; Д...ПН - процесс в питательном насосе. Состояние в точке ПН определяется как состояние питательной воды - ПВ при температуре питательной воды t_ПВ=f(Р_Д) и давлении Р₀. Процессы в конденсатном и питательном насосах принимаются в расчетах изоэнтальпийными. Состояние отработавшего пара после турбины находится на изобаре Р_К, по энтальпии этого пара h_К=h₀-(h₀-h_KS)h_T, где h_T - КПД паровой турбины (h_T =0,83...0,85).

Энтальпии в характерных точках цикла могут быть определены по диаграмме P, S и записаны в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Параметры цикла

1. Определяется расход перегретого пара на турбину, кг/с:

,

где H=h₀ - h_K - теплоперепад на турбину

H=3400-2780=620

N_Г - мощность, кВт;

y_R=(h_R - h_K)/H=2780-2650\620=0.21

a_R=(h_ПВ - h_K´)/(h_R - h_K´) -коэффициент недовыработки и относительный расход пара из отбора турбины на деаэратор (для подогрева питательной воды);

a_R=(650-130)/(2780-130)=520/2650=0,196

точка R определяется на диаграмме P, S на пересечении изобары P_Д=P_R с линией процесса расширения пара в турбине О, К; h_ЭМ=0,97...0,98 - электромеханический КПД турбогенератора.

D₀=100000\620(1-0.21*0,196)*0.98=171,644 кг/с

1. Теплота, расходуемая на выработку электроэнергии, кВт:

=171,644(3400-650)=472021Вт=472,02МВт

Теплота, отводимая к циркводе в конденсаторе, кВт:

=171,644(1-0,196)(2650-130)=346,026МВт

Теплота регенеративного подогрева питательной воды в деаэраторе, кВт:

=0,196*171,644(2650-650)=67282,88Вт=67,282МВт

1. Расход топлива на котел, кг/с (м³/с):

,

1. Теплота топлива, не используемая в котле, кВт:

=10*36,7(1-0,92)*10^-3=29,36МВт

где h_К - КПД котла (принимается в расчетах на уровне 0,90...0,92 при работе на угле

6. Расход электроэнергии на собственные нужды, кВт:

• на тягодутьевые установки:

=3,6*7,8*171,644=4,82МВт

где y_ТД - удельный расход, (кВт·ч)/т, y_ТД=7,8 при работе на угле;

• на топливоприготовление

=3,6*27*10=0,972МВт

где y_ТП=27 при сжигании бурых углей;

• на циркуляционные, конденсатные насосы

=3,6*7(1-0,196)171,644=3,477МВт

где y_ЦН=6...7 для оборотных систем водоснабжения;

• на питательные насосы

=0,14*150*171,64/0,83=4,34МВт

где h_ЦН=0,82...0,85 - КПД насоса;

• суммарный расход электроэнергии, кВт:

N_СН=N_ТД+N_ТП+N_ЦН+N_ПН=4,82+0,972+3,477+4,34=13,609МВт

1. КПД по отпуску электроэнергии:

=0,086*0,212*0,92*0,83=0,139

Рис. 3.1 Схемы энергобалансов a. Конденсационный режим б. Теплофикационный режим

где КПД собственных нужд

=(100-13,609)/100=0,086

КПД транспорта тепла h_ТР принят равным единице; КПД турбогенераторной установки по производству электроэнергии =100/472,02=0,212

1. Удельный расход условного топлива на отпускаемую электроэнергию, кг.у.т./(кВтч):

=0,123/0,139=0,885 По результатам расчетов строим схему энергобаланса (рис. 3.1 а).

Теплофикационный режим.

Для теплофикационного режима дополнительно учитывается отбор пара a_T из турбины. Процесс конденсации этого пара в сетевом подогревателе на рис. 2.1 б показан линией R, Д.

1. Расход пара на турбину, кг/с:

=100/620(1-0.21*0.196- 0.21*0.157)0.98=177,73

где коэффициент недовыработки у_Т=у_R;

=[(650-130)-0.196(650-130)]/(2780-130)=0.157

1. Тепло, отпускаемое потребителям тепла, кВт:

=0.157*177.73(2780-650)0.98=58,246квт

где h_СУ=0,97...0,98 - КПД сетевой установки.

1. Теплота, расходуемая на выработку электроэнергии, кВт:

=177,73(3400-650)-58,246/0,98=498,672квт.

К циркводе в конденсаторе отводится, кВт:

=177,73(1-0,196-0,157)(2650-130)=289,778.

Теплота регенерации, кВт:

=0,196*177,73(2780-650)=74,198квт.

1. Расход топлива на котел, кг/с (м³/с):

=498,672*10^-3/15,7*0,92=34,453

1. Неиспользованное в котле тепло, кВт:

=34,453*15,7(1-0,92)*10³=43,273квт.

1. Расход электроэнергии на собственные нужды, кВт:

=3,6*7,8*177,73=4,99квт.

=3,6*27*34,453=3,348квт.

=3,6*7(1-0,196-0,157)177,73=2,897квт

=0,14*150*177,73/0,83=4,496квт

Расход электроэнергии на насосы сетевой установки:

=3,6*11*177,73*0,157=1,104,

где удельный расход электроэнергии y_СУ=10...11 (кВт·ч)/т;
Суммарный расход электроэнергии:

N _СН= N _ТД+ N _ТП+ N _ЦН+ N _ПН+ N _СУ=4,990+3,348+2,897+ 4,496+1,104=16,835

1. КПД по отпуску электроэнергии:

=0,83*0,92*1*0,2=0,153

, где КПД турбогенераторной установки по производству электроэнергии:

=100/498,672=0,2

=(100-16,835)/100=0,83.

КПД по отпуску тепла:

=0,92*1*0,98=0,9.

1. Удельный расход условного топлива на отпускаемую электроэнергию, кг.у.т./(кВт·ч):

b_N =0,123/η _N =0,123*0,153=0,018

на отпускаемое тепло, кг.у.т./(кВтч тепла):

b_Q =0,123/η _Q,=0,123*0,9=0,111

или на отпуск 1ГДж тепла b_Q =34,2/η _Q.

1. По результатам расчетов строим схему энергобаланса (рис. 3.1, б).

Поиск по сайту: