Расчет турбин ПТ-12-35-10М и Р-27-90/1,2

REZUMAT

Lucrarea de faюг prezintг un calculul a douг turbine de abur ПТ-12-35-10М єi Р-27-90/1,2.

Turbina ПТ-12-35-10М cu o puterea nominalг 12000 kW єi douг prize reglabile: prizг industrialг єi prizг de termoficare. Parametrii aburului viu sunt 35 ati єi 435 єС.Р-27-90/1,2 - este o turbina cu contrapresiune cu puterea nominalг 27000 kW. Parametrii aburul viu sunt 90 ati єi 535єС.

Оn cadrul lucrului realizat au fost calculaюi indicatori de eficienюei a turbinei: randamentul intern relativ, puterea electrica, caldura specificг, utilizatг pentru producerea unei unitгюi de putere electricг etc. De asemenea, оn lucrare s+a efectuat bilanюurile a preоncгlzitoarelor єi degazoarelor.

АННОТАЦИЯ

В данной работе проведен расчет двух турбин ПТ-12-35-10М и Р-27-90/1,2.

Турбина ПТ-12-35-10М - турбина номинальной мощностью 12000 кВт с 2-мя регулируемыми отборами пара: промышленным и теплофикационным, с начальными параметрами пара 35 ати и 435єС.

Турбина Р-27-90/1,2- турбина с противодавлением с номинальной мощностью 27000 кВт, рассчитанная на работу с начальными параметрами пара 90 ати и 535єС.

В ходе работы были рассчитаны основные показатели эффективности турбоустановки, а именно: внутренний относительный коэффициент полезного действия, внутренняя электрическую мощность, удельный расход тепла, затраченного на выработку 1 единицы электрической энергии и другие. Также в работе выполнен энергобаланс подогревателей и деаэраторов.

THE SUMMARY

This work represents technical calculation of two turbines ПT-12-35-10M and Р-27-90/1,2.ПT-12-35-10M - turbine with nominal power - 12000 kW with 2 regulated selections of steam: industrial and termofication, with primary parameters 35 аtа and 435єС.P-27-90/1,2 - turbine with contrapressure with nominal power - 27000 kW, with primary parameters 90 аtа and 535єС.been calculated the basic indicators of efficiency of the turbine: efficiency, internal electric capacity, heat spent for production of 1 unit of electric capacity, etc. Also there are thermal calculations of heaters and deaerators in this work.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

.        ТУРБОГЕНЕРАТОР ТИПА Р-12-35-10М

.1       Краткое описание турбоустановки

.2       Расчет внутреннего КПД турбины и её частей

.3       Баланс деаэратора и ПВД

.3.1.   Расчет ПВД

.3.2.   Расчет деаэратора

.4       Материальный баланс установки

.5       Расчет внутренней электрической мощности

.6       Расход тепла турбоустановки на выработку электроэнергии

.7       Расчет температурного напора конденсатора

.8       Расчет температурного напора в ПВД

.9       Расчет эжектора

.        ТУРБОГЕНЕРАТОР ТИПА Р-27-90/1,2

.1       Краткое описание турбоустановки

.2       Расчет внутреннего КПД турбины и её частей

.3       Материальный баланс установки

.4       Расчет внутренней мощности

.5       Расход тепла турбоустановки на выработку электроэнергии

ВЫВОДЫПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ТЭЦ является энергетическим предприятием, предназначенным для выработки и отпуска производственным и коммунально-бытовым потребителям двух видов энергии: тепловой (в виде горячей воды или водяного пара) и электрической.

Котлотурбинный цех отвечает за производство пара и горячей воды, выработку электроэнергии, получаемой при расширении пара высокого давления в проточной части паровой турбины, а также отпуск тепла для теплоснабжения промышленных и коммунально-бытовых потребителей. Электроэнергия вырабатывается электрогенераторами, приводимыми во вращение паровыми турбинами типа ПТ, Р и др. Тепловая энергия отпускается от отборов и противодавления турбин.

турбина конденсатор мощность напор

1. ТУРБОГЕНЕРАТОР ТИПА Р-12-35-10М

 

1.1 Краткое описание турбоустановки

Паровая турбина типа ПТ-12-35/10 М является активной семнадцатиступенчатой турбиной. Принципиальная схема турбины ПТ-12-35-10М представлена в приложении 1. Камерами регулируемых производственного и теплофикационного отборов турбина делится на часть высокого давления, часть среднего давления и часть низкого давления. ЧВД включает в себя клапанное парораспределение с рычажным приводом и проточную часть, состоящую из одной регулирующей ступени скорости и четырех ступеней давления. ЧСД включает в себя парораспределение, выполненное в виде поворотной диафрагмы с рычажным приводом, и проточную часть, состоящую из семи ступеней давления. ЧНД состоит из парораспределения, выполненного в виде поворотной диафрагмы, и проточной части из пяти ступеней давления. Парораспределение ЧВД, ЧСД и ЧНД приводятся в действие тремя сервомоторами, расположенными в общем блоке регулирования. Концевые уплотнения вала ротора и промежуточные уплотнения диафрагм-лабиринтовые с уплотнительными усиками, закатанными на валу ротора и в специальные сегменты диафрагмы. Ротор турбины гибкий с насадными рабочими колесами. На конце вала ротора насажена жесткая муфта для соединения ротора турбины с ротором генератора. Критические числа оборотов ротора турбины - 1350 об/мин, ротора генератора - 1800 об/мин.

Таблица ý1.1- Технические характеристики турбины ПТ-12-35/10 М
№	Параметр		Разм-ть		Значение
1.	Тип турбины		ПТ-12-3 5/10М
2.	Номинальная мощность		МВт		12
3.	Максимальная мощность		МВт		15
4.	Номинальное число оборотов турбины		об/мин		3000
5.	Номинальные параметры пара перед стопорным клапаном	давление	кгс/см2		34
		температура	°С		435
6.	Номинальные параметры пара при производственном отборе	давление	кгс/см2		9
		температура	°С		350
7.	Номинальные параметры пара при теплофикационном отборе	давление	кгс/см2	0.2
		расход пара	т/ч		40

С валом ротора турбины выполнено рабочее колесо главного масляного насоса, одновременно являющееся и гребнем упорного подшипника турбины. Корпус переднего опорно-упорного подшипника прикреплен болтом к корпусу турбины на полуфланце. На крышке подшипника установлен блок регулирования турбины, а внутри корпуса подшипника смонтирован автоматический затвор регулятора безопасности. На корпусе турбины установлены две предохранительные диафрагмы, которые срабатывают при повышении давления в выхлопной части турбины выше 0.2 кгс/см2.

Турбина допускает длительную работу при одновременном изменении в любых сочетаниях начальных параметров пара:

давление, кгс/см2         от 31 до 36

температура, °С  от 420 до 445

Турбина допускает длительную работу при изменении давления в регулируемых отборах пара в диапазоне:

для производственного отбора - от 7 до 12 кгс/с;

для теплофикационного отбора - от 0.3 до 1.5 кгс/см2.

Лопаточный аппарат турбины рассчитан на работу при частоте сети 50 Гц, что соответствует числу оборотов ротора турбогенератора 3000 об/мин. Обеспечивается продолжительная работа турбины при частоте сети от 49.5 до 50.5 Гц.

Турбина допускает при номинальных начальных параметрах пара, номинальной температуре и количестве охлаждающей воды увеличение количества отбираемого пара из производственного отбора 80 т/ч при абсолютном давлении 10 кгс/см2 с одновременным уменьшением убираемого пара из теплофикационного отбора. Мощность при этом определяется по диаграмме режимов.

Турбина допускает при номинальных начальных параметрах пара, номинальной температуре и количестве охлаждающей воды увеличение количества отбираемого пара из теплофикационного отбора до 65 т/ч при давлении 1.2 кгс/см2 с одновременным уменьшением отбираемого пара из производственного отбора.

В проточной части турбины пар последовательно отбирается:

за 5-ой ступенью перед поворотной диафрагмой ЧСД - в 1-ый регулируемый производственный отбор;

за 7-ой ступенью - во 2-ой нерегулируемый отбор на ПВД;

за 12-ой ступенью перед поворотной диафрагмой ЧНД - в 3-ий регулируемый отбор на теплофикацию;

за 14-ой ступенью - в 4-ый нерегулируемый отбор на ПНД(в конденсационных режимах)

Для регенеративного подогрева питательной воды паром из отбора высокого давления установлено два подогревателя высокого давления (ПВД).

ПНД служит для регенеративного подогрева конденсата паром из отбора низкого давления турбины.

Таблица ý1.2- Характеристики ПВД-2а,б
№.	Технические характеристики	Раз-ть		Значение
1.	Тип подогревателя	ПВ-30
2.	Расход подогреваемой воды	т/ч		60.2
3.	Температура входа подогреваемой воды	°С		104
4.	Температура выхода подогреваемой воды	°С		146
5.	Расход греющего пара	т/ч Т/Ч _1		4.76
6.	Давление греющего пара	кгс/см2		4
7.	Температура греющего пара	°С		234
8.	Поверхность нагрева	м2		34
9.	Гидравлическое сопротивление	кгс/см2		0.8
Таблица ý1.3- Характеристики ПНД
№	Технические характеристики		Раз-ть		Значение
1.	Тип подогревателя		ПН-30
2.	Расход подогреваемой воды		т/ч		40
3	Температура входа подогреваемой воды		°С		36
4.	Температура выхода подогреваемой воды		°С		81
5.	Расход греющего пара		т/ч		3.5
6.	Давление греющего пара		кгс/см2		0.6
7.	Температура греющего пара		°С		86
8.	Поверхность нагрева подогревателя		м		32
9.	Гидравлическое сопротивление		кгс/см2		<0.5

Конденсат греющего пара ПВД направляется в деаэратор атмосферного типа, КГП ПНД сливается в конденсатор через конденсатоотводчики, в кондесационных режимах откачивается сливным насосом КС-12-50 в атмосферный деаэратор.

Отработавший пар турбины направляется в конденсатор типа КП-540/2.

Таблица ý1.4 Технические характеристики конденсатора
№	Параметр	Раз-ть	Значен
1	Тип конденсатора	КП-540/2
2	Максимальное кол-во пара, поступающего в конденсатор при температуре охлаждающей воды 20°С на входе в конденсатор	т/ч	22.7
3	Расход охлаждающей воды, т/ч	т/ч	1850
4	Номинальная температура охлаждающей воды.	°С	20
5	Вакуум в конденсаторе, кгс/см2	кгс/см2	-0.95
6	Поверхность охлаждения, м2	м2	540 1
7	Гидравлическое сопротивление водяной части	кгс/см2	0.4

Конденсат отработавшего пара поступает в конденсатосборник, откуда откачивается двумя насосами типа КС-50-55 через две основных ступени эжектора типа 30-30, который предназначен для отсоса воздуха, попавшего в конденсатор с целью поддержания в последнем необходимого разрежения.

1.2 Расчет внутреннего КПД турбины и её частей

Для расчета КПД турбины находим энтальпии пара на пересечении изобар и изотерм в каждой точке по диаграмме h-s. В приложении 2 показан процесс расширения пара в турбине в h-s диаграмме. В точках 2 и 4 происходят потери давления за счет регулирующих диафрагм, а в точке 1 - за счет регулирующего клапана.

Таблица ý1.5 Параметры острого пара и пара в каждом отборе
Наименование	Р, бар	t, оС	hр, кДж/кг	hт, кДж/кг
Острый пар	36	430	3291	3291
Отбор 8-13	13,5	344	3020	3138
Отбор на ПВД	5	290	2890	3044
Теплофикационный отбор	1,27	150	2620	2775
Конденсационный отбор	0,24	64	2310	2616

Внутренний относительный КПД турбины:

(ý1.1)

где: ∆Нт - использованный теплоперепад турбины, кДж/кг. ∆Нт находят как разность между энтальпией острого пара и энтальпией пара на выходе из турбины:

(ý1.2)

∆Нр - располагаемый теплоперепад турбины, кДж/кг. ∆Нр находят как разность между энтальпией острого пара и теоретической энтальпией пара на выходе из турбины:

(ý1.3)

Подставляя значения располагаемых теплоперепадов в формулу(1.1) находим внутренний относительный КПД турбины:

(ý1.4)

Внутренний относительный КПД ЧВД:

,(ý1.5)

где: ∆Нт(ЧВД) - использованный теплоперепад части высокого давления, кДж/кг. ∆Нт(ЧВД) находят как разность между энтальпией острого пара и энтальпией пара в отборе 8-13:

(ý1.6)

∆Нр(ЧВД) - располагаемый теплоперепад части высокого давления, кДж/кг. Находят как разность между энтальпией острого пара и теоретической энтальпией пара в отборе 8-13:

(ý1.7)

Подставляя значения располагаемых теплоперепадов в формулу(1.5) находим внутренний относительный КПД ЧВД:

(ý1.8)

По нормам внутренний относительный КПД ЧВД должен быть:

Внутренний КПД ЧСД:

(ý1.9)

где: ∆Нт(ЧСД) - использованный теплоперепад части среднего давления, кДж/кг. ∆Нт(ЧСД) находят как разность между энтальпией пара в отборе 8-13 и энтальпией пара в теплофикационном отборе:

(ý1.10)

∆Нр(ЧСД) - располагаемый теплоперепад части среднего давления, кДж/кг. Находят как разность между энтальпией пара в отборе 8-13 и теоретической энтальпией пара в теплофикационном отборе:

(ý1.11)

Подставляя значения располагаемых теплоперепадов в формулу(1.8) находим внутренний относительный КПД ЧСД:

(ý1.12)

По нормам внутренний относительный КПД ЧСД должен быть:

Внутренний КПД ЧНД:

(ý1.13)

где: ∆Нт(ЧНД) - использованный теплоперепад части низкого давления, кДж/кг;

∆Нт(ЧНД) находят как разность между энтальпией пара в теплофикационном отборе и энтальпией пара на выходе из турбины:

(ý1.14)

∆Нр(ЧНД) - располагаемый теплоперепад части низкого давления, кДж/кг. Находят как разность между энтальпией пара в теплофикационном отборе и теоретической энтальпией пара на выходе из турбины:

(ý1.15)

Подставляя значения располагаемых теплоперепадов в формулу(1.13) находим внутренний относительный КПД ЧНД:

(ý1.16)

 

1.3     Баланс деаэратора и ПВД

Распределение тепловых потоков пара и воды на подогреватель высокого давления и деаэратор показаны на рис.1.1.

Рисунок ý1.1 Расчетная схема ПВД и деаэратора

1.3.1  Расчет ПВД

Количество тепла, отданное паром второго отбора в ПВД составляет:

(ý1.17)

где: D2- расход греющего пара на подогреватель высокого давления , т/ч;

h2 - энтальпия пара перед входом в ПВД, кДж/кг;

ср - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг∙°С);

t2 - температура выхода конденсируемой воды из ПВД, °С;

η - КПД ПВД;

Количество тепла, полученное питательной водой в ПВД, составляет:

(ý1.18)

где: DD - расход питательной воды, т/ч.

t’ - температура питательной воды на выходе из ПВД, °С;

t’’ - температура питательной воды на входе в ПВД, °С;

Температура питательной воды после деаэратора t=105 oC. Энтальпия питательной воды перед электронасосом питательной воды ЭПН h’аа=440 кДж/кг. Рост энтальпии в насосе можно вычислить по формуле:

(ý1.19)

Температура воды после ЭПН будет:

(ý1.20)

Нагрев питательной воды в насосе составляет:

(ý1.21)

Расход питательной воды находим по формуле:

(ý1.22)

где: Dо - расход свежего пара, т/ч.;

π - процент продувки, равный 3%.

(ý1.23)

Количества тепла отданное паром и полученное питательной водой в ПВД равны:

 = (ý1.24)

Из (1.24) следует, что:

 = (ý1.25)

Подставляя данные, найдем расход пара второго отбора:

(ý1.26)

1.3.2  Расчет деаэратора

Количество тепла воды и пара, входящее в деаэратор:

(ý1.27)

где:D3 - расход греющего пара на деаэратор, т/ч;

h3 - энтальпия пара перед входом в деаэратор из третьего отбора, кДж/кг;- расход греющего пара на подогреватель высокого давления , т/ч;

ср - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг∙°С);

t2 - температура выхода конденсата из ПВД, °С;К - расход конденсата на деаэратор, т/ч;

tК - температура конденсата на входе в деаэратор, °С;Х - восполнение потерь конденсата производственного отбора, т/ч;

tК - температура воды на входе в деаэратор из хим.цеха, °С;

Количество тепла выходящего из деаэратора:

Q = (ý1.28)

где: DD - расход питательной воды, т/ч;

ср - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг∙°С);

tD - температура питательной воды на выходе из деаэратора, °С;

Эти две теплоты между собой равны:

= (ý1.29)

Из (1.29) следует, что:

 (ý1.30)

Рассчитываем расход пара из третьего отбора:

 (ý1.31)

По норме для расхода 40 т/ч пара на турбину tпит.вод.из ПВД=141С, что на 2 С больше температуры питательной воды, выходящей из ПВД. Возможно, теплообмен в ПВД происходит с потерями энергии из-за загрязненных поверхностей.

1.4     Материальный баланс установки

Распределение потоков пара по ступеням турбины показаны на рис.1.2.

Рисунок ý1.2 Распределение потоков пара по ступеням турбины

Элементами схемы являются:- расход свежего пара, G0=41 т/ч.ЧВД - расход пара на входе в часть высокого давления,

GЧВД=G0-Gотсшт-Gпу(ý1.32)

Протечка пара через первую обойму переднего уплотнения турбины и отсос пара из первой камеры переднего уплотнения определены по [1]:отсшт - отсос пара от штоков клапанов, Gотсшт=0,2 т/ч.пу - протечка пара через первую обойму переднего уплотнения, Gпу=0,55 т/ч.

GЧВД=41-0,2-0,55=40,25 т/ч(ý1.33)

GЧСД - Расход пара на входе в часть низкого давления:

GЧСД=GЧВД-Gп(ý1.34)

где: Gп -расход пара на производство, Gп=0,5 т/ч.

GЧСД=40,25-0,5=39,75 т/ч(ý1.35)

G8-12 - Расход пара на ступени 8-12:

G8-12=GЧСД-GПВД+Gотскпу(ý1.36)

ПВД - расход пара на подогреватель высокого давления, GПВД =2,28 т/ч .

Расход пара на отсос из камеры переднего уплотнения:

Gотскпу= 0,7Gпротпу=0,4 т/ч(ý1.37)

-12=39,75-2,28+0,4=37,87 т/ч(ý1.38)

GЧНД - расход пара на входе в часть низкого давления:

GЧНД=Gст13-Gтоб1(ý1.39)

GЧНД=37,87-1,97=35,9 т/ч(ý1.40)

G2 - расход пара в части низкого давления после отбора на подогреватель низкого давления:

G2=Gст13-GПНД(ý1.41)

где GПНД - Расход пара на подогреватель низкого давления: GПНД=0 т/ч.

G2=35,9-0=35,9 т/ч(ý1.42)

G2’ - Расход конденсата на выходе из турбины:

G2’=G2+Gотсшт+упл=37,05 т/ч(ý1.43)

где: Gотсшт+упл - количество пара от штоков клапанов и уплотнений:

отсшт+упл=0,55+0,2+0,4=1,15 т/ч.

G2’=35,9+1,15=37,05 т/ч(ý1.44)

1.5     Расчет внутренней электрической мощности

Внутреннюю мощность подсчитывается по формуле:

, кВт(ý1.45)

где Gвхi - расход пара на входе, т/ч;

 - использованный теплоперепад, ккал/кг;

,86 -коэффициент, переводящий Гкал в 1МВт∙ч.

Внутренняя мощность ЧВД:

(ý1.46)

где GвхЧВД - расход пара на входе в ЧВД, т/ч;

 - использованный теплоперепад в ЧВД, ккал/кг.

(ý1.47)

Внутренние мощности ЧСД:

(ý1.48)

(ý1.49)

где GвхЧСД - расход пара на входе в ЧСД, т/ч;

 - использованный теплоперепад в ЧВД от второго до третьего отбора, ккал/кг;-12ЧСД - расход пара на ступени 8-12, т/ч;

 - использованный теплоперепад в ЧВД на ступенях 8-12, ккал/кг.

(ý1.50)

(ý1.51)

Внутренняя мощность ЧНД:

(ý1.52)

где GвхЧНД - расход пара на входе в ЧНД, т/ч;

 - использованный теплоперепад в ЧНД, ккал/кг.

(ý1.53)

Внутренняя суммарная мощность:

(ý1.54)

1.6     Расход тепла турбоустановки на выработку электроэнергии

Расход тепла находим как сумму теплоты каждой части турбины:

Q=QЧВД+QЧСД+QЧНД+QK = ,(ý1.55)

где: QЧВД - расход тепла ЧВД на выработку электроэнергии;

QЧСД - расход тепла ЧСД на выработку электроэнергии;

QЧНД - расход тепла ЧНД на выработку электроэнергии;

Qк - расход тепла на парообразования;вхЧВД , GвхЧСД , GвхЧНД - расход пара на входе в ЧВД, ЧСД и ЧНД соответственно, т/ч;

, , - использованный теплоперепад в ЧВД, ЧСД и ЧНД соответственно, кДж/кг.

,19 - коэффициент, переводящий Дж в 1 кал.

G’2 - расход конденсата на выходе из турбины, т/ч.

r- удельная теплота парообразования, Мкал/кг; удельную теплоту парообразования находим по давлению в последнем отборе 0,24 бар по [2] и равна 560 Мкал/кг.=(ý1.56)

Удельный расход теплоты брутто:

qтфакт=(ý1.57)тфакт=.(ý1.58)

Удельный расход теплоты брутто по норме: qтнорм=. Большая разность между удельным фактическим расходом тепла и удельным расходом тепла по норме объясняется низким вакуумом в конденсаторе и низким внутренним относительным КПД турбины.

1.7     Расчет температурного напора конденсатора

При Рабс=0,24 кгс/см2 в конденсаторе температура насыщения будет равна ts=63,65 С.

На Рисунок ý1.3 показаны изменения температуры охлаждающей циркулирующей воды из градирни и конденсата из турбины.

Рисунок ý1.3 Температурный напор в конденсаторе

Средний температурный напор в конденсаторе, который отражает совершенство теплообмена, рассчитывается по формуле:

=С(ý1.59)

(ý1.60)

=С(ý1.61)

=С(ý1.62)

Количество тепла, отданное конденсатом циркулирующей воде:

Qцв=кДж/ч (ý1.63)

Высокий температурный напор указывает на загрязнение системы и нарушение работы эжектора.

1.8     Расчет температурного напора в ПВД

При Рабс=4,9 кгс/см2 в ПВД температура насыщения будет равна ts=150 С.

На Рисунок ý1.4 показаны изменения температуры охлаждающей пара из второго отбора турбины и подогреваемой питательной воды.

Рисунок ý1.4 Температурный напор в ПВД

Средний температурный напор в ПВД:

= С(ý1.64)

(ý1.65)

(ý1.66)

= С(ý1.67)

Но норме для ПВД средний температурный напор составляет: С

1.9     Расчет эжектора

На рис.1.5. показана расчетная схема 2-х ступеней эжектора.

Рисунок ý1.5 Расчетная схема эжектора

Для расчета первой и второй ступени эжектора используем формулу энергетического баланса:

(ý1.68)

(ý1.69)

где: GПВС1 - количество паровоздушной смеси на первую ступень эжектора, т/ч;

hПВС1 - энтальпия ПВС перед входом в первую ступень эжектора, кДж/кг;

G’0 - количество острого пара поступающее на первую ступень эжектора, т/ч;

h’0 - энтальпия острого пара перед входом в первую ступень эжектора, кДж/кг;

Gк - расход питательной воды, т/ч;

hК - энтальпия питательной воды перед входом в первую ступень эжектора, кДж/кг;

h - энтальпия конденсируемой воды на выходе из эжектора, кДж/кг;

t’ - температура питательной воды на выходе из первой ступени эжектора, °С;

GПВС2 - количество паровоздушной смеси на вторую ступень эжектора, т/ч;

hПВС2 - энтальпия ПВС перед входом во вторую ступень эжектора, кДж/кг;

G’’0 - количество острого пара поступающее на вторую ступень эжектора, т/ч;

h’’0 - энтальпия острого пара перед входом во вторую ступень эжектора, кДж/кг;

Gк - расход питательной воды, т/ч;

h'К - энтальпия питательной воды перед входом во вторую ступень эжектора, кДж/кг;

h - энтальпия конденсируемой воды на выходе из эжектора, кДж/кг;

t’’ - температура питательной воды на выходе из второй ступени эжектора, °С;

Расход паровоздушной смеси отсасываемой из конденсатора рассчитываем по формуле:

(ý1.70)

где: Gв - расход отсасываемого воздуха в паровоздушной смеси; Gв находим по формуле:

 кг/ч(ý1.71)

где: GК - номинальный расход пара в конденсаторе = 22,7 т/ч;

а - коэффициент, зависящий от плотности вакуумной системы конденсатора: 1-отличная, 2-хорошая, 3,5- посредственная воздушная плотность;

 кг/ч(ý1.72)

Температура отсасываемой смеси t =60 оС, давление насыщенного пара р’’s=0,2 aта.

Давление в месте отсоса: рк=0,24 ата.

Парциальное давление воздуха:

р’’в=р’’k-p’’n=0,24-0,2=0,04 aта(ý1.73)

Количество отсасываемой паровоздушной смеси:

(ý1.74)

Разделим количество ПВС на две ступени эжектора: ,

Количество острого пара подаваемого в эжектор:

(ý1.75)

где: d - диаметр сопла эжектора, мм;

р - давление, ата;

ν - удельный обьем, м3/кг

(ý1.76)

(ý1.77)

Из (1.67) следует, что:

(ý1.78)

(ý1.79)

Из (1.68) следует, что:

(ý1.80)

(ý1.81)

2.  ТУРБОГЕНЕРАТОР ТИПА Р-27-90/1,2

2.1 Краткое описание турбоустановки

Турбина изготовлена ТМЗ г.Свердловск, введена в эксплуатацию в 1960 г и реконструирована на КТЭЦ-1 в 1967 г. с переводом на режим с противодавлением. Турбина после реконструкции имеет параметры, приведенные в Таблице 2.1.

Таблица 2.1- Технические характеристики турбины Р-27-90/1,2
№	Параметр		Разм-ть		Значение
1.	Тип турбины		Р-27-90/1,2
2.	Номинальная мощность		МВт		27
3.	Расход пара максимальный		т/ч		165
4.	Расход пара максимальный с отключенной регенерацией		т/ч		130
5.	Номинальное число оборотов турбины		об/мин		3000
6.	Количество сопловых каналов		шт.		5
7.	Номинальные параметры пара перед стопорным клапаном	давление	кгс/см2		90
		температура	°С		520
8.	Параметры пара на выходе из турбины	давление	кгс/см2		0,01
		температура	°С		105
9.	Критическое число оборотов ротора	Турбины	об/мин	1900
		генератора	об/мин		1600

Турбина по давлению делится на две части:

·        ЧВД(часть высокого давления);

·        ЧСД(часть среднего давления).

Проточная часть низкого давления при реконструкции демонтирована. ЧВД состоит из одновенечной регулирующей ступени и 15 ступеней давления. ЧСД состоит из одновенечной регулирующей ступени и 5 ступеней давления. За 22 ступенью цилиндра установлены 2 глухие диафрагмы с лабиринтовыми уплотнениями. Парораспределение ЧВД турбины сопловое: свежий пар поступает к отдельно стоящему клапану автоматического затвора, откуда по перепускным трубам поступает к 5 регулирующим клапанам диаметром 70 мм. Для работы турбины на перегрузочных режимах предусмотрен байпасный клапан диаметром 125 мм., по которому пар из регулирующей ступени перепускается за 4-ю ступень ЧВД. Регулирующие клапана открываются последовательно один за другим в зависимости от расхода пара.

Турбина имеет 4 нерегулируемых отбора со следующими параметрами:

За 9-ой ступенью:        1-й отбор Р=32 ати, t=435 °C, при полность включенной регенерации;

Р=28 ати, t=435 °C, при полность отключенной регенерации;

За 13-ой ступенью:      2-й отбор Р=19 ати, t=358 °C;

За 16-ой ступенью:      3-й отбор Р=13 ати, t=300 °C;

За 19-ой ступенью:      4-й отбор Р=4 ати, t=220 °C;

Пар после турбины:     Р=1,2 ати, t=105 °C.

Лопаточный аппарат турбины рассчитан на работу при частоте 50±0,5 периодов, что соответствует числу оборотов ротора турбогенератора 3000±30 об/мин. Турбина допускает длительную работу с номинальной мощностью при следующих отклонениях основных параметров от номинальных:

а) при одновременном изменении в любых сочетаниях начальных параметров          свежего пара по давлению в пределах 85ч95 ати и по температуре в пределах 500ч530 °C.

б) при давлении свежего пара до 100 ати и температуре до 530 °C допускаются работа турбины в течении более получаса, причем общая продолжительность работы турбины при этих параметрах не должна превышать 200 часов в год.

Турбина может принимать нагрузку до 28000 кВт. Расход пара в линию противодавления при этом составляет 130 т/ч.

Система регенерации турбины состоит из двух подогревателей высокого давления, подогревателя низкого давления, деаэратора 6 ати ст. №6,7. В тепловую схему турбины включены основные бойлера и ПБ-1,2, после которых конденсат греюего пара поступает через ПНД №3 в деаэратор 6,7.

2.2 Расчет внутреннего КПД турбины и её частей

Для расчета КПД турбины находим энтальпии пара на пересечении изобар и изотерм в каждой точке по диаграмме h-s. В приложении 5 показан процесс расширения пара в турбине в h-s диаграмме.

Таблица ý2.2 Параметры острого пара и пара в каждом отборе
Категория	Р, бар	t, оС	hт, кДж/кг	hр, кДж/кг
Острый пар	85,25	534		3477,4
1 отбор	27,13	400,1		3236,6
2 отбор	17,56	347,7		3137,7
4 отбор	5,24	219,2		2895,7
Отработанный пар	2,27	147,4	2600	2761,6

Внутренний КПД турбины рассчитываем по формуле:

(ý2.1)

где: ∆Нт - использованный теплоперепад турбины, кДж/кг. ∆Нт находят как разность между энтальпией острого пара и энтальпией пара на выходе из турбины:

(ý2.2)

∆Нр - располагаемый теплоперепад турбины, кДж/кг. ∆Нр находят как разность между энтальпией острого пара и теоретической энтальпией пара на выходе из турбины:

(ý2.3)

(ý2.4)

2.3     Материальный баланс установки

Распределение потоков пара показано на приложении 3.

Расход пара на ПВД-5 находим по формуле:

(ý2.5)

где: DD - расход питательной воды, т/ч;

h’ПВД-5 - энтальпия пара перед входом в ПВД-5, кДж/кг;

h’’ПВД-5 - энтальпия пара на выходе из ПВД-5, кДж/кг;

ср - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг∙°С);

t’”D - температура питательной воды на выходе из ПВД-5, °С;

t”D - температура питательной воды на входе в ПВД-5, °С;

Расход питательной воды находим по формуле:

(ý2.6)

где: DK - расход конденсата, т/ч.;

π - процент продувки, равный 3%.

(ý2.7)

Расход пара на ПВД-5 находим по формуле:

(ý2.8)

Энтальпии пара первого отбора перед ПВД-5 находи по диаграмме h-s на пересечении изобар и изотерм.

Расход пара на ПВД-4 находим по формуле:

(ý2.9)

где: DD - расход питательной воды, т/ч;

h’ПВД-4 - энтальпия пара второго отбора на входе в ПВД-4, кДж/кг;

h’’ПВД-4 - энтальпия воды на выходе из ПВД-4, кДж/кг;

h’’ПВД-5 - энтальпия воды на входе в ПВД-4, кДж/кг;

t’D - температура питательной воды на выходе из деаэратора, °С;

t”D - температура питательной воды на входе из ПВД-4, °С;

Энтальпии пара второго отбора перед ПВД-4 находи по диаграмме h-s на пересечении изобар и изотерм. Температура питательной воды в деаэраторе находим как температуру насыщения по давлению в корпусе деаэратора 6 ата.

(ý2.10)

Расчет следующих трех отборов проводим методом последовательных приближений:

1.       Пусть на долю D1 приходится весь пар, что остался после 2-х первых отборов:

(ý2.11)

где D1 - расход отработанного пара, т/ч;

Dо - расход свежего пара, т/ч;

DПВД-4 - расход пара на ПВД-4, т/ч:

DПВД-4 - расход пара на ПВД-4, т/ч.

(ý2.12)

Тогда расход пара на ПНД-3 найдем по формуле:

(ý2.13)

(ý2.14)

где: DПНД-3 - расход пара на ПНД-3, т/ч;

h’ПНД-3 - энтальпия пара перед ПНД-3, кДж/кг;

h’’ПНД-3 - энтальпия сконденсируемого пара после ПНД-3, кДж/кг;

h1’’ - энтальпия воды перед ПНД-3, кДж/кг;

h1’’ - энтальпия воды после ПНД-3, кДж/кг;

(ý2.15)

Рассчитаем расход пара на деаэратор:

(ý2.16)

(ý2.17)

где: DD - расход питательной воды, т/ч;

tD - температура питательной воды после деаэратора, °С;

DД - расход пара на деаэратор, т/ч;

hД - энтальпия пара перед деаэратором, кДж/кг;

(ý2.18)

Посчитаем материальный баланс турбины:

(ý2.19)

(ý2.20)

(ý2.21)

(ý2.22)

Т.к. разность получилась значительной проводим расчет, пока не получим незначительную погрешность.

2.       Пусть на долю D1 приходится весь пар, что остался после 4-х первых отборов, чьи значения берем из предыдущего расчета:

(ý2.23)

(ý2.24)

Тогда расход пара на ПНД-3 найдем по формуле(2.15):

(ý2.25)

Рассчитаем расход пара на деаэратор по формуле(2.17):

(ý2.26)

Расчетный расход свежего пара турбины:

(ý2.27)

(ý2.28)

3.       Пусть на долю D1 приходится весь пар, что остался после 4-х первых отборов, чьи значения берем из второго расчета:

(ý2.29)

Тогда расход пара на ПНД-3 найдем по формуле(2.15):

(ý2.30)

Рассчитаем расход пара на деаэратор по формуле (2.17):

(ý2.31)

Расчетный расход свежего пара турбины:

(ý2.32)

(ý2.33)

Расчет может быть закончен, т.к. погрешность незначительная. В результате расчета было найдено: ; ; .

2.4     Расчет внутренней мощности

Внутреннюю мощность рассчитывается по формуле:

, кВт(ý2.34)

где Gвхi - расход пара на входе, т/ч;

 - использованный теплоперепад, ккал/кг;

,86 -коэффициент переводящий Гкал в 1МВт∙ч.

Внутренняя мощности 1-ого отбора:

(ý2.35)

где G1вх- расход пара на входе турбину, т/ч;

 - использованный теплоперепад до первого отбора, ккал/кг.

(ý2.36)

Внутренние мощности 2-ого отбора:

(ý2.37)

где G2 - расход пара после 1-ого отбора, т/ч;

 - использованный теплоперепад от первого до второго отбора, ккал/кг;

(ý2.38)

Внутренние мощности 3-ого отбора:

(ý2.39)

- расход пара после 1-ого и 2-ого отбора, т/ч;

 - использованный теплоперепад от второго до четвертого отбора, ккал/кг.

(ý2.40)

Внутренняя мощность отбора отработанного пара:

(ý2.41)

где G4 - расход отработанного пара, т/ч;

 - использованный теплоперепад последнего отбора, ккал/кг.

(ý2.42)

Внутренняя суммарная мощность:

(ý2.43)

2.5     Расход тепла турбоустановки на выработку электроэнергии

Расход тепла находим как сумму теплоты каждой части турбины:

Q=Q1+Q1+Q3+ Q4+QK = (ý2.44)

где: Q1 - расход тепла первого отбора на выработку электроэнергии;

Q2 - расход тепла второго отбора на выработку электроэнергии;

Q3 - расход тепла третьего отбора на выработку электроэнергии;

Q4 - расход тепла четвертого отбора на выработку электроэнергии;

QК - расход тепла на парообразования;, G2, G3, G4 - расход пара перед каждым отбором соответственно, т/ч;

, ,, - использованный теплоперепад в каждой часть турбины соответственно, кДж/кг.

,19 - коэффициент, переводящий Дж в 1 кал.

G’2 - расход пара на выходе из турбины, т/ч.

r- удельная теплота парообразования, Мкал/кг; удельную теплоту парообразования находим по давлению в последнем отборе по [2].

Q=(ý2.45)

Удельный расход теплоты брутто:

qтфакт=(ý2.46)тфакт(ý2.47)

ВЫВОДЫ

В результате проведенной работы по турбине ПТ-12-35-10/М было установлено следующее:

1.Удельный расход теплоты брутто на выработку электроэнергии qтфакт=, в то время, как qтнорм=.

2. Внутреннее относительное КПД ЧВД при расходе пара на турбину 41 т/ч составляет 56%, ЧСД - 70%, ЧНД - 58%. Общий КПД турбоустановки составляет 69%.

3. Внутренняя суммарная мощность турбоустановки при расходе пара на турбину 41 т/ч составляет .

.Регенеративный подогрев основного конденсата и питательной воды обеспечивает нагрев питательной воды до 139 оС.

.Работа ПВД характеризуется как удовлетворительная, хотя и имеет несколько высокий температурный напор в 11 оС.

.Конденсационная установка работает менее удовлетворительно, что объясняется, по-видимому, загрязнением системы и нарушение работы эжектора.. Температурный напор конденсатора высокий и составляет 23,65 оС.

В результате проведенной работы по турбине Р-27-90/1,2 установлено:

2. Внутренний относительный КПД турбоустановки составляет 56%.

3. Внутренняя суммарная мощность турбоустановки при расходе пара на турбину 41 т/ч составляет .

.Регенеративный подогрев основного конденсата и питательной воды обеспечивает нагрев питательной воды до 227,8 оС.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1 .Принципиальная схема турбины ПТ-12-35-10М

Приложение 2. Процесс расширения пара по ступеням турбины ПТ-12-35-10М в h-s диаграмме

Приложение 3. Распределение потоков пара по ступеням турбины ПТ-12-35-10М

Приложение 4. Принципиальная схема турбины Р-27-90/1,2

Приложение 5. Процесс расширения пара по ступеням турбины Р-27-90/1,2 в h-s диаграмме