Построение - диаграмм для различных параметров пара

Министерство образования и науки Российской Федерации

Филиал федерального государственного бюджетного

Образовательного учреждения

Высшего образования

«Национальный исследовательский университет «МЭИ»

В г. Смоленске

Кафедра промышленной теплоэнергетики

Направление 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника

профиль «Энергообеспечение предприятий»

Расчетное задание

по курсу «Котельные установки и парогенераторы»

«Расчет принципиальной тепловой схемы ТЭЦ на базе ПГУ».

Преподаватель: Любова Т.С.

Студент: Удилов К.А.

Группа: ЭО-13

Вариант: 19

Cмоленск 2016

Цель: анализ работы парогазовой установки, расчет выбранного по каталогу оборудования ПГУ, выбор оптимальных параметров пара, вырабатываемого котлом-утилизатором.

Задание:

1. Выбор оборудования ПГУ по каталогу в соответствии с заданной тепловой и электрической мощности, температурой подогрева сетевой воды.

2. Рассчитать параметры оборудования.

3. Рассчитать теплообмен в котле-утилизаторе при различных параметров пара, выбрать оптимальные параметры.

4. Построить -диаграмму для различных параметров пара.

Исходные данные

Состав газа (табл.1)

Таблица 1

Газопровод	Состав газа по объему, %	Низшая теплота сгорания сухого газа,
Безенчук - Чапаевск	42,7	19,6	12,6	5,1	1,3	16,9	1,0	0,8	47,01

Исходные данные для расчета ТЭЦ (табл.2)

Таблица 2

Наименование параметра	Обозначение	Единица измерения	Величина
Расчетная тепловая мощность потребителя		МВт	10,5
Электрическая мощность газовой турбины		МВт	7,35
Электрическая мощность паровой турбины		МВт	3,15
Температура окружающей среды		°С

Выбор оборудования

Оборудование ТЭЦ выбирается в соответствии с электрической нагрузкой. В соответствии с исходными данными принимаем: газовая турбина Taurus 70 GSС, паровая турбинаР-4-2,1/0,3

Характеристика ГТУ (табл.3)

Таблица 3

Характеристика ПТУ (табл.4)

Таблица 4

Модель	Р-4-2,1/0,3
Номинальная мощность, МВт	4,0
Параметры пара перед турбиной
· давление пара , МПа · температура пара , °С	2,1 (1,85 – 2,35) 370 (360 - 380)
Номинальный расход пара G, т/ч	42,4
Давление на выходе из турбины	0,3 (0,2 – 0,4)

Принципиальная схема ТЭЦ на базе ГТУ типа Taurus 70 GSС и

ПТУ типа Р-4-2,1/0,3 (рис.1)

Рис.1. Принципиальная схема ТЭЦ

В – воздух

К – компрессор

КС – камера сгорания

ЭГ – электрогенератор

ГТУ – газотурбина установка

ПТУ – паротурбинная установка

КУ – котел-утилизатор

ЭК – экономайзерные поверхности КУ

ИП – испарительные поверхности КУ

ПП – пароперегревательные поверхности КУ

ЦН – циркуляционный насос

ПН – питательный насос

ППН – подпиточный насос

Д – деаэратор

Б – барабан

ПСВ1, ПСВ2 – подогреватели сетевой воды 1 и 2

ПСРВ – подогреватель сырой воды

ХВО – химводоочистка

СНП – сепаратор непрерывной продувки

- температура уходящих газов на выходе из КУ

– температура продуктов сгорания на выходе из ГТУ

– температура перегретого пара на выходе КУ

– давление перегретого пара на выходе КУ

– энтальпия перегретого пара на выходе КУ

– температура питательной воды на входе КУ

– давление питательной воды на входе КУ

– энтальпия питательной воды на входе КУ

– пар при температуре насыщения

– вода при температуре насыщения

1. Низшая теплота сгорания (сухая)

2. У выбранной ГТУ:

33,8 %

где - мощность ГТУ, МВт

- КПД электрический, %

3. Расход топлива в камере сгорания ГТУ

4. Теоретический объем воздуха, необходимый для сжигания топлива

;

5. Теоретический объем азота

;

6. Объем трехатомных газов

;

;

;

7. Теоретический объем водяных паров

;

где – влагосодержание газов топлива, определяется по температуре газа

;

;

8. Объем дымовых газов

где - коэффициент избытка воздуха

- теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 кг топлива, ;

где - расход воздуха, поступающего в камеру сгорания, ;

- расход сжигаемого в камере сгорания топлива, ;

;

где - плотность топлива, ;

где - плотность воздуха,

9. Действительная энтальпия уходящих газов, кДж/кг;

;

где – теоретическая удельная энтальпия воздуха при температуре уходящих газов, кДж/ ;

– теоретическая энтальпия продуктов сгорания, кДж/ ;

– удельные энтальпии водяных паров, трехатомных газов, азота и воздуха, взятые при температуре уходящих газов ;

Удельные энтальпии водяных паров, трехатомных газов, азота и воздуха приведены в табл.5

Таблица 5

Температура,
		772,6	527,1	542,2
		997,2	664,5	684,6

Теоретическая удельная энтальпия воздуха:

Энтальпия продуктов сгорания:

Действительная энтальпия уходящих газов:

где и

10. Энтальпия продуктов сгорания, охладившихся до температуры окружающей среды

Удельные энтальпии водяных паров, трехатомных газов, азота и воздуха при температуре (табл.6)

Таблица 6

Температура,
		170,1	129,9	132,4
		357,8	260,2	266,5

Теоретическая удельная энтальпия воздуха:

Энтальпия продуктов сгорания:

Действительная энтальпия уходящих газов:

11. Теплота, находящаяся в уходящих газах при температурах и

Построение - диаграмм для различных параметров пара

На основании данных ПТУ, а именно давления перед турбиной и после нее (табл.4) берем следующие значения параметров перегретого пара.

1) ,

2) ,

3) ,

4) ,