Выбор расширителей непрерывной продувки

Расширители непрерывной продувки (РНП) служат для утилизации теплоты непрерывной продувки и частичного возврата рабочего тела в цикл.

Выбор РНП производится по объему пара, образующегося в расширителе. Величина продувки котлов принимается в долях р (%) от их паровой производительности, т.е. можно определить по выражению[11]:

Количество образующегося пара в РНП:

где параметры продувки по таблицам воды и водяного пара: энтальпия продувочной воды при Рб=14,8 МПа hпрод=1574 кДж/кг, энтальпия отсепарированного пара при Ррнп = 0,742 МПа hсеп= 2765,1 кДж/кг,энтальпия воды из РНП при Ррнп = 0,742 Мпаhвсеп= 707 кДж/кг.

Объем пара, образующегося в РНП:

где удельный объем сухого насыщенного пара при давлении 0,742 МПа υ" = 0,25875 м3/кг.

Необходимый объем расширителя:

где норма напряжения парового объема расширителя Н = 1000 м3/м3.

С учетом рассчитанного объема Vрнппо приложению Е литературы [11] выбирается сепаратор непрерывной продувки типа СП-0,7

Выбор деаэраторов питательной воды

Согласно нормам технологического проектирования тепловых электрических станций,выбор деаэратора питательной воды производится по максимальному расходу питательной воды. На каждый турбоагрегат желательно устанавливать по одному деаэратору. Суммарный запас питательной воды в баках основных деаэраторов должен обеспечивать работу неблочных электростанций в течение не менее 7 минут и 3,5 минут для блочных электростанций. К основным деаэраторам должен предусматриваться подвод резервного пара для деаэрации воды при пусках, а также поддержания давления при сбросах нагрузки. [11]

Для выбора деаэратора предварительно определяется максимальный расход питательной воды:

где α – доля пара на утечки и продувку; β – доля пара на собственные нужды котла;

Dка – паропроизводительность котлоагрегата, т/ч.

Полезная минимальная вместимость деаэраторного бака (БДП):

где υ , м3/т – удельный объем воды при заданном давлении РД = 0,687 МПа;

τ – время работы на запасе воды в деаэраторе, мин.

По расчетным данным выбираем деаэратор типа ДП-500/100 и деаэраторный бак БДП-65-1.

Выбор питательных насосов

На электростанциях, имеющих связь с энергосистемой, с общими питательными трубопроводами суммарная подача всех питательных насосов должна быть такой, чтобы при останове одного из них, оставшиеся в работе должны обеспечить номинальную паропроизводительность всех установленных котлов. [11]

Резервный питательный насос на ТЭЦ не устанавливается, а один питательный насос находится на складе станции.

Для ТЭС с блочными схемами подача питательного насоса определяется максимальными расходами питательной воды с запасом не менее 5 %. На блоках с давлением пара 13 МПа на каждый блок устанавливается один питательный насос с подачей 100%, при этом на складе станции должен находится один питательный насос. [11]

Питательные насосы принимаются с электроприводом и гидромуфтами, но при соответствующем обосновании допускается применение турбопривода.

Расчетное давление насоса выбирается с учетом запаса по давлению:

Подача насоса:

где Dпв – расход питательной воды, т/ч; - удельный объем питательной воды, м3/кг.

Выбираем питательный насос типа ПД(У) 1600-180-2 с подачей 1660 м3/ч и напором 194 м.

Выбор сетевых насосов

Сетевые насосы выбираются по расчетному расходу сетевой воды и требуемому давлению. Сетевые насосы первой ступени рассчитываются на давление сетевых подогревателей, т.е. до 0,79 МПа, сетевые насосы второй ступени выбираются по требуемому давлению в тепловых сетях (1,8 ÷ 2,2 МПа). [11]

Расчетный расход воды в тепловых сетях:

Dсн =

где средняя теплоемкость воды Св = 4,19 кДж/кгС ; температуры в прямой и обратной магистралях tпм / tом = 136/ 70 оС. Qтэц – тепловая нагрузка ТЭЦ , МВт.

По приложению Е литературы [11] выбираем 2 сетевых насоса типа СЭ-5000-160-8 с подачей 5000 м3/ч и напором 160 м.вод.ст.

5. Специальный вопрос. Тепловой расчёт подогревателей высокого давления

Тепловой расчёт подогревателей сводится к определению величины поверхности нагрева F и его конструктивных размеров (диаметр, длина и число труб, диаметр и высота корпуса и т.п.) [21]

Исходные данные для теплового расчёта берутся из расчёта тепловой схемы на номинальный режим. К исходным данным относятся: расход греющего пара DП, кг/с, параметры греющего пара (давление, температура, энтальпия, температура насыщения), давление и температура нагреваемой среды на входе. [21]

Параметры греющего пара из отбора турбины: давление рп=1,376 МПа; температура tп= 491 °С; энтальпия hп=3455,3 кДж/кг; температура насыщенияtн=190,7 °С; энтальпия конденсата греющего пара hk = 812 кДж/кг.

Параметры питательной воды: раcход питательной воды Gпв= 242,1 кг/с; давление питательной воды на входе pпвʼ= 17,92 МПа; давление питательной воды на выходе pпвʼʼ= 17,07 МПа; температура питательной воды на входе tпвʼ=169,5 °С; температура питательной воды на выходе tпвʼʼ=189,7 °С; энтальпия питательной воды на входе hпвʼ=726,7 кДж/кг; энтальпия питательной воды на выходе hпвʼʼ = 813,8 кДж/кг.

Дренаж с верхнего ПВД: расход Dдр1= 20,2 кг/с; температура дренажа tдр1=194,7 °С; энтальпия hдр1= 828,8 кДж/кг.

Дренаж ПВД: температура дренажа tдр2=174,5 °С; энтальпия
hдр2 =739,2 кДж/кг.

 

5.1 Расчётная схема подогревателя

Расчётная схема составляется на основе схемы движения воды в поверхностях нагрева (рис. 5.1).

Значение коэффициента сохранения тепла принимаем как η=0,99, тогда расход пара на подогреватель:

(5.1)

Температуру остаточного перегрева пара принимаем на 25 ºС выше температуры насыщения:

tоп = tн + 25 = 190,7 + 25 = 215,7 °С.

При этой температуре энтальпия пара на выходе из охладителя пара равна hоп= 2798,7 кДж/кг.

Тепловая нагрузка охладителя пара:

(5.2)

Энтальпия воды на выходе из собственно подогревателя:

(5.3)

Данной энтальпии при среднем давлении питательной воды в ПВД Рв=17,5 МПа соответствует температура = 185 °С. Недогрев до температуры насыщения составляет 5 °С.

 

Рис. 5.1 Расчётная схема подогревателя

Энтальпия конденсата при температуре насыщения hк = 812 кДж/кг.

Расход дренажа из подогревателя высокого давления:

(5.4)

Тепловая нагрузка собственно подогревателя:

(5.5)

Вычислим энтальпию воды на входе в собственно подогреватель:

(5.6)

Тепловая нагрузка охладителя дренажа:

(5.7)

Проверим энтальпию воды на входе в подогреватель:

(5.8)

Ошибок в расчете нет, так как энтальпия совпадает с заданной.

Суммарная тепловая нагрузка подогревателя:

(5.9)

Доля тепловой нагрузки ОП составляет 22,1%, СП – 67%, ОД – 10,9%.

Для уменьшения гидравлического сопротивления подогревателя через ОП можно пропускать не весь поток воды, а лишь его часть. Расход воды через ОП можно принимать пропорциональным его тепловой нагрузке, т.е в данном случае 52,9%. [21]

Расход воды через охладитель пара:

Расход воды через обвод охладителя пара:

(5.10)

Энтальпия воды, проходящая через охладитель пара перед смесителем:

(5.11)

Данной энтальпии соответствует температура воды 206,5 °С.

Энтальпия воды за подогревателем:

(5.12)

Энтальпия совпадает с заданной, значит расчеты произведены верно.