3.1. Расчет сетевой подогревательной установки.

Тепловая нагрузка потребителя (Q_т) обеспечивается тепловой мощностью сетевых подогревателей (Q_отб) и пиковых водогрейных котлов (Q_пвк)

Q_т=309,4 МВт

Q_отб=α_тэц* Q_т=0,6*309,4=185,64 МВт

Q_пвк= Q_т – Q_отб=309,4-185,64=123,76 МВт

Расход сетевой воды G_св определяется из уравнения теплового баланса

Q_т= G_св*С_в*(τ_п- τ_о),

где С_в = 4,19 кДж/кг – удельная теплоемкость воды,

кг/с

Температуры сетевой воды после сетевых подогревателей принимаются с учетом недогрева конденсата (дренажей) пара соответствующего отбора на СП на 5 ºС. Таким образом: t′_тэц= t^(s)₀₁-5

t′′_тэц= t^(s)₀₂-5,

где t^(s)₀₁ – температура насыщения при давлении пара р₀₁ в отборе,

t^(s)₀₂ - температура насыщения при давлении пара р₀₂ в отборе.

Из термодинамических таблиц находим:

р₀₁= р₇ =0,095 МПа→ t^(s)₀₁=98,2 ºС→i₀₁=2673 кДж/кг,

р₀₂= р₆ =0,221 МПа→ t^(s)₀₁=123 ºС→i₀₂=2711 кДж/кг.

t′_тэц=98,2-5=93,2 ºС

t′′_тэц=123-5=118 ºС

Для учета потерь теплоты с поверхности изоляции подогревателя вводится КПД подогревателя (коэффициент удержания теплоты) η_п =0,98, с учетом которого уравнения теплового баланса для каждого подогревателя выглядят следующим образом:

D_сп1*(i₀₁- i′₀₁)* η_п= G_св*С_в*(t′_тэц- τ_о)

D_сп2*(i₀₂- i′₀₂)* η_п= G_св*С_в*(t′′_тэц- t′_тэц )

где i₀₁, i₀₂ – энтальпии пара в теплофикационных отборах, определяемые в процессе расширения пара в турбине, кДж/кг,

i′₀₁, i′₀₂ – энтальпии конденсата на линии насыщения при соответствующих давлениях пара в отборе, кДж/кг,

i′₀₁=411,5 кДж/кг

i′₀₂ =518,8 кДж/кг

Из этих уравнений можно определить расход пара на сетевые подогреватели

нижней ступени:

кг/с,

верхней ступени:

кг/с,

Тепловая нагрузка подогревателей:

Q_сп1= G_св*С_в*(t′_тэц- τ_о)/1000=923,03*4,19*(93,2-70)/1000=89,7 МВт

Q_сп2= G_св*С_в*( t′′_тэц- t′_тэц)/1000=923,03*4,19*(118-93,2)/1000=95,9 МВт

Q_отб= Q_сп1+ Q_сп2=89,7+95,9=185,6 МВт

3.2. Определение предварительного расхода пара на турбину

Коэффициент недовыработки мощности отопительных отборов:

где Н_i – использованный теплоперепад в турбине (Н_i =i₁-i_к), кДж/кг,

h₇= i₁-i₇, h₆= i₁-i₆

Оцениваем расход пара на турбину:

D_т=К_рег*(N_э/ Н_i*η_эм+у_от1* D_сп1 + у_от1* D_сп2)

Задаемся коэффициентом регенерации К_рег=1,15

η_эм - электромеханический КПД

D_т=1,15*(100*10³/1240*0,98+0,28*40,5+0,37*44,6)=126,6 кг/с

3.3. Расчет расширителя непрерывной продувки

Для снижения материальных и тепловых потерь с продувочной водой для котлов с естественной циркуляцией предусматривается установка расширителя (сепаратора) непрерывной продувки и охладителя продувки.

Расширитель продувки представляет собой цилиндрический сосуд, в который вводится продувочная вода, имеющая высокую температуру, равную температуре кипения в котле при рабочем давлении пара. С помощью редуктора (дроссельного клапана, набора шайб) давление р_рнп1 в расширителе поддерживается значительно меньшее давление пара, чем в паровом котле. При этом давлении продувочная вода оказывается перегретой по отношению к температуре кипения, соответствующей давлению в расширителе. В результате поступающая в расширитель продувочная вода будет вскипать, выделяя пар, эквивалентный разности энтальпий (i_пр-i′′_р)

Растворимые примеси, содержащиеся в продувочной воде, в образующийся пар почти не переходят, поэтому этот пар может использоваться в тепловой схеме станции в регенеративных подогревателях, включая деаэратор.

Тепловой баланс расширителя:

G_пр*i_пр*η_п= G_др* i′_р+ D_р* i′′_р

Материальный баланс расширителя:

G_пр= G_др+ D_р

где G_пр – расход продувочной воды

G_др – оставшийся концентрат (дренаж) продувочной воды

D_р – количество образовавшегося пара

η_п – коэффициент удержания теплоты, учитывающий потери через стенки.

Производительность парогенератора:

D_пг= D_т+ D^ко_сн=(1+α^ко_сн)* D_т=1,52+126,6=128,12 кг/с

где D^ко_сн – расход пара на собственные нужды котельного отделения,

α^ко_сн – коэффициент расхода пара на собственные нужды котельного отделения.

D^ко_сн=0,012* D_т=1,52кг/с.

Расход питательной воды

G_пв = D_пг+ G_пр=(1+α_пр)* D_пг =1,015*128,12=130 кг/с

где α_пр – коэффициент продувки парогенератора

Расход продувочной воды

G_пр= α_пр * G_пв=0,015*130=1,95 кг/с,

Выпар из первой ступени:

кг/с, где i_пр – энтальпия воды в барабане парогенератора при р_б=13,8 МПа,

i′_р1 - энтальпия продувочной воды, сливаемой из 1-ой ступени

i′′_р1 - энтальпия пара, образовавшегося в 1-ой ступени

G_др1= G_пр-D_р1=1,95-0,81=1,14 кг/с

Выпар из второй ступени:

кг/с,

где i′_р2 - энтальпия продувочной воды, сливаемой из 2-ой ступени

i′′_р2 - энтальпия пара, образовавшегося в 2-ой ступени

G_др2= G_др1-D_др2=1,14-0,08=1,06 кг/с.

Дренаж (концентрат) G_др расширителя имеет высокую температуру; это позволяет использовать его теплоту в охладителе продувки (ОП). ОП – это водоводяной теплообменник. На ТЭС в ОП подогревается химически очищенная вода, а сам ОП в этом случае называется подогреватель химически очищенной воды. Расчет подогревателя ХОВ сводится к определению температуры ХОВ на выходе из подогревателя (t″_хов)

Основу расчета составляет уравнение теплового баланса подогревателя:

G_др2*( i′_р2 – i_сл)*η_п= G_хов*( t″_хов- t′_хов)*С_р,

Расход ХОВ (добавочной):

G_хов= G_доб= D_ут+ D^ко_сн+ G_др2

где D_ут=0,02* D_т=0,02*126,6=2,53 кг/с,

G_хов=2,53+1,52+1,06=5,11кг/с

Принимаем недогрев воды в подогревателе ∆t=5 ºС

t″_хов= t_сл-∆t t_сл= t″_хов+∆t

t″_хов=44,6 ºС