Построение процесса расширения на i - s диаграмме

 

Начальное давление пара: Р_о = 240 бар

Температура острого пара: t_о = 560 ^оС

Температура промперегрева: t_пп = 565 ^оС

Находим по i-s диаграмме точку А_о. С учетом потерь пара в регулирующих клапанах ЦВД параметры пара изменятся:

 

Р^'_о = Р_о · η^цвд_др

 

Р^'_о = 240 · 0,949 = 227,76 бар

При действительном процессе расширения энтальпию в точке В определим:

 

i_B = i_Ао - (i_Ао - i_Bо) · η^цвд_оi

 

где по Р^'_о и t_о точки А^! определим энтропию точек S_А^! и S_Во, затем по S_Во и Р₂ определим i_Bо= 2922,58 кДж/кг, (11, основные параметры)

i_B = 3379,2 - (3379,2 - 2922,58) · 0,875 = 2979,66 кДж/кг

Точку С определим с учетом потери давления в промперегреве ∆Р_пп = 9,05%:

 

Р_с = Р₂ · ∆Р_пп

 

Р_с = 40,7 · 0,905 = 36,83 бар

 

Р^'_с = Р_с · η^цсд_др

 

Р^'_с = 36,83 · 0,95 = 34,99 бар

Энтальпию пара после промперегрева определим по давлению Р_пп = 34,99 бар и температуре t_пп = 565 ^оС:

i_пп = 3597,82 кДж/кг

При действительном процессе расширения энтальпию в точке D определим:

i_D = i_C - (i_C - i_Dо) · η^цcд_оi

 

где по Р^'_с и t_пп точки С^! определим энтропию точек S_С^! и S_Dо, затем по S_Dо и Р₆ определим i_Dо= 2872,05 кДж/кг, (11, основные параметры)

i_D = 3597,82 - (3597,82 - 2872,05) · 0,914 = 2934,47 кДж/кг

Потери давления при дросселировании пара в ЧНД:

 

Р^'_D = Р_D · η^цнд_др

 

Р^'_D = 2,9 · 0,97 = 2,8 бар

Энтальпию в точке Е находим:

 

i_Е = i_D - (i_D - i_Eо) ·η^цнд_оi

 

где по Р^'_д и i_D точки D^! определим энтропию S_D^! и S_Eо, затем по S_Eо и Р_к определим i_Ео= 2238,77 кДж/кг, (11, основные параметры)

i_Е = 2934,47 - (2934,47 - 2238,77) · 0,88 = 2322,25 кДж/кг

 

Определение параметров по элементам схемы

 

Потерю давления в паропроводах на пути от отбора турбины до подогревателя принимаем 5%.

Давление пара у подогревателя ПВД-1 с учетом потерь:

 

Р_пвд1 = Р₁ · (1 - 0,05)

 

где Р₁ = 57,4 бар - давление в отборе.

Р_пвд1 = 57,4 · (1 - 0,05) = 54,5 бар

Температура конденсата греющего пара за ПВД - 1, (определим по Р_пвд1):

t_к = 269,35 ^оС - параметры насыщения, (11)

Энтальпия конденсата греющего пара за ПВД - 1:

¯t_к = 1181,9 кДж/кг - параметры насыщения, (11)

Температура питательной воды за ПВД-1 с учетом недогрева:

 

t_пв = t_к - Ø_пвд = 269,35 - 2 = 267,35 ^оС

 

Энтальпия питательной воды на выходе:

 

¯t_пв = t_пв · С_в

 

где С_в = 4,186 - удельная теплоемкость воды

¯t_пв = 267,35 · 4,186 = 1119,1 кДж/кг

Энтальпия пара из отбора:

i₁ = 3011,32 кДж/кг - по i-S диаграмме

Использованный теплоперепад на турбине:

 

h = i_о - i₁

 

где i_о - энтальпия острого пара;

i₁ - энтальпия греющего пара из отбора

h = 3379,2 - 3011,32 = 367,88 кДж/кг

 

Расчет сетевой подогревательной установки

 

Расход сетевой воды:

 

 

где Q^мах_от = 45 МВт / 3 блока = 15 МВт - максимальная отопительная нагрузка одного блока;

 

∆t_св = (t_сп - t_ос) · η_сп = (147,39 - 70) · 0,98 = 75,84 ^оС - разность температур прямой и обратной сетевой воды;

 

η_сп = 0,98 - 0,99 - КПД теплообменника;

С_св = 4,186 кДж/кг - теплоёмкость воды

Тепловая нагрузка отопительного отбора:

 

 

Расход пара на сетевой подогреватель СП-1:

 

 

где i_отб = 3020,81 кДж/кг - энтальпия отбираемого пара (таблица 1.1);

t_отб = 616,97 кДж/кг - энтальпия конденсата отбираемого пара (таблица 1.1);

η_сп = 0,98 - КПД теплообменника.

 

2.5 Определение предварительного расхода пара на турбину

 

Коэффициент недоиспользования мощности отопительных отборов

Для первого отбора:

 

 

где H_i = 1675,11 кДж/кг - теплоперепад, срабатываемый турбиной;

h_от = 976,55 кДж/кг - теплоперепад, срабатываемый отбором

Расход пара на турбину:

 

 

где К_рег = 1,27 - коэффициент регенерации, (задаёмся его значением с последующим уточнением);

η_эм = 0,98 - электромеханический КПД турбины.

 

Расчет регенеративной схемы

 

Расчет подогревателей высокого давления (ПВД)

Производительность парогенератора, брутто:

 

где α^ко_сн = 1,2% - коэффициент расхода пара на собственные нужды котельного отделения.

Расход пара на собственные нужды котельного отделения:

 

 

Расход питательной воды:

 

G_пв = D^бр_пг = 394,87 кг/с

 

Расход пара на ПВД - 1:

 

 

где ˉt_пв1 и ˉt_пв2 - энтальпии пит. воды на выходе и входе ПВД-1, (таблица 1.1)

Расход пара на ПВД-2:

 

 

где ˉt_пв3 и ˉt_пв2 - энтальпии пит. воды на вых. и входе в ПВД - 2 (таблица 1.1);

i_отб2 и ¯t_отб2 - энтальпия греющего пара из 2-го отбора и энтальпия конденсата греющего пара 2-го отбора (таблица 1.1).

Расход пара на ПВД-3:

 

 

где ¯t_отб3 - энтальпия конденсата греющего пара из 3-го отбора (таблица 1.1);

i_отб3 - энтальпия греющего пара из 3-го отбора (таблица 1.1)

Повышение энтальпии питательной воды в турбопитательном насосе (ТПН):

 

∆¯t_пв = ∆Р_пн· V_ср / η_пн

 

где ∆Р_пн = (Р_о - Р_д + 1) = (340 · 1,4 - 7 + 1) = 334 бар - давление воды в питательном насосе;

V_ср = 0,001108 м³/кг - удельный объём воды при Р_д = 7 бар и t_д = 164,95 ^оС;

η_пн = 0,75 - КПД питательного насоса

∆¯t_пв = 334 · 10² · 0,001108 / 0,75 = 49,34 кДж/кг

Энтальпия воды за питательным насосом:

 

¯t_пв = ¯t_д1 + ∆¯t_пв

 

где ¯t_д1 - энтальпия конденсата греющего пара после деаэратора (таблица 1.1)

¯t_пв = 697,05 + 49,34 = 746,39 кДж/кг

G_ут = α_ут · D_т

 

G_ут = 0,01 · 390,19 = 3,9019 кг/с.

Материальный баланс деаэратора:

 

D₁ + D₂ + D₃ + D_д + D_ок = G_пв + G_ут (1.48)

 

,47 + 40,062 + 9,52 + D_д + D_ок = 394,87 + 3,9019

 

D_д = 329,72 - D_ок

 

Тепловой баланс деаэратора:

 

(D₁ + D₂ + D₃) · ¯t_отб3 + D_д · i_д + D_ок · ¯t_ок = (G_пв + G_ут) · ¯t_д1

 

где i_д = 3198,78 кДж/кг - энтальпия греющего пара из 4-го отбора, (таблица 1.1);

¯t_ок = 616,97 кДж/кг - энтальпия воды за ПНД - 5, (таблица 1.1);

¯t_д1 = 697,05 кДж/кг - энтальпия конденсата греющего пара, (таблица 1.1).

 

(19,47+40,062+9,52)·860,44+3198,78D_д+616,97D_ок=(394,87+3,9019)·697,05

,102 + 3198,78 D_д + 616,97 D_ок = 277963,95

,78 D_д + 616,97 D_ок = 218548,85

 

Решаем совместно два уравнения:

 

D_д = 329,72 - D_ок

,78 D_д + 616,97 D_ок = 218548,85

,78 · (329,72 - D_ок) + 616,97D_ок = 218548,85

,7416 - 3198,78D_ок + 616,97 D_ок = 218548,85

,8 D_ок = 836152,8916

 

D_ок = 323,864 кг/с

D_д = 5,856 кг/с

Определим D_хов:

 

D_хов = G_ут + D^ко_сн

 

D_хов = 3,9 + 4,68 = 8,58 кг/с

Пар из 4-го отбора идёт на деаэратор и турбопривод.

Найдём D₄:

 

D₄ = D_д + D_тп

 

где D_тп = 27,47 кг/с

D₄ = 5,856 + 27,47 = 33,326 кг/с