Повышение эффективности работы при использовании разного давления в теплофикационном отборе турбин ПТ 65–12,8 | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 18 декабря, печатный экземпляр отправим 22 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №46 (336) ноябрь 2020 г.

Дата публикации: 14.11.2020

Статья просмотрена: 26 раз

Библиографическое описание:

Пименов, Д. Н. Повышение эффективности работы при использовании разного давления в теплофикационном отборе турбин ПТ 65–12,8 / Д. Н. Пименов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 46 (336). — С. 31-38. — URL: https://moluch.ru/archive/336/75130/ (дата обращения: 08.12.2021).



Одной из проблем низкой эффективности работы теплофикационных турбин является использование коллекторной схемы подогрева сетевой воды, когда задается одно давление в системе, как правило 0,12 МПа, т. к. это связано с подогревом воды в деаэраторах подпитки теплосети. Температуру сетевой воды за группой подогревателей в среднем за отопительный период требуется поддерживать в районе 80–85 градусов. При этом температура насыщения воды при давлении 0,12 МПа составляет 104,78 0 С. Рассмотрим работу двух турбин ПТ 65–12,8 в параллельной работе с одинаковыми тепловыми и электрическими нагрузками.

Вариант 1:

Электрическая нагрузка ТЭЦ 100 МВт; расход сетевой воды через подогреватель 1050 т/ч; температура прямой сетевой воды с ТЭЦ 78,5 0 С, температура обратной сетевой воды 53 0 С, расход промышленному потребителю 60 т/ч.

В таблице 1 представлен поверочный расчёт сетевого подогревателя. При принятых условиях расчёта недогрев составит 13,75 0 С. В таблице 2 представлен сводный расчёт.

Таблица 1

Тепловой расчёт сетевого подогревателя

Проверочный тепловой расчет сетевого водоподогревателя [1]

Численное значение

N пп

Наименование

Обозначение

Ед.изм

Формула или источник информации

Произв.

Модель подогревателя

БО-350м

Тип подогревателя (1 — вертикальный, 2 — горизонтальный)

1

1.

Расчетная температура сетевой воды на входе

°С

Испытания

53

2.

Расчетная температура сетевой воды на выходе

°С

Испытания

91

3.

Расчетный расход сетевой воды

т/ч

Испытания

1050

Недогрев сетевого подогревателя

δt

°С

Задается (подлежит уточнению)

13,57

5.

Температура насыщенного пара

°С

104,57

Давление насыщенного пара

1,21

4.

Тепловая мощность подогревателя

Гкал/ч

Формула (2)

39,90

Расчетное давление сетевой воды

кгс/см 2

Справочник

15

Расчетная потеря напора

м

11,30

Площадь теплообмена

F р

м2

344,0

11.

Площадь сечения трубок одного хода сетевой воды

м2

Паспорт, справочник

0,079374302

Наружный диаметр трубок

d н

м

Паспорт

0,019

19.

Толщина стенки трубок

м

Паспорт

0,00075

Внутренний диаметр трубок

d вн

м

Паспорт

0,0175

20.

Коэффициент теплопроводности материала трубки

ккал/(м·ч·°С)

Справочник

97,163

13.

Длина трубок между двумя соседними перегородками

Паспорт, справочник

1,61

Максимальное количество рядов трубок по вертикали в диаметральном сечении пучка горизонтальных трубок

0

6.

Средне-логарифмическая разность температуры пара и воды

°С

Формула (П3.1)

28,46

7.

Средняя температура сетевой воды

°С

Формула (П3.2)

76,11

10.

Средняя плотность сетевой воды

кг/м3

Справочник

974,8

8.

Температура стенки трубки

°С

Формула (П3.3)

90,3

9.

Скорость сетевой воды в трубках

м/с

Формула (П3.4)

3,770

12.

Величина

Числитель формулы (П3.5)

11 355,9

Величина

Числитель формулы (П3.6)

7 760,4

15.

Величина

м -0,2

Числитель формулы (П3.7)

2 514,7

14.

Расчетный коэффициент теплоотдачи от пара к стенке

ккал/(м2·ч·°С)

5 701,7

— вертикальные подогреватели

Формула (П3.5)

5 701,7

— горизонтальные подогреватели

Формула (П3.6)

-

18.

Расчетный коэффициент теплоотдачи от трубок к сетевой воде

ккал/(м2·ч·°С)

Формула (П3.7)

16 060,6

21.

Расчетный коэффициент теплопередачи

ккал/(м 2 ·ч·°С)

Формула (П3.8)

4 075,5

22.

Расчетная производительность (мощность) подогревателя

Гкал/ч

Формула (П3.9)

39,900

23.

Недогрев сетевого подогревателя

δt

°С

Уточнение

13,57

Таблица 2

Сводная расчёта тепловой схемы ПТ 65–12,8

Исходные данные:

1

Давление пара на входе в турбину

Р0=

13

МПа

2

Температура пара на входе в турбину

t0=

540

⁰С

3

Электромеханический КПД

ƞэм=

0,974731

4

Давление в конденсаторе

Рк=

0,004927

МПа

5

Давление в ПЭН-1

Рпэн1=

8

кгс/см2

6

Давление в ПЭН-2

Рпэн2=

19,5

кгс/см2

7

Давление пара в производственном отборе

Рп=

1,365

МПа

8

Давление пара в теплофикационном отборе

Рт=

0,125069

МПа

9

Мощность турбины

N=

50000

кВт

10

Расход воды в сетевой подогреватель

Gсв=

1050

т/ч

11

Температура воды на входе в сетевой подогреватель

tсв1=

53

⁰С

12

Температура воды на выходе из сетевого подогревателя

tсв2=

91

12

Давление воды в сетевом подогревателе

Рсв=

10

кгс/см2

13

Расход пара на производственный отбор

Dп=

30

т/ч

14

Температра конденсата производственного отбора

tкп=

100

⁰С

5

Давление в деаэраторе

Рд=

6

кгс/см2

16

Относительный КПД ЧВД

0,391346

17

Относительный КПД ЧСД

0,885444

18

Относительный КПД ЧНД

0,681141

Результаты расчета:

1

Расход пара на турбину

D0=

71,09887

кг/с

2

Количество конденсата

Gк=

26,92551

кг/с

3

Удельный расход теплоты на выработку электроэнергии

qэ=

7980,814

кДж/кВт·ч

Поскольку температурный график ТЭЦ в расчёте составлял 78,5/53, а температура воды на выходе из подогревателя составляла 91⁰С, то количество воды, идущее помимо подогревателя, составляло по тепловому балансу:

, т/ч

Суммарный расход сетевой воды на ТЭЦ в рассматриваемом режиме составил 2790,8 т/ч.

Вариант 2:

Электрическая нагрузка ТЭЦ 100 МВт; расход сетевой воды на ТЭЦ 2790,8 т/ч; температура прямой сетевой воды с ТЭЦ 78,5 0 С, температура обратной сетевой воды 53 0 С, расход промышленному потребителю 60 т/ч. В данном режиме одна турбина работает на обще станционный коллектор собственных нужд с таким же давлением в теплофикационном режиме как в варианте 1. Вторая турбина берёт на себя максимальное количество тепловой нагрузки. Распределение пара промышленному потребителю равномерное.

В таблице 3 представлен поверочный расчёт сетевого подогревателя. При принятых условиях расчёта недогрев составит 13,75 0 С. Общий расчёт турбины сведён в таблице 4.

Таблица 3

Расчёт сетевого подогревателя

Проверочный тепловой расчет сетевого водоподогревателя (по МУ 34–70–001–82)

Численное значение

N пп

Наименование

Обозначение

Ед.изм

Формула или источник информации

Произв.

Модель подогревателя

БО-350м

Тип подогревателя (1 — вертикальный, 2 — горизонтальный)

1

1.

Расчетная температура сетевой воды на входе

°С

Испытания

53

2.

Расчетная температура сетевой воды на выходе

°С

Испытания

78,5

3.

Расчетный расход сетевой воды

т/ч

Испытания

1400

Недогрев сетевого подогревателя

δt

°С

Задается (подлежит уточнению)

13,91

5.

Температура насыщенного пара

°С

92,41

Давление насыщенного пара

0,78

4.

Тепловая мощность подогревателя

Гкал/ч

Формула (2)

35,70

Расчетное давление сетевой воды

кгс/см 2

Справочник

15

Расчетная потеря напора

м

11,30

Площадь теплообмена

F р

м2

344,0

11.

Площадь сечения трубок одного хода сетевой воды

м2

Паспорт, справочник

0,079374302

Наружный диаметр трубок

d н

м

Паспорт

0,019

19.

Толщина стенки трубок

м

Паспорт

0,00075

Внутренний диаметр трубок

d вн

м

Паспорт

0,0175

20.

Коэффициент теплопроводности материала трубки

ккал/

(м·ч·°С)

Справочник

97,163

13.

Длина трубок между двумя соседними перегородками

Паспорт, справочник

1,61

Максимальное количество рядов трубок по вертикали в диаметральном сечении пучка горизонтальных трубок

0

6.

Среднелогарифмическая разность температуры пара и воды

°С

Формула (П3.1)

24,49

7.

Средняя температура сетевой воды

°С

Формула (П3.2)

67,92

10.

Средняя плотность сетевой воды

кг/м3

Справочник

979,6

8.

Температура стенки трубки

°С

Формула (П3.3)

80,2

9.

Скорость сетевой воды в трубках

м/с

Формула (П3.4)

5,002

12.

Величина

Числитель формулы (П3.5)

10 935,1

Величина

Числитель формулы (П3.6)

7 517,7

15.

Величина

м -0,2

Числитель формулы (П3.7)

2 399,3

14.

Расчетный коэффициент теплоотдачи от пара к стенке

ккал/(м2·ч·°С)

5 675,0

— вертикальные подогреватели

Формула (П3.5)

5 675,0

— горизонтальные подогреватели

Формула (П3.6)

-

18.

Расчетный коэффициент теплоотдачи от трубок к сетевой воде

ккал/(м2·ч·°С)

Формула (П3.7)

19 214,5

21.

Расчетный коэффициент теплопередачи

ккал/(м 2 ·ч·°С)

Формула (П3.8)

4 237,7

22.

Расчетная производительность (мощность) подогревателя

Гкал/ч

Формула (П3.9)

35,700

23.

Недогрев сетевого подогревателя

δt

°С

Уточнение

13,91

Таблица 4

Сводный расчёт тепловой схемы

Расчет принципиальной тепловой схемы турбины ПТ 65/75–130/13 (режим ПТ)

Исходные данные:

1

Давление пара на входе в турбину

Р0=

13

МПа

2

Температура пара на входе в турбину

t0=

540

⁰С

3

Электромеханический КПД

ƞэм=

0,974730902

4

Давление в конденсаторе

Рк=

0,004926648

МПа

5

Давление в ПЭН-1

Рпэн1=

8

кгс/см2

6

Давление в ПЭН-2

Рпэн2=

19,5

кгс/см2

7

Давление пара в производственном отборе

Рп=

1,365

МПа

8

Давление пара в теплофикационном отборе

Рт=

0,079678011

МПа

9

Мощность турбины

N=

50000

кВт

10

Расход воды в сетевой подогреватель

Gсв=

1400

т/ч

11

Температура воды на входе в сетевой подогреватель

tсв1=

53

⁰С

12

Температура воды на выходе из сетевого подогревателя

tсв2=

78,5

12

Давление воды в сетевом подогревателе

Рсв=

10

кгс/см2

13

Расход пара на производственный отбор

Dп=

30

т/ч

14

Температра конденсата производственного отбора

tкп=

100

⁰С

15

Давление в деаэраторе

Рд=

6

кгс/см2

16

Относительный КПД ЧВД

0,386058123

17

Относительный КПД ЧСД

0,877866545

18

Относительный КПД ЧНД

0,682032016

Результаты расчета:

1

Расход пара на турбину

D0=

69,22267027

кг/с

2

Количество конденсата

Gк=

27,11339134

кг/с

3

Удельный расход теплоты на выработку электроэнергии

qэ=

7989,987762

кДж/кВт·ч

Расход сетевой воды через подогреватель второй турбины составит 933,3 т/ч. Расчёт параметров сетевого подогревателя представлен в таблице 5. В таблице 7 представлен сводный расчёт по турбине.

Таблица 5

Расчёт параметров сетевого подогревателя

Проверочный тепловой расчет сетевого водоподогревателя (по МУ 34–70–001–82)

Численное значение

N пп

Наименование

Обозначение

Ед.изм

Формула или источник информации

Произв.

Модель подогревателя

БО-350м

Тип подогревателя (1-вертикальный, 2-горизонтальный)

1

1.

Расчетная температура сетевой воды на входе

°С

Испытания

53

2.

Расчетная температура сетевой воды на выходе

°С

Испытания

94

3.

Расчетный расход сетевой воды

т/ч

Испытания

865

Недогрев сетевого подогревателя

δt

°С

Задается (подлежит уточнению)

10,59

5.

Температура насыщенного пара

°С

104,59

Давление насыщенного пара

1,22

4.

Тепловая мощность подогревателя

Гкал/ч

Формула (2)

35,47

Расчетное давление сетевой воды

кгс/см 2

Справочник

15

Расчетная потеря напора

м

11,30

Площадь теплообмена

F р

м2

344,0

11.

Площадь сечения трубок одного хода сетевой воды

м2

Паспорт, справочник

0,079374302

Наружный диаметр трубок

d н

м

Паспорт

0,019

19.

Толщина стенки трубок

м

Паспорт

0,00075

Внутренний диаметр трубок

d вн

м

Паспорт

0,0175

20.

Коэффициент теплопроводности материала трубки

ккал/

(м·ч·°С)

Справочник

97,163

13.

Длина трубок между двумя соседними перегородками

Паспорт, справочник

1,61

Максимальное количество рядов трубок по вертикали в диаметральном сечении пучка горизонтальных трубок

0

6.

Средне-логарифмическая разность температуры пара и воды

°С

Формула (П3.1)

25,89

7.

Средняя температура сетевой воды

°С

Формула (П3.2)

78,70

10.

Средняя плотность сетевой воды

кг/м3

Справочник

973,2

8.

Температура стенки трубки

°С

Формула (П3.3)

91,6

9.

Скорость сетевой воды в трубках

м/с

Формула (П3.4)

3,110

12.

Величина

Числитель формулы (П3.5)

11 356,4

Величина

Числитель формулы (П3.6)

7 760,7

15.

Величина

м -0,2

Числитель формулы (П3.7)

2 550,0

14.

Расчетный коэффициент теплоотдачи от пара к стенке

ккал/(м2·ч·°С)

5 822,1

— вертикальные подогреватели

Формула (П3.5)

5 822,1

— горизонтальные подогреватели

Формула (П3.6)

-

18.

Расчетный коэффициент теплоотдачи от трубок к сетевой воде

ккал/(м2·ч·°С)

Формула (П3.7)

13 965,4

21.

Расчетный коэффициент теплопередачи

ккал/(м 2 ·ч·°С)

Формула (П3.8)

3 982,7

22.

Расчетная производительность (мощность) подогревателя

Гкал/ч

Формула (П3.9)

35,465

23.

Недогрев сетевого подогревателя

δt

°С

Уточнение

10,59

Таблица 6

Сводный расчёт по турбине

1

Давление пара на входе в турбину

Р0=

13

МПа

2

Температура пара на входе в турбину

t0=

540

⁰С

3

Электромеханический КПД

ƞэм=

0,974731

4

Давление в конденсаторе

Рк=

0,004927

МПа

5

Давление в ПЭН-1

Рпэн1=

8

кгс/см2

6

Давление в ПЭН-2

Рпэн2=

19,5

кгс/см2

7

Давление пара в производственном отборе

Рп=

1,365

МПа

8

Давление пара в теплофикационном отборе

Рт=

0,138662

МПа

9

Мощность турбины

N=

50000

кВт

10

Расход воды в сетевой подогреватель

Gсв=

865

т/ч

11

Температура воды на входе в сетевой подогреватель

tсв1=

53

⁰С

12

Температура воды на выходе из сетевого подогревателя

tсв2=

94

12

Давление воды в сетевом подогревателе

Рсв=

10

кгс/см2

13

Расход пара на производственный отбор

Dп=

30

т/ч

14

Температра конденсата производственного отбора

tкп=

100

⁰С

15

Давление в деаэраторе

Рд=

6

кгс/см2

16

Относительный КПД ЧВД

0,390213

17

Относительный КПД ЧСД

0,883802

18

Относительный КПД ЧНД

0,689815

Результаты расчета:

1

Расход пара на турбину

D0=

70,69242

кг/с

2

Количество конденсата

Gк=

28,76872

кг/с

3

Удельный расход теплоты на выработку электроэнергии

qэ=

8275,187

кДж/кВт·ч

Изменение по расходу топлива можно определить по изменению расхода пара, т. к. они находятся в прямо пропорциональной зависимости, т. к. температура питательной воды была не изменой и составляла 211,48 0 С. В первом случае при работе на коллектор расход пара составил 142,18 кг/с, тогда как при работе по независимой схеме расход пара составил 139,91. Изменение составило всего 1,6 %.

Таким образом, перерасход топлива от использования общеколлекторной схемы подогрева сетевой воды составляет 2 %.

Литература:

  1. МУ 34–70–001–82. Методические указания по испытанию сетевых подогревателей. М.: СПО Союзтехэнерго, 1982.
Основные термины (генерируются автоматически): сетевая вода, сетевой подогреватель, формула, давление пара, относительный КПД, производственный отбор, числитель формулы, расход пара, температура воды, расчетная температура.


Задать вопрос