Тепловая схема энергоблока (стр. 1 из 14)
СОДЕРЖАНИЕ
АННОТАЦИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Расчет принципиальной тепловой схемы энергоблока
1.2 Расчет подогревателей высокого давления
1.3 Расчет турбины привода питательного насоса
1.4 Расчет деаэратора
1.5 Расчет подогревателей низкого давления
1.6 Материальный баланс пара и конденсата
1.7 Энергетический баланс и расход пара на турбоагрегат
1.8 Энергетические показатели турбоустановки и энергоблока
1.9 Расчет подогревателя низкого давления
2. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ
2.1 Расчет подогревателя высокого давления ПВД № 1 и выбор его типа
2.2 Выбор подогревателей низкого давления поверхностного типа
2.3 Выбор деаэратора
2.4 Выбор конденсатора
2.5 Выбор конденсатных насосов
2.6 Выбор питательного насоса
2.7 Выбор парогенератора
3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Расчет принципиальной тепловой схемы энергоблока со смешивающими подогревателями
3.2 Материальный баланс пара и конденсата
3.3 Энергетические показатели турбоустановки и энергоблока. Энергетический баланс и расход пара на турбоагрегат
3.4 Тепловой и гидравлический расчет подогревателя смешивающего типа
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
5 ЭКОЛОГИЯ
5.1 Золоулавливание
5.2 Золоудаление
6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ ОБОРУДОВАНИЯ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК
ВЫВОД
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
В данной дипломной работе была просчитана тепловая схема энергоблока с турбиной К-500-240, составлены балансы и определены показатели тепловой экономичности энергоблока. По результатам теплового расчета было выбрано основное и вспомогательное оборудование.
В технологической части был рассчитан подогреватель низкого давления поверхностного типа.
В специальной части был рассчитан подогреватель низкого давления смешивающего типа.
Работа включает в себя 116 страниц, 10 таблиц, 10 рисунков, 8 чертежей формата А1.
Принципиальная тепловая схема электростанции определяет основное содержание технологического процесса преобразования тепловой энергии на электростанции. Схема включает основное и вспомогательное оборудование, участвующее в осуществлении этого процесса и входящего в состав пароводяного тракта электростанции. Основная цель расчета конденсационной электростанции заключается в определении технических характеристик теплового оборудования, обеспечивающих заданный график электрической нагрузки и требуемый уровень энергетических и технико-экономических показателей электростанции.
Целью данной работы является расчет тепловой схемы.
Задачи работы:
1. Расчет тепловой схемы энергоблока с турбиной К-500-240.
2. Расчет гидравлический, тепловой и прочностной подогревателя низкого давления турбоустановки, с целью определения его основных показателей и характеристик работы, отвечающих современным требованиям при проектировании сооружений и эксплуатации основного и вспомогательного оборудования тепловых электрических станций.
3. Расчет подогревателя низкого давления смешивающего типа для замены им подогревателя низкого давления поверхностного типа с целью увеличения коэффициента полезного действия станции hнст и уменьшения расхода топлива на станцию.
1.1 Расчет принципиальной тепловой схемы энергоблока
Энергоблок 500 МВт имеет одновальную быстроходную конденсационную турбину ХТГЗ К-500-240. Первый образец этой турбины (К-500-240) несколько иной конструкции был выполнен в 1964 г. Турбина мощностью 500 МВт рассчитана на начальные параметры пара Р0=23,5МПа (240 кгс/см2), t0 =5400С и должна работать с промежуточным перегревом пара при Рпп=3,63 МПа до tпп=5400С. Давление в конденсаторе Рк =3,5 кПа. Частота вращения турбины n=50с-1. В турбине использованы некоторые конструктивные решения, принятые для модернизированного варианта турбины ХТГЗ К-300-240.
Предусмотрены девять регенеративных отборов пара: первый - из цилиндра высокого давления; второй - из линии отработавшего пара этого цилиндра до промежуточного перегрева; третий, четвертый, пятый, шестой - из цилиндра среднего давления; седьмой, восьмой, девятый - из цилиндров низкого давления.
Имеются три регенеративных подогревателя высокого давления ПВД № 1, 2, 3; деаэратор повышенного давления; пять регенеративных подогревателя низкого давления ПНД № 4, 5, 6, 7, 8. Турбина имеет три цилиндра.
Свежий пар Р=23,54 МПа, t=540 0С поступает в ЦВД. Первые ступени ЦВД размещены во внутреннем корпусе. ЦВД расположен таким образом, что поток пара направляется от генератора к переднему подшипнику. Пар к турбине подается по двум паропроводам. Паровпуск трехстенный - наружный корпус, внутренний корпус и сопловые коробки. Всего в ЦВД 10 ступеней активного типа, первая из которых регулирующая. За регулирующей ступенью давление пара равно 17,05 МПа, а температура - 4950С. За восьмой ступенью ЦВД производится отбор пара на регенерацию. После ЦВД при Р=4,13 МПа, t=2960С по двум трубам диаметром 500 мм пар направляется в парогенератор, где осуществляется промперегрев. Далее, пройдя отсечные и регулирующие клапаны, пар поступает в цилиндр среднего давления с Р=3,61 МПа и t=540 0С .
Первые четыре ступени ЦСД расположены во внутреннем корпусе; диафрагмы остальных устанавливаются в трех обоймах. Всего в ЦСД 11 ступеней. Первые пять из них имеют рабочие лопатки с цельнофрезерованным бандажом. Все рабочие лопатки ЦСД закрученные, переменного по высоте профиля. Ротор ЦСД цельнокованый, корпус сварно-литой. После ЦСД пар, при давлении Р= 0,311 МПа и t=230 0С, двумя ресиверными трубами, проходящими ниже плоскости горизонтального разъема, подается в два двухпоточных ЦНД. Из ЦСД в четвертом отборе пар отводится на деаэратор, и используется для турбины привода питательного насоса ТПН.
Из ЦНД пар направляется в два конденсатора. Роторы низкого давления жесткие, сварно-кованые с шейками под подшипники диаметром 520 мм. В каждом потоке ЦНД по пять ступеней. Последние ступени выполнены, как и в турбине К-300-240, с лопатками длиной L=1050 мм. Эти модернизированные лопатки имеют улучшенные профили, оптимальные в периферийной части относительные шаги и выполнены заодно с бандажом. В рассматриваемой турбине на один поток приходится мощность 125 МВт. В последней ступени организована внутриканальная сепарация влаги из сопловых лопаток. Некоторая разгрузка ступеней низкого давления достигается применением конденсационной турбины для привода питательного насоса. Эта турбина питается паром низкого давления из промежуточного отбора главной турбины, и отбираемый пар не возвращается в основной агрегат, а конденсируется в отдельном конденсаторе.
Все четыре ротора турбины соединены между собой жесткими муфтами. Каждый из роторов опирается на два опорных подшипника, выполненных самоустанавливающимися. Некоторые из них - сегментные. Упорный подшипник сегментного типа с одним упорным гребнем располагается между цилиндрами высокого и среднего давления. Несмотря на противоположное направление потоков пара в ЦВД и ЦСД и двухпоточные конструкции ЦНД в турбине предусмотрены разгрузочные диски, необходимые для уравновешивания осевых усилий во время переходных процессов. В крышках корпусов подшипников имеются масляные бачки, емкость которых рассчитана на обеспечение маслом подшипников при остановке турбоагрегата с отключенными масляными насосами. В турбине предусмотрено валоповоротное устройство, находящееся между двумя ЦНД.
Турбина имеет два фикс-пункта (мертвые точки) в точках пересечения вертикальной плоскости турбины, проходящей через продольные шпонки под осью агрегата, с линиями поперечных шпонок под боковыми опорами первого и третьего выходных патрубков ЦНД (под осями левых опорных подшипников ЦНД).
Рабочей жидкостью гидродинамической системы регулирования турбины является конденсат. Конденсат турбины подогревается в охладителе уплотнений ОУ, пяти регенеративных подогревателях низкого давления. После деаэратора конденсат питательным насосом прокачивается через три подогревателя высокого давления. Дренажи ПВД сливаются каскадно в деаэратор. Из ПНД № 4 дренаж сливается в ПНД № 5 и дренажным насосом подается в смеситель СМ. Дренаж ПНД № 6 сливается в ПНД № 7 и дренажным насосом ДН подается в СМ. Дренаж из ПНД № 8 и из охладителя уплотнений ОУ и эжектора ОЭ подается в конденсатор К.
Централизованная масляная система снабжает маслом подшипники турбины и генератора и состоит из масляного бака, двух главных и одного резервного насосов и маслоохладителей. Масляные насосы приводятся электродвигателями (основные электродвигатели переменного тока, аварийные - постоянного).
Общая длина турбины равна 29,5 м, а всего турбоагрегата с генератором и возбудителем - 46,3 м. Агрегат размещается поперек машинного зала.
Таблица 1.1 – Процесс расширения пара в турбине
| Точка процесса | Давление пара Р, МПа | Температура пара t, 0С |
| 0 | 23,54000 | 540,0 |
| 0′ | 22,36000 | 536,0 |
| РС | 17,05000 | 495,0 |
| 1 | 5,53000 | 339,0 |
| 2 | 3,92000 | 296,0 |
| 2′ | 3,43000 | 540,0 |
| 3 | 1,64000 | 440,0 |
| 3′ | 1,60000 | 435,0 |
| 3К | 0,00523 | 34,0 |
| 4 | 0,70000 | 375,0 |
| 5 | 0,51000 | 295,0 |
| 6 | 0,29500 | 230,0 |
| 7 | 0,14300 | 168,0 |
| 8 | 0,08400 | 120,1 |
| 9 | 0,01670 | 60,0 |
| К | 0,00345 | 26,7 |
Таблица 1.3 – Параметры пара и воды регенеративных подогревателей высокого давления
| Параметры | Наименование параметров | Единицы измерения | ПВД1 | ПВД2 | ПВД3 |
| Pотб | Давление пара | МПа | 5,82 | 4,13 | 1,73 |
| P″отб | Давление пара с учетом потерь | МПа | 5,53 | 3,92 | 1,64 |
| tп | Температура пара | С0 | 339 | 296 | 440 |
| hп | Энтальпия пара | кДЖ/кг | 3037 | 2948 | 3344 |
| ts | Температура воды перед подогревателем | С0 | 270 | 249 | 203 |
| tпоп | Температура пара в охладителе пара | С0 | 280 | 259 | 213 |
| hпоп | Энтальпия пара в охладителе пара | кДЖ/кг | 1236,7 | 1129,9 | 911,4 |
| hsi | Энтальпия воды перед подогревателем | кДЖ/кг | 1080,8 | 865,9 | |
| tдрi | Температура дренажа | С0 | 257 | 211 | − |
| hдрi | Энтальпия дренажа | кДЖ/кг | 1120,0 | 902,3 | 780,9 |
| Θпв | Недогрев воды | С0 | 2 | 2 | 2 |
| Рпвi | Давление воды перед подогревателем | МПа | 33,5 | 34 | 34,5 |
| tпвi | Температура воды перед подогревателем | С0 | 247 | 201 | − |
| Hпвi | Энтальпия воды перед подогревателем | кДЖ/кг | 1075,34 | 871,46 | − |
| Р″пвi | Давление воды после подогревателя | МПа | 33 | 33,5 | 34 |
| t″пвi | Температура воды после подогревателя | С0 | 268 | 247 | 201 |
| h″пвi | Энтальпия воды после подогревателя | кДЖ/кг | 1172,36 | 1075,34 | 871,46 |
| ri | Суммарный подогрев воды в ступени регенерации | кДЖ/кг | 97,02 | 203,88 | 128,41 |
| qi | Тепло отдаваемое греющим паром в ступени регенерации | кДЖ/кг | 1800,3 | 1867,2 | 2478,1 |
Таблица 1.4 – Исходные данные турбоагрегата