Т-50-130 турбинаның жылулық схемасының есептеуі және сипаттамасы

Берілген жұмыста, Павлодар қаласындыға ЖЭО-да орналысқан энергоблоктың жылулық есептеу схемасы көрсетілген (негізгі жылулық турбина ретінде Т-50/60-130 ТМҚ және котлоагрегат Е-420-140 ТМ (ТП–81)). Басты жанармай – Екібастұз көмірі. Турбинаның қуаты – 50 МВт, басты қысым 13 МПа және жылытылған будың температурасы 565Сº, жылытылмаған t_П.В. = 230 ⁰ С, РК = 5 КПа, = 0,6. Осы қалаға байлану, ең жақын көмір бассейнінен отындар таңдауын ескерту, сонымен қатар төңірек ауаның температураларын таңдауын шарттайды.

Нұсқауланған бу және су параметрлерінен маңызды жылулық схема және су және энергетикалық көрсеткіштердің оның есептеу нәтижесінде алынған энергоблоктың және электр станцияларының техникалық жетілдіру деңгейін анықтайды, сонымен қатар олардың экономикалық көрсеткіштерін түбегейлі шарада көрсетеді. Маңызды жылулық схемасы электр станциялардың негізгі технологиялық жобалау схемасы болып табылады, барлық қондырғыларда және олардың энергетикалық көрсеткіштерінде бу және су шығыстарын табатын берілген энергетикалық жүктемелер бойынша анықтауына мүмкіндік береді. Маңызды жылулық схемалары негізінде техникалық мінездемелерді анықтайды және жылулық қондырғыларды таңдайды, энергоблоктардың және электр станциялардың айқара ашқан (толық) жылулық схемасын өңдеп жатыр.

Жылулық схемасының есептеуі бойынша жылулық жүктемелер кестесі өңдіріліп жатыр, процессті құрастыру hS – диаграммаға, желілік жылытқыш есептеу және регенерациялық системасы, сонымен қатар негізгі технико–экономикалық көрсеткіштер есептелінген.

1 блоктың максималды жылулық қуаты, «Т» турбиналар таңдауымен қамтамасыз етіледі, МВт, турбинаның төлқұжатына сәйкес 80 МВт-ға тең. Блоктың максималды жылулық қуаты, ауыр су қайнататын қазанмен қамтамасыз етіледі, МВт

, (1.1)

мұнда – жылулық коэффициенті, =0,6

МВт.

Ыстық сумен қамтамасыз етудің жылулық күші, МВт осы формула бойынша саналады:

, (1.2)

МВт

Жылулық жүктемеге және сапалы реттеу температуралық кесте өзгеріс кестелер үшін осыған өте тән температуралар(1а сурет):

t_вз = +8⁰ С – ауаның температурасы, жылытқыш маусымның басы мен аяғына келеді.

t = +18⁰ С – есептеу температурасы, жылулық балансы келетін күй.

t_вз = -35⁰ С – Астанадағы ауа есептеу температурасы.

Кестеде, берілген 1г және 1в суреттерінде жылытқыш маусым уақыты t 5500 с/жыл аспайды.

бар.Т-іріктеуі, қысымының төмендеуіне тең: бар, төмендегеннен кейін тең: бар, ⁰ С тең, соңына дейін жылытылмаған dt = 5⁰ С. Желілік судың максималды жылыту температурасы ⁰ С болуы мүмкін.

Блоктың есептеу схемасының параметрлерін анықтау

Т-50/60-130

N = 50МВт

Р₀ = 13Мпа

t₀ = 565⁰ С

D₀ = 234т/ч

t_пв = 230⁰ С

P_K = 5кПа

= 0,6

бар

Т – іріктеуі, қысымының төмендеуіне тең: бар.

Қысымның төмендегенінен кейін: Р_Т1 = 2,99 бар.

Қанығу температурасы кезінде бар, ⁰ С тең.

Соңына дейін жылытылмаған dt = 5⁰ С.

Желілік судың максималды жылыту мүмкіндік температурасы

(1.3)

Су сызығы бойынша схемалар параметрлерін анықтау.

Турбина төлқұжаты бойынша регенерация жылытқыштардың санын 6 (3 жоғарғы қысымды полиэтилен және 3 төменгі қысымды полиэтилен) тең қабылданады. Схемаларды есептеу максималды жылытқыш жүктеме тіртібімен алынады. Тік және кері желілік су температурасын сапалы реттеуді температуралық кестелер бойынша анықталады (1б суретте). Тік желілк су температурасын алу t_nc = 118⁰ С, кері желілік су температурасы t_oc = 70⁰ С. Бұл температуралар екі желілік жылытқыштарда судың жылуын қамтамасыз етеді (Желілік жылытқыш 1, желілік жылытқыш 2), жоғарғы және төменгі жылытқыштар таңдауларына лайықты, яғни (желілік жылытқыш 1) ЖЖ1-ге су температурасы t_сп1 = t_сп = 118⁰ С, ал тұтынылған жылудан кейін температура t_ос = 70⁰ С.

Қайта өндіру баспалдақтар бойынша жылуды ұтымды бөлуге баспалдақтар бойынша энтропиялар өсімшелер шарты сейкес келеді.

Жылытқыштағы судың жылу тығыздығы ⁰ С және Салқындатқыштағы эжектордың су жылутуы тең болып қабылданады ⁰ С.кПа турбинаның төл құжатына келісі келе Р_д=0,6Мпа=6,0бар. Деатордан шығу кезіндегі су температурасы t_д, ⁰ С, қысым кезіндегі Р_д қанық температурасы t_s

t_д = t_s(Р_д = 0,6 МПа) = 158⁰ С

Ары қарай қоректендіргіш сораптағы судың жылу температурасын анықтаймыз, ⁰ С,деаэратордан кейін орналастырылған:

, (1.4)

мұнда, Р₀ – турбинаның төл құжаты бойынша 12,8 МПа турбина түтігіне кіретін бу қысымы және ол тең болып қабылданады; – қоректендіргіш сораптың пайдыла әсерлер коэффициенті, = 0,83; С_р – судың жылулық сыйымдылығы, С_р = 4,187кДж/кг×Н

мына формула бойынша: ⁰ С

Қоректендіргіш сораптың су температурасы

t_пн = t_д + Dt_пн, (1.5)

t_пн = 158 + 5 = 163⁰ С

Қоректендіргіш су температураны t_пв (бу генераторының алдында) 230⁰ С –ға турбинаның төл құжаты бойынша тең деп қабылдаймыз, Dt баспалдақтары бойынша жылутуды ұтымды бөлуіне сәйкес, жоғары қысымды полиэтилен осылай анықталады:

, (1.6)

мұнда Z_пвд – жоғары қысымды полиэтиленнің саны, Z_пвд = 3

⁰ С.

Сондықтан, әр жоғары қысымды полиэтиленнен шығу кезіндегі судың температурасын аласыз.

Dtәр жоғары қысымды полиэтиленде қалай анықтаймыз:

⁰ С.

Мұндағы конденсатордағы қысым техникалық сумен жабдықтау жүйесінен шығып қабылданады. Конденсатордағы қысым буландырғыш градирнялармен техникалық сумен жабдықтау үшін формула бойынша бағалаймыз:

, (1.7)

мұнда t_во – салқындатылған судың температурасын, t_во = 18⁰ С қабылдаймыз;

D₀ – турбинаға бу шығынын D₀ =234т/ч =(/3,6) = 65 кг/с қабылдаймыз;

–конденсатордың жылу үлесінің күшін, Р_к =5кПа =0,05бар және сонымен =2424кДж/кг береміз;

Санмен көрсетілген мәнден қоямыз:

бар=5кПа,

айқындауР_ккерек емес;

Конденсатордағы қысым кезіндегі температура ның қанығуы tк, конденсатордан шығу температурасына t_к = (при Р_к = 5кПа) = 32⁰ С тең.

Желілік жылытқыштардың жылуы бірдей, сонда ЖЖ2 –дегі су температурасы:

, (1.8)

⁰ С

Энтальпияның су температурасына лайықты кДж/кг, келесі формуламен анықталады:

H = t × C_p, (1.9)

мұнда С_р – судың жылулық сыйымдылығы, C_p = 4,187кДж/(кг·Н).

Барлық су энтальпиялары және су температуралары 1 кестеде көрсетілген.

1 кесте – температура және су энтальпиясы

, оС	,оС	,оС	,оС	,оС	,оС	оС	,оС	,оС	,оС	,оС
								185,3	207,6
, кДж/кг	,	,	,	,	,		,	,	,	,
	163,3	192,6	309,6	427,1	544,3	661,5	682,5	775,9	869,2	963,0

Осылай, су сызығы бойынша барлық параметрлерді анықтадық.

Таңдаулардағы бу параметрлерінің және қайта өндірудің жылулық жүйесіндегі дренаждар параметрлерін анықтау.

Дренаждардың параметрлерін анықтау. Екінші жылытқыштың дренаж температурасы, ^оС, келесі формула арқылы анықтайды:

, (1.10)

мұнда i-м жылытқышындағы t_ni – су температурасы, ^оС; dt –жылытылмаған су температурасы, ^оС, жоғары қысымды полиэтилен үшін 1 ^оС деңгейінде қабылданады, төмен қысымды полиэтилен үшін 3 ^оС деңгейінде қабылданады; жылытқыштағы Р_пi белгілі қысымды анықтаймыз (t_ni– осы қысымдарға қанық температурасы).Р_пi арқылы белгілі дренаж энтальпиясын анықтаймыз, қорытындыға келе 2 кестеге келеміз.

Таңдаулардағы бу параметрлерін анықтау. Таңдаулардағы бу қысымы, МПа, келесі формуламен анықтауға болады:

(1.11)

Турбинада бу энтальпиясын іріктеу кезінде Р-S диаграмма бойынша буды кеңейтуді анықтаймыз. Бастапқы бу параметрі Р₀ = 12,8МПа, t₀ = 565 ^оС (турбинаның төл құжаты бойынша). 0 нүктесінен бастап (Р₀, t₀ кезінде) дросселденетін клапандарда қос дроссельді орнатудың процессін тұрғызамыз. 0* нүктесі арқылы дроссельді орнату процессі анықталады.

, (1.12)

МПа.

h₀(Р₀ = 12,8МПа, t₀ = 565 ^оС) => 3520кДж/кг будың энтропиясы және температурасы0* нүктенің күйіне сейкес анықтаймыз.

( 3520кДж/кг, 12,1МПа) = 562 ^оС

Жоғарғы қысымды бөлікте буды кеңейту процессін тұрғызып жатырмыз, пайдалы әсердің коэффициентімен алдын ала берген жоғарғы қысымды бөлік = 0, 84. Жоғарғы қысымды бөлігі үшін түпкі параметрлермен полиэтиленнің жоғарғы қысымының үшінші таңдауында болады4 Р4= 12,74бар. Бұл параметрлері бойынша териялық энтальпияны анықтап жатырмыз, кДж /кг, жоғарғы қысымды бөлікте бу тамаша кеңейеді:

(Р₄= 1,274МПа) = 2870кДж/кг;

t₄ (Р4= 1,274МПа) = 226^оС.

Энтальпия h₄ кДж/кг,формуласы арқылы анықталады:

h₄ = h₀ – (h₀– ) (1.13)

h₄ = 3520 – (3520 – 2870)×0.84 = 2974кДж/кг

Сурет бойынша анықтаймыз:

h₅( =20,43бар)=3120кДж/кг;

h₆( =31,38бар)=185кДж/кг.

Төменгі қысымды бөлікте буды кеңейту процессін тұрғызып жатырмыз, пайдалы әсердің коэффициентімен алдын ала берген төменгі қысымды бөлік _чнд = 0,79. Конденсатордың алдындағы бу параметрлерінің соңғы шешімдері болып келеді Р_к = 0,005МПа tк = 32 ^оС.

Кеңейту процессін құрастыру кезінде, жылытқыш таңдауын реттейтін диафрагмада қасамдардың жоғартуы есепке алынуы тиіс(30%).

= 0,7×Р₂ = 0,7×0,135 = 0,0945МПа;

h_к1 = , (1.14)

мұнда - судың энтальпиясыжәне энтропиясы, Р_к = 5кПа кезіндегі; - энтропияға лайықты, , кДж/(кг·К),

( =12,74бар, t=260^оС)=6,731 кДж/(кг·К);

(Рк=0,005МПа)=0,476 кДж/(кг·К);

(Р_к=0,005МПа)=134,0кДж/кг;

Т_к=t_к+273, Т_к= 32+273=305К.

Мына формуламен:

h_к5 = 134,0+305×(6,731-0,476)=2042кДж/кг.

Конденсатордың алдындағы бу энтальпиясы, кДж/кг

h_к= (1.15)

h_к = 2974-(2974-2042)×0,79 = 2238кДж/кг.

Диаграмма бойынша анықтаймыз:

h₁ = ( = 0,46 бар) = 2475кДж/кг;

h₂ = ( = 1,35 бар) = 2615кДж/кг;

h₃ = ( = 3,25 бар) = 2735кДж/кг.

Есептеу шешімі 2 кестеде көрсетілген

2 кесте –Есептеу схемасының негізгіпараметрлері

Есептеу схемасының негізгіпараметрлері
іріктеу	Жылыт-қыш	,бар	,бар	,оС	,оС	hi,кДж/кг	hiп,кДж/кг	hj,кДж/кг
I	ЖҚП6	29,06	31,38					994,9
II	ЖҚП 5	18,92	20,43	207,6	208,6		869,2	891,3
III	ЖҚП 4	11,8	12,74	185,3	186,3		775,9	791,3
D	Д-р	6,0	12,74				661,5	661,5
IV	ТҚП 3	3,01	3,25				544,5	559,4
V	ТҚП 2	1,25	1,35				427,1	440,0
VI	ТҚП 1	0,43	0,46				309,8	322,6

мұндағы i – іріктеу нөмірі.

Осылай есептеу схемаларының барлық негізгі параметрлерін анықтайды. Есептеулердің нәтижелері диаграммада көрсетілген және 1,2 кестелерге түсірілген.

Бу шығыстарын анықтау.

Бу генераторына жіберілетін қоректендіргіш су шығыстарын келесі формуламен есептейді:

α_пв=1+α_упл+α_ут +α_прод, (1.16)

мұндағы тығыздауға жұмсалған шығыс α_упл=0,02;

ағып кетуге жұмсалған шығысα_ут=0,015;

үрлеуге жұмсалған шығысα_прод=0,015.

Турбинаға бу шығысының өсуі: D₀=65кг/с.

Жылытқыш таңдауларының бу шығыстары желілік жылытқыштар есептеу нәтижелері бойынша анықталады.

Желілік жылытқыштағы бу шығыстары №1:

Индексация: ЖТ(жоғарғы температура) = желілік жылытқыш1 және ТТ(төменгі температура) = желілік жылытқыш 2.

, (1.17)

, (1.18)

мұндаQ_т – турбина іріктеуінің жылулық күшіQ_т =80МВт;

η_п – жылытқыштың пайдалы әсердің коэффициентіη_п = 0,98.

кг/с;

.

Желілік жылытқыштағы бу шығыстары №2:

(1.19)

; (1.20)

кг/с.

Реттелмейтін таңдауларының бу шығыстарын анықтау.

Жоғары қысымды полиэтиленді есептеу 6

(1.21)

Жоғары қысымды полиэтиленді есептеу 5

(1.22)

.

Жоғары қысымды полиэтиленді есептеу 4

(1.23)

Деаэратордың есептеуі

осыдан

Жылжу нүктелерін есептеу төменгі қысымды полиэтилен 2 и төменгі қысымды полиэтилен 3

α_тв=0,303

α_тн=0,286

Теңдеулер жүйесін құрастырамыз:

үшінші теңдеулер жүйесіне қоямыз:

Келесіде санағанда α₃:

Жылжу нүктелерін есептеп қорытындылағанда; α₂=0,011; α₃=0,044.

Төменгі қысымды полиэтиленді есептеу 1

, (1.24)

, (1.25)

Осыдан:

α₁=0,013.

Соңына дейін өңдірілмеген коэффициенттерді анықтау.

Соңына дейін өңдірілмеген коэффициенттері уi әр таңдауға келесі формуда арқыл анықталады:

(1.26)

h₀ = 3520кДж/кг; h_к = 2238кДж/кг

D_i = α_i ·D₀ (1.27)

3 кесте –таңдаулар коэффициентінің кестесі

Іріктеу		α i	α i	Di
ЖҚП6	0,739	0,046	0,034	2,85
ЖҚП 5	0,688	0,043	0,0296	2,67
ЖҚП 4	0,574	0,042	0,0241	2,6
Д-р	0,574	0,037	0,0212	2,29
ТҚП 3	0,388	0,044	0,0171	2,73
ТҚП 2	0,294	0,011	0,0032	0,68
ТҚП 1	0,185	0,013	0,0024	0,81
ЖТ	0,388	0,303	0,1176	18,76
ТТ	0,294	0,286	0,0841	17,74

Конденсаторға баратын бу шығыны

D_K = D₀ - SD_i (1.28)

D_K = 62-(2,85+2,67+2,60+2,29+2,73+0,68+0,81+18,76+17,74) = 10,87кг/с.

Будың турбинаға нақты шығысы

Турбинаға бу шығыны:

(1.29)

мұнда = 0,97 –электромеханикалық пайдалы әдіс коэффиценті;

N_г = 50МВт – номиналды қуат;

Н_i= h₀ – h_K = 3520-2238 = 1282кДж/кг – турбиның жылу жіберуі;

=0,0340+0,0296+0,0241+0,0212+0,0171+0,0032+

+0,0024+0,1176+0,0841 = 0,3333.

кг/с.

Абсолютті қателік:

, (1.30)

.

Осы қателіктер мына есептеулерде болуы мүмкін.

Бу генераторының таңдауы.

D_пв = (1+a_уп+a_ут+a_пр)×D₀ (1.31)

D_пв = (1+0,02+0,015+0,015)×62 = 65,1кг/с.

D_пв = 234т/ч.

Агрегаттық қазанды таңдауы:

3 турбина: Т-50/60-130

N = 50МВт;

Р₀ = 13МПа;

t₀ = 565^оС;

D₀ = 234т/ч;

t_пв = 230^оС;

P_K = 5кПа.

2 қазан: Е-420-140ТМ (ТП-81)

D_пе = 420т/ч;

P_пе = 13,8МПа;

t_пе = 570^оС;

Жанармай: Екібастұз көмірі;

t_пв = 230^оС;

Қазандардың шығарылуы:

SD_пе = 2×420=840т/ч.

Турбинаға будың шығысы:

SD0 = 234×3 = 702т/ч.