Valg af udstyr og beregning af termiske effektivitetsindikatorer for et kraftvarmeværk

4. Beskrivelse af varmekredsløbsdiagrammet for kraftvarmeværket

Det termiske kredsløbsdiagram er grundlaget for det konstruerede kraftværk. Som følge af beregninger bestemmes forbruget frisk damp pr. turbine, for at kontrollere rigtigheden af ​​valget af indledende data, bruges værdierne af energiindikatorer (specifikt forbrug af ækvivalent brændstof for hver type genereret energi). Termisk diagram Stationen etablerer forholdet mellem hoved- og hjælpeenheder, der deltager i produktionen af ​​elektricitet og varme, der leveres til eksterne forbrugere.

Grundlæggende er det termiske design af en ny type kraftværk (kraftenhed) udviklet på baggrund af eksisterende teoretiske undersøgelser, driftserfaringer fra eksisterende kraftværker, nye tekniske forslag og resultater af tekniske og økonomiske beregninger.

At tegne et grundlæggende termisk diagram af et termisk kraftværk har en række funktioner. På termiske kraftværker med industri- og varmebelastninger er varmeturbineenheder af to eller tre forskellige typer (PT, R, T) teknologisk forbundet. De fælles linjer er således PT- og R-turbinernes industrielle dampudsugningsledninger, returkondensatledningerne fra eksterne forbrugere, ekstra vand og efterfyldningsvand i varmenettet. Netvarmeinstallationer udføres dog normalt individuelt for hver T- eller PT-type turbinenhed. På et så komplekst termisk kraftværk med forskellige typer af turbineenheder omfatter termiske kredsløb grundlæggende en turbinenhed af hver type. Det primære termiske diagram af et sådant termisk kraftværk inkluderer kredsløb til forsyning af damp og varmt vand, samt regenerativ opvarmning af vand til hver turbinenhed, forberedelse af efterfyldning og yderligere vand.

For termiske kraftværker med industri- og varmebelastninger og forskellige typer opvarmningsturbinenheder (PT, R, T), teknologisk indbyrdes forbundne (ledninger til industriel dampudvinding, opvarmning af ekstra- og efterfyldningsvand og returkondensat), det grundlæggende termiske diagram er udarbejdet som et enkelt diagram bestående af sammenhængende diagrammer over forskellige typer enheder.

Det skematiske diagram over varmeforsyningen inkluderer:

1 turbine PT-60/75-130/13;

1 turbine T-50/60-130;

3 dampkedler type E-320-140;

2 spidsvandsvarmekedler KV-TK-100;

Regenerative fødevandvarmere;

Hovedpumper (kondensat, føde, netværk);

Afluftere af foder- og netværksvand;

Make-up-enheder til stationens hovedcyklus og varmenetværket;

Enhed til at levere varme til en ekstern forbruger.

Dampkedler serie "E" er designet til at producere mættet damp, der forbruges af virksomheder i alle industrier til teknologiske, varme- og husholdningsbehov. Kedel E-320-100 med naturlig vandcirkulation. Naturlig kredsløb dannes i lukket sløjfe på grund af forskellen i massefylden af ​​blandingen i sænke- og stigrørene.

Damp tilføres til den midterste del af turbinen gennem to stopventiler og fire reguleringsventiler. En varmelegeme er tilsluttet turbinen højt tryk(HPH), tilført af damp fra ekstraktioner og udløbsrør. Turbineenheden har også en aflufter.

Turbine T - 50/60-130.

T - turbine med varmeudvinding;

50 - turbinens nominelle effekt, MW;

60 - maksimal effekt turbiner (med udsugning slået fra), MW;

130 - damptryk foran turbinen, atm. (13,0 MPa).

Varmedampturbinen T-50/60-130 er designet til at drive en elektrisk generator og har to fjernvarmeudtag til afgivelse af varme til opvarmning.

Varmebehandlingsanlægget til T-turbinen har tre trin til opvarmning af netværksvandet:

Kraftvarmer til bunddampudsugning (opvarmning op til 85 O C);

Kraftvarmevarmer til øvre dampudsugning (op til 140 O C);

Peak varmtvandskedel (op til 180 - 200 O C).

Sekvens af den teknologiske proces: damp genereret i kedlerne sendes gennem dampledninger til cylindrene i turbinerne.

Damp i turbinen PT - 60/75-130/13 fra ekstraktioner kommer ind i højtryksvarmeren (HPH) for at opvarme fødevandet og hovedspildevandet til procesforbrugernes behov.

Dampen i T-50/60-130-turbinen, der har arbejdet på alle stadier af HPC, kommer ind i LPC'en, hvorefter den kommer ind i kondensatoren. I kondensatoren kondenseres udstødningsdampen på grund af varmen, der overføres til kølevandet, som har sit eget cirkulationskredsløb, derefter sendes hovedkondensatet ved hjælp af kondensatpumper til regenereringssystemet. Dette system inkluderer 2 PS og en aflufter. Regenereringssystemet er designet til at opvarme fødevandet ved indgangen til kedlen til en bestemt temperatur. Denne temperatur har en fast værdi og er angivet i turbinepasset.

Varmerne er overfladevarmevekslere, vandet i dem opvarmes af varmen fra dampen, der tages fra turbinen. Afløb fra varmelegemerne udledes enten til det tidligere varmelegeme eller vha afløbspumper til blandingspunktet. Efter at hovedkondensatet har passeret 2 PS, kommer det ind i aflufteren, hvis hovedformål ikke er at opvarme vandet, men at rense det for ilt, hvilket forårsager korrosion af metallerne i rørledninger, skærmrør, overhedningsrør og andet udstyr . Samtidig skal mætningstemperaturen opretholdes, for at afluftningsprocessen principielt kan foregå i afluftere.

Hovedkondensatet, der har gennemgået 2 PS og processen med rensning fra aggressive gasser, sendes til fødepumper, som skaber det nødvendige tryk, og sendes til HPH-gruppen, der består af to varmelegemer. Vand, der har strengt definerede parametre og opfylder standarderne kemisk kontrol, kaldet fødevand og går til kedlen.

Fodringspumper. Vandforsyningen til kedlerne skal være pålidelig. Hvis vandstanden falder til under acceptable grænser, kan kogerørene blive blotlagt og overophedet, hvilket igen kan føre til en eksplosion af kedlen. Kedler med et tryk over 0,07 MPa og en dampydelse på 2 t/h og derover skal have automatiske effektregulatorer.

For at drive kedlerne er der installeret mindst to pumper, hvoraf den ene skal være elektrisk drevet og den anden skal være dampdrevet. Kapaciteten af ​​én elektrisk drevet pumpe skal være mindst 110 % af den nominelle kapacitet for alle kedler. Ved installation af flere pumper med elektriske drev skal deres samlede ydelse også være mindst 110 %.

Kondensat pumpe. Kondensatpumpens ydeevne er lig med timeforbruget af kondensat fra procesforbrugeren. Til dette forbrug skal lægges forbruget af kondensat fra netværksvarmevarmeren, da kondensatet i tilfælde af øget hårdhed udledes til kondensatbeholderen til brug for varmtvandsforsyningen til boligen.

Netværkspumpe til varme- og ventilationsanlæg. Denne pumpe tjener til at cirkulere vand i varmenettet. Det vælges i henhold til strømmen af ​​netværksvand baseret på den termiske ordning. Netværkspumper monteres på varmenettets returledning, hvor temperaturen på netvandet ikke overstiger 70 0 C.

Det tryk, der udvikles af netværkspumpen, vælges afhængigt af det nødvendige tryk fra forbrugeren og netværksmodstanden med en margin på 10 %.

Make-up pumpe. Designet til at genopbygge vandlækager fra varmesystemet, er mængden af ​​vand, der kræves for at dække lækagen, bestemt ved beregningen af ​​det termiske kredsløb. Produktiviteten af ​​efterfødningspumperne er valgt lig med den dobbelte mængde vand, der modtages for at genopfylde eventuel nødsupplering.

Det nødvendige tryk på efterfyldningspumperne bestemmes af vandtrykket i returledningen og modstanden af ​​rørledningerne og fittings i efterfyldningsledningen, antallet af efterfyldningspumper skal være mindst 2, hvoraf en er en reserve.

ROW'er er designet til at reducere trykket og temperaturen af ​​damp for at:

Forsyning af varmeforsyningssystemer med reservedamp (direkte fra dampkedler) i tilfælde af nedlukning af opvarmning af dampturbiner eller forekomst af spidsvarmebelastninger;

Justering af dampparametre fra turbine- eller modtryksturbineudtræk til de værdier, som forbrugeren kræver.

Varmeforbrugere i varmeforsyningssystemer er varme-, ventilations- og klimaanlæg, varmtvandsforsyningssystemer, termiske og kraftteknologiske enheder.

I varmesystemer til boliger og offentlige bygninger Varmt vand bruges hovedsageligt som kølevæske ved den maksimale temperatur ved indgangen til varmeapparatet t = 105 95 0 C. For vuggestuer og børnehaver, hospitaler t = 85 0 C. For de fleste? produktionslokaler, samt trapper t = 150 0 C. Kølevæsketemperaturbegrænsning

t = 95?105 0 C for lokaler til boliger og offentlige bygninger skyldes nedbrydning og tør sublimering af organisk støv (ved en temperatur på 65? 70 0 C, mere intens ved t ? 80 0 C). Ved sanitære standarder varmeapparatets overfladetemperatur bør ikke overstige 95 0 C (t op? 95 0 C).

Vandtemperaturen til varmtvandsforsyning bør ligge inden for 60–70 0 C. Designtemperaturen t 1 af netværksvand i forsyningsrørledningen tages lig med 130 0 C eller 150 0 C. Ifølge tekniske og økonomiske forhold er det tilladt at tage t 1 højere (op til 200 0 C) eller lavere (op til 95 0 C).

I de fleste tilfælde bruges to-rørs vandsystemer til at forsyne byer med varme. Varmenettet består af to parallelle rørledninger: tilførsel og retur. Varmt vand leveres fra stationen til abonnenterne gennem forsyningsledningen, og afkølet vand føres tilbage til stationen gennem returledningen. Den overvejende brug af to-rørssystemer i byer forklares ved, at de er egnede til at levere varme til homogene forbrugere, det vil sige varme- og ventilationssystemer, der fungerer under de samme tilstande. I dette tilfælde har al tilført termisk energi det samme potentiale (vand med samme temperatur ved en given udelufttemperatur).

Vandvarmesystemer er opdelt i to grupper i henhold til metoden til tilslutning af varmtvandsforsyningssystemer: lukket (lukket) og åbent (åbent). I lukkede systemer Vandet, der cirkulerer i varmenettet, bruges kun som varmemedium, det vil sige som kølemiddel, og tages ikke fra nettet. I åbne systemer opsamles vand, der cirkulerer gennem varmenet, helt eller delvist fra varmtvandsforbrugere. Minimumsantallet af rørledninger for et åbent system er én, for et lukket system to.

Ordninger for tilslutning af varme- og ventilationssystemer til varmenet kan være afhængige og uafhængige.

På afhængigt kredsløb vand fra varmenetværk kommer direkte ind i varmeanordningerne i varme- og ventilationssystemer.

Med en uafhængig ordning når vand fra varmenetværk kun varmepunkterne i lokale systemer og kommer ikke ind i varmeanordninger, men i specialdesignede varmeapparater opvarmer det vandet, der cirkulerer i varme- og ventilationssystemerne og vender tilbage gennem returvarmerørledningen til varmen forsyningskilde.

Udstyret til et varmepunkt med et afhængigt kredsløb er meget enklere og billigere end med et uafhængigt. Men en betydelig ulempe ved afhængige kredsløb, der består i overførsel af tryk fra varmenetværket til lokale systemer og varmeanordninger, tvinger i nogle tilfælde brugen af ​​uafhængige forbindelseskredsløb. De anvendes i tilfælde, hvor trykniveauet i varmenettets returvarmerør overstiger det tilladte niveau for varmeapparater lokale systemer ( støbejerns radiatorer tåle et maksimalt overtryk på 0,6 MPa) og i en række andre tilfælde.

I de fleste tilfælde varmesystemer Bolig- og offentlige bygninger er forbundet til vandvarmenet i et afhængigt kredsløb med en blandeanordning. Dette forklares ved, at der ifølge SNiP 2-04.05-91 for beboelsesbygninger, sovesale, skoler, klinikker, museer og andre bygninger, er den maksimale (maksimale) kølevæsketemperatur 95 0 C, mens maksimal temperatur vand i forsyningsledningen antages i de fleste tilfælde at være lig med 150 0 C, og der er en tendens til yderligere stigning vandtemperaturen i netværket.

De vigtigste fordele og ulemper ved lukkede systemer.

Fordele:

Hydraulisk isolering postevand, ind ier, fra vand, der cirkulerer i varmenettet. Dette sikrer en stabil kvalitet af varmt vand, der leveres til varmtvandsforsyningsenheder, identisk med kvaliteten af ​​postevand. Vandet, der leveres til varmtvandsinstallationer, er ikke forurenet af slam, silt eller ætsende aflejringer aflejret i netværket og varmeanordningerne;

Ekstremt enkel sanitær kontrol af varmtvandsforsyningssystemet på grund af den korte vej af postevand fra indgangen til bygningen til hanen;

Enkel kontrol af varmesystemets tæthed, som udføres ud fra make-up flowet.

Ulemperne ved lukkede systemer er:

Komplikation af udstyr og drift af varmtvandsforsyningsbrugerinput på grund af installation af vand-til-vandvarmere;

Korrosion i bygningers varmtvandsforsyningssystemer, da de modtager opvarmet postevand indeholdende ilt (manglende afluftning);

Kalkdannelse i varmtvandsbeholdere på termiske input med øget hårdhed af postevand.

For at sikre høj kvalitet varmeforsyning, såvel som økonomiske former for varmeproduktion på termiske kraftværker eller i kedelhuse og dens transport gennem varmenetværk, vælges den passende kontrolmetode.

Afhængig af implementeringspunktet for reguleringen skelnes der mellem central, gruppe, lokal og individuel regulering. Central regulering udføres på termisk kraftværk eller i fyrrummet; gruppe - ved gruppe termiske understationer (GTS); lokal - ved lokale termiske understationer (MTS), ofte kaldet abonnentindgange; individuel - direkte på varmeforbrugende enheder. For at sikre høj effektivitet af varmeforsyningen bør kombineret regulering anvendes, som bør være en rationel kombination af mindst tre stadier af regulering - central, gruppe eller lokal og individuel.

Effektiv regulering kan kun opnås med passende systemer automatisk regulering(SAR), og ikke manuelt, som det var tilfældet i den indledende udviklingsperiode fjernvarme.

I vand-fjernvarmesystemer (DHS) er det grundlæggende muligt at anvende tre centrale styringsmetoder:

Kvalitativ, som består i at regulere varmetilførslen ved at ændre temperaturen på kølevæsken ved indløbet til enheden og samtidig opretholde konstant mængde(flow) af kølevæske, der leveres til den regulerede installation;

Kvantitativ, som består i at regulere tilførslen af ​​varme ved at ændre strømningshastigheden af ​​kølevæsken ved en konstant temperatur ved indløbet til den kontrollerede installation;

Kvalitativ-kvantitativ, som består i at regulere varmeforsyningen ved samtidig at ændre kølevæskens flowhastighed og temperatur.

Ved automatisering af abonnentindgange var hovedanvendelsen i byerne central kvalitativ regulering, suppleret ved GTP eller MTP med kvantitativ regulering eller regulering ved pas.

Systemanalyse og syntese automatisk kontrol elektrisk drev blomstrer

Figur 1.1 - Skema af ACS af underordnet kontrol Ethvert elektromekanisk system består af en elektrisk og mekanisk del. Den mekaniske del inkluderer motorrotoren, drivakslen og arbejdselementet (RO)...

Indflydelse af koblingskredsløb af kraftenhedsvarmer på den termiske effektivitet af opvarmning

Tabel 1.1. Startdata til beregning af termisk skema Parametre Betegnelser Dimension Værdi 1 Turbinenhed effekt MW 250 2 Startparametre MPa/C 24,5/550 3 Genopvarmningsparametre MPa/C 4...

Modernisering af foderblanderens elektriske udstyr

Modernisering er indførelsen af ​​ændringer i designet af eksisterende elektrisk udstyr, der øger dets tekniske niveau og forbedrer dets økonomiske egenskaber...

Kraftværksudstyr

Beskrivelse af blokkens termiske kredsløb. Dampturbine PT-80100-13013 med industri- og fjernvarmedampudsugning fungerer i en enhed med en tromlekedel med en kapacitet på 500 timer...

Projekt af den første fase af BGRES-2 ved hjælp af K-800-240-5 turbinen og Pp-2650-255 kedelenheden

Det termiske diagram er vist i fig. 2.2 og ark 3 i den grafiske del af projektet...

Byggeprojekt af et 500 MW termisk kraftværk

Det primære termiske diagram med T-100-130-turbinen er vist i figur 2.1. Som det kan ses af diagrammet, er turbinen en to-cylindret med en to-flow lavtrykspumpe og en justerbar udsugning. Regenereringssystemet består af fire varmelegemer lavt tryk...

Design af vandkraftværker

Det principielle termiske diagram (PTS) for et termisk kraftværk bestemmer hovedindholdet af den teknologiske proces med at konvertere termisk energi på et kraftværk. Det inkluderer hoved- og hjælpevarme- og kraftudstyr...

Design og analyse af drift af ventilkonvertere elektrisk energi

GON består af en rektangulær impulsgenerator samlet på tre IKKE-elementer (DD1.1-DD1.3) med en modstand og en kondensator forbundet til dem (R1 og C1). Perioden for de genererede impulser er lig, så vil impulsfrekvensen være lig med: Hz...

Design af det elektriske drev til kompressoren til SBSh-250MN boreriggen

Hovedkomponenten i drevet, der giver kontrol over rotationen af ​​kompressorens elektriske drev, er en komplet lavspændingsenhed, som inkluderer en tyristorkonverter...

Beregning af det grundlæggende termiske diagram af t/u T-100/120-130

Turbine type T-100/120-130 to-cylindret med kontrolleret kraftvarmeudsugning, nominel effekt 100 MW ved 3000 o/min. Designet til direkte generatordrift AC med en kapacitet på 120 MW type TVF-120-2...

Beregning af et forenklet diagram af et dampturbineanlæg

Designdiagrammet (PTS) omfatter alle elementer, hvori parametrene og strømningshastighederne for damp og vand skal beregnes, samt rørledninger (ledninger), hvorigennem arbejdsvæsken bevæger sig fra element til element...

Beregning af cyklus for et kombianlæg

Atmosfærisk luft, komprimeret i kompressoren, tilføres til en højdampgenerator, der arbejder på flydende eller gasformigt brændstof brændt under tryk. Brændstofforbrændingsprodukter ved den nødvendige temperatur (700-1100°C) kommer ind i gasturbinen...

System automatiseret regulering termisk dampkedel tilstand

Fundamental elektriske diagrammer automatisering er designdokumenter, der dechifrerer princippet om drift og drift af enheder, enheder og automationssystemer, der opererer fra en kilde til elektrisk energi...

Sammenlignende analyse af højspændingskoblingskonstruktioner på et gas-olie-kraftværk (8K-300)

Korte karakteristika for turbineenheden K-300-240 Kondenserende dampturbine K-300-240 produceret af turbinefabrikanten "Leningrad Metal Plant" (POT LMZ), med en nominel effekt på 300 MW, med et initialt damptryk på 23 ...

Indledning

Kursusprojektet består af to dele: beregning af det grundlæggende termiske diagram af en dampturbinenhed (STU) (afsnit "Varmeforsyningskilder til virksomheder") og beregning af et vandvarmeforsyningssystem (afsnit "Varmeforsyningssystemer til virksomheder"). .

Cirka 80% af al elektricitet, der produceres i verden, kommer fra STP'er, hvor vanddamp bruges som arbejdsvæske, der udfører en regenerativ cyklus, dvs. en termisk cyklus med dampudvinding til regenerativ opvarmning af fødevand i blande- eller overfladevarmere. En dampturbine bruges til at omdanne dampens termiske energi til mekanisk energi (rotorrotationsenergi) og derefter til elektrisk energi. Effektiviteten af ​​dampturbiner afhænger af de indledende og endelige dampparametre, såvel som typen af ​​anvendte turbiner. I overensstemmelse med typen af ​​procesbelastning ved dampturbineenheden anvendes følgende turbiner:

kondensering uden kontrolleret dampekstraktion (K-6-35);

kondensering med fjernvarmestyret dampudsugning (T-6-35);

kondensering med industriel kontrolleret dampekstraktion (P-6-35/5);

kondensering med to typer kontrolleret dampudvinding - produktion og opvarmning (PT-50-130/7);

med modtryk (R-12-90/13).

Den termiske energi, der genereres af PTU'en, overføres til forskellige (industrielle og ikke-industrielle) forbrugere ved hjælp af varmenetværk. Gennem central varmepunkter(CHP) varme fordeles til opvarmning, ventilation og varmtvandsforsyning. Opvarmningens hovedopgave er at opretholde den indre temperatur i rummet på et givet niveau. For at gøre dette er det nødvendigt at opretholde en balance mellem varmetab og varmegevinster.

Der er flere ordninger til tilslutning af varmtvandsforsyningsforbrugere til varmenetværk: afhængig og uafhængig, parallel og sekventiel, to-trins sekventiel og blandet. Valget af tilslutningsskema afhænger af de specifikke forhold, der er karakteristiske for et givet område og bestemmes af flere faktorer.

Beregning af det termiske kredsløb for STU CHPP

Beskrivelse af det termiske kredsløb i et industrielt kraftværk

Det grundlæggende termiske diagram af et termisk kraftværk (bilag A) viser den teknologiske forbindelse af alle hovedelementerne i stationen og deres rolle i den teknologiske proces med at generere varme og elektrisk energi, bestemmer retningen af ​​hovedstrømmene af damp, kondensat , fødevand, såvel som deres parametre.

Typisk placeres elementerne i et termisk kredsløb på en tegning i en bestemt rækkefølge. Som regel er der i øverste venstre hjørne en dampgenerator (SG), som har de højeste driftsparametre. De resterende elementer er arrangeret med uret i rækkefølge efter faldende og derefter stigende parametre for hovedarbejdsstrømmen. Følgelig ledes dampen fra dampgeneratoren (første fase) gennem højtryksrørledningen til turbinens højtrykscylinder (HPC). En del af dampen gennem det første, andet og tredje valg i cylinderen sendes til regenerativ opvarmning til højtryksvarmerne PVD1-PVD3 og aflufteren. Fra det sidste HPC-valg går en del af dampen (beregnet) til produktionsbehov (), den anden går til turbinens lavtrykscylinder (LPC). Den har fire valg, hvorigennem en mindre del af dampen distribueres til lavtryksvarmer PND4-PND7 fra sjette og syvende valg, kommer en betydelig del af dampen ind i netværksvarmere SP1, SP2 for at opretholde temperaturskemaet i; varmenettene. Resten af ​​dampen, der har passeret gennem det sidste trin af LPC'en, sendes til kondensatoren.

Kondensatoren er en cylindrisk krop, inden i hvilken der er messingrør. Kølevand strømmer gennem dem og kommer ind i kondensatoren normalt ved en temperatur på 10-15C. Damp strømmer rundt om disse rør fra top til bund, køler, kondenserer og samler sig i den nederste del af huset.

Ved hjælp af en kondensatpumpe (CP) passerer kondensatet gennem en ejektor (EZ), hvor der opretholdes et dybt vakuum, derefter sendes det gennem en pakdåsevarmer (SP) til PND7-PND4 varmelegemerne, hvori temperatur og tryk af arbejdsflowet stiger.

Efter flertrinsopvarmning kommer kondensatet ind i aktiv del afluftningssøjler, hvor det blandes med efterfyldningsvand. Vandet, der kommer ind i afluftningen, føres gennem rør ind i en blandeanordning placeret i den øverste del af søjlen. Når det strømmer ned, spredes det i blandeanordningen, hvilket letter frigivelsen af ​​gasser, når det koger. Nedefra, mod vandet, tilføres damp fra turbinecylinderens udløb gennem afluftningssøjlens dyser. Den gasmættede damp-luft-blanding suges af gennem et rør i toppen af ​​søjlen.

Afluftet vand kommer ind i afluftningsakkumulatoren, hvis kapacitet tjener som reserve og bruges i nødsituationer. Herfra strømmer det forberedte vand ved tyngdekraften ind i fødepumpen (PN), som pumper det ind i PVD3-PVD1 varmelegemerne. Efter tre-trins opvarmning sendes arbejdsstrømmen til SG-kedlen.

I praksis er der tre metoder til at beregne det termiske kredsløb:

i andele af valg;

baseret på en forudbestemt dampstrømningshastighed til turbinen med efterfølgende forfining;

i henhold til en given passage af damp ind i kondensatoren.

I disse instruktioner er det termiske kredsløb beregnet ud fra en forudbestemt dampstrøm pr. turbine for kun én tilstand, svarende til den højeste effekt.

Beregning af det termiske diagram af varmeforsyningskilden er en af ​​de vigtigste, mest vigtige stadier design. Mål- bestemmelse af kvantitative og parametriske karakteristika for hovedstrømmene af damp og vand, udvælgelse baseret på disse karakteristika for hoved- og hjælpeudstyr, bestemmelse af rørledningsdiametre, turbinekraft og vandbehandlingsproduktivitet. For at udføre beregningen skal du gøre op grundlæggende designdiagram, der indeholder følgende elementer:

1. Konventionelt billede af hoved- og hjælpeudstyret;

2. Single-line billede af kommunikation;

3. Udstyrs driftsparametre (tryk, temperatur, varmeindhold);

4. Miljøstrømningshastigheder i henhold til designtilstande.

Det termiske skema overvejes for fire karakteristiske tilstande. Hver af dem er kendetegnet ved en vis værdi af ekstern temperatur, som svarer til de termiske belastninger af opvarmning, ventilation og varmtvandsforsyning.

Første tilstand- maksimal vinter, svarer til det beregnede udetemperatur luft til varmedesign. Nødvendig for at kontrollere leveringen af ​​basisudstyr under termiske belastninger.

Anden tilstand - svarer til gennemsnitstemperaturen i den koldeste måned. I denne tilstand skal den maksimale langsigtede varmeydelse for teknologien, den gennemsnitlige varmeydelse til opvarmning i den koldeste måned og den gennemsnitlige timeforbrug for varmt brugsvand sikres, med forbehold for fejl i den kraftigste damp- eller vandvarmekedel. Nødvendig for at vælge antallet af kedelenheder.

Tredje tilstand– midt om vinteren, svarer til gennemsnitstemperaturen for fyringssæson. Nødvendig til beregning af gennemsnitlige årlige tekniske og økonomiske indikatorer og valg af opvarmningstilstand for hovedudstyret.

Fjerde tilstand– midt på sommeren, kendetegnet ved fraværet af termiske belastninger af opvarmning og ventilation. Nødvendig til beregning af gennemsnitlige årlige tekniske og økonomiske indikatorer og valg af opvarmningstilstand for hovedudstyret.

Termiske belastninger af teknologiske forbrugere i almindelig sag er ikke en funktion af eksterne temperaturer, derfor er forbindelsen af ​​de angivne belastninger og regimet bestemt af eksterne temperaturer til en vis grad betinget. Men for at tage højde for alle varmebelastninger leveret fra varmeforsyningskilden, bestemmes procesbelastninger i henhold til ovenstående tilstande baseret på data om varmeforbrug for specifikke typer industrielt forbrug. I mangel af sådanne data antages den teknologiske belastning at være lig med dens maksimale værdi i den første, anden og tredje tilstand, og i den fjerde reduceres den med 20-30%.

Beregningen af ​​det termiske skema udføres sekventielt for hver af de fire tilstande baseret på en fri tabel over termiske belastninger og designskemaer. Da beregningen af ​​det termiske kredsløb for et termisk kraftværk og et kedelhus har mange fælles elementer, vil vi overveje beregningsmetoden ved at bruge eksemplet med et industrielt varme-termisk kraftværk med de nødvendige værdier relateret til kedelhuse.

Det er praktisk at opdele beregningen i flere faser:

1. Definition af indledende data.

På dette stadium udføres følgende operationer:

a) afklaring af termiske og elektriske belastninger;

b) valg af kildetype og den omtrentlige sammensætning af hovedudstyret og dets parametre;

c) bestemmelse af procentdelen af ​​vand, der blæses ud af kedlerne afhængigt af kvaliteten af ​​kildevandet og dets kemiske rensningsskema (normalt 1,5-5%);

d) bestemmelse af starttemperaturen råvand(normalt om vinteren - 5 0 C, om sommeren - 10 ° C);

e) bestemmelse af temperaturen på råvand, der anvendes til kemisk behandling (sædvanligvis 20-40°C);

f) bestemmelse af procentdelen af ​​damp- og vandtab i kildekredsløbet (sædvanligvis 1,5-2% af den samlede kølevæskestrøm, eksklusive tab fra ikke-returnerbart produktionskondensat);

g) type kølemiddel til opvarmning af luft i luftvarmere, kedler (damp, varmt vand);

h) parametre for damp tilført til brændselsoliefarm(sædvanligvis 0,9-1,2 MPa; 250-300 °C);

i) bestemmelse af netværksvandtemperaturgrafen.

2. Bestemmelse af damp- og varmeforbrug ved designpunkter af kredsløbet.

Beregningen af ​​kredsløbets termiske balancer udføres normalt i den givne rækkefølge.

Ligning varmebalance varmeværk: Q ty = Q ov + Q varmt vand, hvor

Q ov - varme- og ventilationsbelastning ind denne tilstand, GJ/h;

Netvandsforbrug til lukkede varmeanlæg:

G St = , hvor

t ps, t os - temperatur af frem- og returnetvand, 0 C;

t ind - returvandstemperatur for ventilationsforbrugere, °C.

Mængde make-up vand til lukkede systemer lig med antallet af tab: G sub = G tab; d For åbne systemer: G sub = G varmt vand + G tab.

Udsivning af varmenettet antages i henhold til standarder at være lig med 0,5 % af vandmængden i varmenets rørledninger under hensyntagen til lokale varme- og ventilationssystemer.

Mængden af ​​varme, der indføres i systemet med efterfyldningsvand er Q sub = G sub ∙t sub, hvor t sub normalt tages lig med 70 0 C, dvs. minimumsværdien af ​​den direkte vandtemperatur, uanset udendørs lufttemperatur.

Baseret på beregninger af det termiske skema udarbejdes oversigtstabeller over varme- og materialebalance for fire designtilstande. Derudover skal det bemærkes, at i den anden tilstand, bestemt af temperaturen i den koldeste måned, opnås balancen uden en af ​​de mest kraftfulde kedler. Dette gøres for at kontrollere muligheden for at levere belastninger i tilfælde af en nødsituation eller reparationsfejl på kedlen.

Institut for Varmeteknik og Hydraulik

Kursusarbejde

"Beregning af termisk kredsløb for termisk kraftværk"

Pædagogisk og metodisk manual

Specialiteter: 250200 – kemisk teknologi af uorganiske stoffer, 100700 – industriel varmekraftteknik

Cherepovets

Behandlet på møde i Institut for Varmeteknik og Hydraulik, referat nr. 3 af 11. november 1998.

Godkendt af redaktions- og udgivelseskommissionen for Ingeniør- og Teknisk Institut for ChSU, protokol nr. dateret

Udarbejdet af: E. L. Nikonova

Anmeldere: N. N. Sinitsyn – Ph.D. tech. Sciences, lektor (CSU);

N. S. Grigoriev - Ph.D. tech. Sciences, lektor (CSU)

Videnskabelig redaktør:

© Cherepovets State University, 2002

INDLEDNING

Alle industrivirksomheder har brug for varme og elektricitet på samme tid. Et kompleks af installationer og enheder, der genererer og transporterer varme og elektricitet til forbrugerne, kaldes en virksomheds varme- og strømforsyningssystem.

I modsætning til elektricitet kan varme (især med damp som kølemiddel) ikke tilføres økonomisk over meget lange afstande, så hver virksomhed kræver sin egen varmekilde med de nødvendige parametre. Sådanne kilder er kombinerede varme- og kraftværker (CHP), som producerer kombineret varme og elektricitet.

Kraftvarmeværker giver større brændstofbesparelser sammenlignet med separat produktion af termisk og elektrisk energi.

Denne pædagogiske og metodiske manual er beregnet til studerende på specialerne 250200, 100700, som skal have færdighederne til kompetent at styre design og drift af moderne produktion, som er et sæt af teknologiske og termiske processer og tilsvarende teknologisk og termisk kraftudstyr.

Den pædagogiske manual præsenterer følgende afsnit: "Beskrivelse af det grundlæggende termiske diagram af et termisk kraftværk", "Udarbejdelse af et termisk diagram af et termisk kraftværk", "Processen med dampudvidelse i en turbine", "Beregning af termisk diagram af et termisk kraftværk", "Beregning af en netvarmeinstallation", "Beregning af ækvivalent brændstofforbrug", "Konstruktion af en varmekreds i et T-S-diagram". Et eksempel på beregning er givet. Manualen indeholder alt det referencemateriale, der er nødvendigt for at udføre beregningerne.

Manualen er helliget beregningen af ​​kredsløbet i et termisk kraftværk, der opererer på en varmecyklus med varmegenvinding, og har til formål at konsolidere teoretisk viden blandt eleverne, gøre dem fortrolige med udstyr og teknologiske processer, der forekommer på et termisk kraftværk, og metoder til termotekniske beregninger af udstyr til termiske kraftværker.

1. Beskrivelse af det grundlæggende termiske diagram af et dampkraftværk

Termisk kraftværk(TES) er et kompleks af udstyr og enheder, hvis formål er at omdanne energien fra en naturlig kilde til elektrisk og termisk energi.

Dampturbine termiske kraftværker bruger vanddamp som arbejdsvarme, der udfører en regenerativ cyklus, dvs. termisk effektcyklus med dampudsugning fra turbinen til regenerativ opvarmning af fødevand i blandende eller overflade regenerative varmevekslere.

Skematisk termisk diagram viser tilslutningen af ​​hovedledningen teknologisk udstyr i færd med at generere varme og elektricitet i henhold til en given cyklus.

Det skematiske diagram over det termiske kraftværk er vist i fig. 1. Brændstof brændes i ovnen på en dampgenerator (SG), mens fødevandet opvarmes, koger og fordamper, hvorved der dannes mættet vanddamp. Dampen tilføres en overhedning (SS), hvori den opvarmes ved konstant tryk til en temperatur T 0 .

Overophedet damp med parametre R 0 og T 0 går ind i I- og II-stadierne (rum) af turbinen, hvor den virker og genererer energi i den elektriske generator (EG). Udstødningsdampen kommer ind i den barometriske kondensator (BC). Her kondenseres dampen og sendes til den første lavtryksvarmer (LPH 1).

For at øge den termodynamiske effektivitet af cyklussen ved at reducere varmefjernelsen til miljøet ved at reducere strømmen af ​​damp, der kommer ind i kondensatoren, anvendes regenerativ opvarmning af fødevand. Regenerativ fødevandsopvarmning- dette er opvarmning af kondensat og yderligere vand sendt til dampgeneratoren med damp fra turbineudtræk. Afhængigt af typen af ​​station, damp- og fødevandsparametre kan en dampturbine have et forskelligt antal dampudtræk (fra 2 til 9), en eller to af disse udtræk er justerbare, hvorfra dampen bruges til varmeforsyningsbehov. Regenerativ opvarmning udføres i flere varmeapparater placeret i serie. Hovedbetingelsen for normal drift af disse installationer er, at fødevandstrykket er højere end varmedamptrykket (for at undgå kogning af det opvarmede medium). Regenerativ opvarmning af fødevand på termiske kraftværker til optimal temperatur giver betydelige besparelser i brændstof og reducerede omkostninger.

Regenerative varmelegemer er hovedsageligt lavet lodrette.

Det regenerative varmekredsløb inkluderer også en blandevarmer - en aflufter. Det opvarmer ikke kun fødevandet (ved at blande), men fjerner også aggressive gasser fra vandet.

Det opvarmede fødevand tilføres dampgeneratoren, hvor det får et højt energipotentiale, bliver til damp og kommer ind i dampturbinen. En del af dampen passerer gennem flere trin af turbinen, tages fra den ved øgede parametre og sendes til regenerativ opvarmning. Resten af ​​dampen passerer gennem alle trin i turbinen. Affaldsdampen fra denne strøm, som har et lavt energipotentiale, kommer ind i kondensatoren. Den latente fordampningsvarme går tabt. Den latente fordampningsvarme fra dampstrømme, der tages til regenerering, returneres til kredsløbet med fødevand. Varmen fra dampstrømmen, der er valgt til varmeforsyning, overføres til netværksvandet.

Netvand til varmeforsyningsbehov produceres i en net- eller spidsvarmer.

Hovednetvarmerne tilføres damp fra en kontrolleret udsugning.

Peak-varmere er inkluderet i kredsløbet i perioder med spidsopvarmningsbelastninger (for eksempel når udelufttemperaturen falder betydeligt) og drives af "varm" damp fra dampgeneratoren, der passerer gennem en reduktion-køleenhed, hvilket reducerer parametrene for "varm" damp (tryk og temperatur) til de nødvendige mængder

Alle kondensatstrømme fra kondensatoren, netværksvandvarmere, højtryksvarmere, lavtryksvarmere samt tilsætning af kemisk renset vand drænes i aflufteren.

Kondensatet i HDPE har højere parametre end mediet i aflufteren, og kondensatet i HDPE 1 har højere parametre end dampen i HDPE 2. De kan bruges som varmemedium. På grund af trykforskellen ledes disse kondensatstrømme til HDPE 1 gennem kondensatfælder (de passerer kondensat, men tillader ikke damp at passere igennem).