Схеми конденсаційного енергоблоку
У цій випускній роботі було складено і розраховано схему конденсаційного енергоблока потужністю 210 мВт з турбіною К-210-130. У дослідницькій частині було здійснено тепловий розрахунок парогенератора.
Робота включає сторінок, таблиць, малюнків, До роботи також додається аркуша графічних робіт формату А1.
конденсаційний енергоблок котел турбоустановка
При розрахунку принципової теплової схеми було досягнуто основна мета - визначено технічні характеристики теплового обладнання, що забезпечують заданий графік електричного навантаження та необхідний рівень енергетичних та техніко-економічних показників електростанції. На першому етапі було визначено стан водяної пари в ступенях турбіни. На другому етапі були складені співвідношення матеріальних балансів потоків пари та води. Для зручності розрахунків витрата свіжої пари на турбіну прийнято за одиницю, інші потоки пари і води виражені стосовно цієї величині. На третьому етапі було складено і вирішено (якщо потрібно, то спільно з рівняннями матеріального балансу) рівняння теплового балансу теплообмінників турбоустановки. На четвертому етапі було визначено витрату пари на турбіну з умови заданої електричної потужності. П'ятий завершальний етап – визначення енергетичних показників турбоустановки та енергоблоку.
У дослідній частині було відображено проблеми організації експлуатації котлоагрегатів, пов'язані з утворенням відкладень на внутрішніх та зовнішніх поверхнях нагріву. Розроблено методи боротьби з даними відкладеннями та зроблено відповідні висновки.
1. Розрахунок теплової схеми Енергоблоку конденсаційного 210 мвт
1.1 Принципова теплова схема енергоблока потужністю210 мВт
Розрахунок принципової теплової схеми проведено з метою визначення параметрів та величини потоків робочого тіла (пара, конденсату та поживної води) у різних ділянках технологічного циклу, а також потужності та показників теплової економічності.
Енергоблок 210 мВт складається з барабанного парогенератора та одновальної конденсаційної турбоустановки К-210-130 номінальною потужністю 210 МВт, з параметрами свіжої пари:
Тиск Р = 130 ат. (12,75 мПа);
Температура 565 °С.
Паливо – вугілля Єгоршинського родовища (Свердловська обл.), марки ПА. Принципова теплова схема енергоблока наведена малюнку 1.1
Турбіна має три циліндри. Свіжа пара надходить у ЦВД, що включає регулюючу одновінковий ступінь і одинадцять щаблів активного типу. Після ЦВД пара надходить на проміжний перегрів, після якого з параметрами рпп = 2,35 мпа і tпп = 565 ° С надходить у ЦСД. Циліндр середнього тиску має одинадцять ступенів. Після ЦСД пара надходить у двопотоковий циліндр низького тиску, з чотирма ступенями в кожному потоці.
Кінцевий тиск пари в турбіні перед конденсатором Рк=0,034 ат. (0,00343 МПа).
Турбіна має 7 регенеративних відборів пари. Підігрів конденсату і поживної води пором, що відбирається з проточної частини турбіни, є одним з ефективних способів підвищення економічності теплових електричних станцій, що отримали розвиток з підвищенням початкових параметрів пари та впровадження промперегріву. Регенеративний підігрів суттєво скорочує питому витрату палива на вироблення електроенергії. Основною перевагою регенерації є зменшення витрати пари на конденсатор і втрат тепла в ньому. Регенеративний підігрів живильної води проводиться послідовно в кількох підігрівачах,що значно підвищує теплову економічність циклу. Залежно від початкових параметрів і вихідної температури конденсату теплофікаційних відборів, що нагрівається, додаткове вироблення електроенергії на регенеративних відборах ТЕС становить 8-35 % від вироблення на зовнішньому теплоспоживання.
Підігрів живильної води здійснюється в поверхневих та змішувальних (при безпосередньому контакті води з парою) регенеративних підігрівачах. Основними підігрівачами у тепловій схемі ТЕС є поверхневі. Як підігрів, що змішується, часто використовується деаератор, що служить в основному для видалення шкідливих домішок газів з робочого тіла. У змішувальних підігрівачах недогрів дорівнює нулю, що зумовлює більшу їх теплову економічність.
Конденсат турбіни підігрівається в охолоджувачі ущільнень ОУ і охолоджувачі ежектора ОЕ, чотирьох регенеративних підігрівачах низького тиску, а також в конденсаторі випарника (КІ). Після деаератора вода поживним насосом прокачується через три підігрівачі високого тиску. Всі ПВД мають вбудовані пароохолоджувачі, а також забезпечені вбудованими охолоджувачами дренажу крім основної поверхні, що конденсує, що підвищує ефективність регенеративного циклу. Охолоджувач пари використовує теплоту перегріву пари для додаткового підігріву поживної води на 2-5 °С вище за температуру води на виході з основної поверхні. Охолоджувач конденсату охолоджує конденсат пари, що гріє нижче температури насичення, що зменшує витіснення пари нижчих відборів у разі каскадного зливу конденсату з підігрівача. Встановлення охолоджувачів пари та конденсату дає економію палива до 0,5-1%.
Дренажі ПВД каскадно зливаються в деаератор. Дренажі ПНД4, ПНД5 зливаються каскадно в П6(змішувального типу). Дренажіпідігрівачів ПНД7, ОУ та ОЕ надходять конденсатозбірник конденсатора.
Втрати пари та води енергоблоку заповнюються дистилятом, що отримується з одноступінчастої випарної установки. У випарник (І) подається пар, що гріє, з 5-го відбору турбіни. Вторинна пара конденсується основним конденсатом у конденсаторі випарника (KІ), включеному між підігрівачами ПНД5 і П6. Хімічно очищена додаткова вода надходить у випарник через підігрівач додаткової води (ПДВ) та деаератор випарника (ДІ). Дистилят відкачується до деаератора поживної води дренажним насосом.
Прийнято таку схему використання протікання з ущільнень турбіни: зі стопорних клапанів ЦВД протікання надходять у “гарячу” нитку проміжного перегріву; протікання регулюючих клапанів ЦВД, стопорних та регулюючих клапанів ЦСД та перших камер ущільнень ЦВД надходять у деаератор поживної води; з других камер ущільнень ЦВД, з кінцевих ущільнень ЦВД, ЦСД і ЦНД пар відсмоктується паровим ежектором охолоджувач ущільнень ОУ; до кінцевих ущільнень ЦВД, ЦСД та ЦНД пара підводиться пар з деаератора поживної води.
Повітря із конденсаторів ЦНД відсмоктується водяними ежекторами.
1.2 Параметри пари та води турбоустановки
На малюнку 1.2. Показано схему процесу роботи пари в H,S-діаграмі.
Параметри та величини потоків робочого тіла (пара, конденсату та поживної води) у різних ділянках технологічного циклу наведені в таблиці 1.1, де прийняті наступні позначення:
Pп, Tп, hп - тиск (мпа), температура (°С) та ентальпія (кдж/кг) пари;
P¢п - тиск пари перед підігрівачами регенеративної установки (МПА);
Tн, h'п - температура (°С) та ентальпія (кдж/кг) конденсату при тиску насичення;
q - недогрів води вповерхневих теплообмінниках на виході із вбудованого пароохолоджувача (°С);
Pв, Tв, hв - тиск (мпа), температура (°С) та ентальпія (кдж/кг) води після регенеративних підігрівачів;
tr - сумарний підігрів води в ступені регенерації, включаючи власне підігрівач, вбудовані пароохолоджувач та охолоджувач дренажу (кдж/кг);
Qr - тепло, що віддається парою, що гріє, в ступені регенерації без урахування охолоджувача дренажу (кдж/кг);
Точка процесу 0' (рисунок 1) відповідає стану пари перед регулюючим щаблем ЦВД. Втрати тиску в паропроводах пари, що відбирається, прийняті 5-10 %, а додаткова втрата тиску пари в охолоджувачах становить 2 %.
1.3 Баланси пари та води
Розрахунок теплової схеми ведеться за електричної потужності генератора Wэ=210 мВт. Витрати відборів визначаються частках витрати свіжої пари. При цьому підведення свіжої пари до стопорних клапанів ЦВД a0 = 1,0 втрати від витоків aут = 0,01. Парова навантаження парогенератора та витрата поживної води становлять:
aпг = a0 + aут = 1,01.
aпв = aпг + aпр = 1,035,
Де aпр = 0,025 - Витрата продувної води.
1.3.1 Частки витоків та протікань
Протікання пари з ущільнень прийняті рівними:
Стопорні клапани ЦВД: aс.к. = 0,0020;
Регулюючі клапани ЦВД: aр.к. = 0,0028;
Стопорні та регулюючі клапани ЦСД: aппc.р. = 0,0003;
Перші камери переднього та заднього ущільнень ЦВД: aу1=0,0043;
Відведення пари з других камер переднього та заднього ущільнень ЦВД та з
Кінцевих ущільнень охолоджувач ущільнень ОУ: aоу =0,003;
Пара з перших камери переднього та заднього ущільнень ЦСД: aу2 = 0,0003;
Кількість пари ущільнень, що направляється в деаератор поживної води: aд.у. = aр.к.+ aу1+аппc.р =0,0028 +0,0043 +0,0003 = 0,0074;
Кількість пари, що подається на кінцеві ущільнення турбіни: aу.к. = 0,001;
Витрата пари на ежектор відсмоктування ущільнень: aе.у. = 0,0008;
Кількість пари, що відводиться з деаератора на кінцеві
aу. Д. = aу. К.-2aу2 = 0,001-2 · 0,0003 = 0,0004.
1.3.2 Баланси розширювачів безперервного продування
1) витрата пари з розширювача безперервного продування першого ступеня
(Вихлоп вторинної пари в ДПВ)
Де hпр=1560 кдж/кг- ентальпія продувної води, при температурі насичення в барабані парогенератора;
H`пр= 666 кдж/кг- ентальпія продувної води, при температурі насичення в деаераторі поживної води;