Реферат Розрахунок теплової частини ТЕЦ

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 11.11.2024

Міністерство освіти України

Вінницький державний технічний університет

Кафедра теплоенергетики і газопостачання

Курсова робота

з дисципліни

"Теплоенергетичне устаткування"

Тема: “Розрахунок теплової схеми і устаткування блоку 3
00
МВт”

Студент групи 2ЕСі-95 Іванько М.М.

Керівник роботи: доцент Головченко О.М.

Робота на 53 сторінках

Захищена в 1998 р. з оцінкою

Залікова книжка № 950200

Реєстраційний номер

м. Вінниця, 1998 р.
Зміст

Зміст. 2

1.     ЗАВДАННЯ.. 6

2.    Розрахунок процесу розширення пари в турбіні 9

3.    Розрахунок термодинамічних параметрів підігрівників живильної та сітьової води.. 12

4.    Тепловий розрахунок теплофікаційної установки.. 14

5.    Визначення витрат пари на підігрівники живильної води.. 18

6.    Тепловий розрахунок турбоприводу живильного насосу. 29

7.    Визначення потужності турбіни та електричного генератора. 31

8.    Визначення техніко-економічних показників блоку. 34

9.    Конструкторські та гідравлічні розрахунки бойлерів ТФУ.. 36

10.      Розрахунок конденсаційної установки.. 47

11.      Додаток. 51

12.      Висновки.. 62

13.      Список використаної літератури.. 65

Вступ

Об’єднана енергосистема України стоїть в одному ряду з найбільш потужними енергосистемами промислово розвинутих країн. Встановлена потужність всіх електростанцій України складає 54,2 млн. кВт, з яких частка теплових електростанцій Міненерго – 59%.

Всього на Україні експлуатується 104 енергоблоки, значна частина яких працює вже більш як 30 років, що суттєво перевищує прийняту в світовій практиці межу фізичного та морального зносу.

Використання палива непроектної якості, велика кількість пусків, низьке середнє навантаження енергоблоків призводить до зростання долі електроенергії, що використовується на власні потреби ТЕС. У зв’язку з цим в 1996 році вони в ряді випадків на 30 – 45% перевищували проектні значення.

На збільшення витрат палива впливає також вимушене зменшення обсягів капітальних ремонтів, зумовлене браком коштів через кризу неплатежів за вироблену енергію.

Вказані фактори призвели до абсолютного підвищення питомих витрат умовного палива на відпуск у 1996 році електричної енергії на 18,9 г/кВт×г і теплової на 4,5 кг/Гкал порівняно з 1900 роком. Якщо порівнювати з 1995 роком, то в 1996 році мало місце незначне зростання питомих витрат на виробництво електроенергії – на 0,7 г/кВт×г, а по тепловій енергії питомі витрати знизилися на 0,4 кг/Гкал. До цього слід додати, що питомі витрати палива загалом на електростанціях Міненерго України не перевищують нормативних показників і, порівняно з ними, в 1996 році досягнуто економії у 81,3 тис. т.у.п.

Щодо електричних мереж, то в останні роки наявна тенденція до зростання технологічних витрат електроенергії (ТВЕ) на її транспортування. Так, для Міненерго України у 1996 році, порівняно з 1995 роком, вони зросли на 1,29% і склали 13,32%.

Основними причинами зростання ТВЕ є:

- зміна структури електроспоживання за рахунок зменшення частини споживачів, безпосередньо приєднаних до мереж напругою 110 кВ і вище та зменшення транзитних перетоків по магістральних мережах;

- підвищення комерційної складової витрат за рахунок значної кількості пільгових категорій споживачів, крадіжок та несплаченої частини електроенергії;

- вимушеної роботи в неоптимальних режимах, що пов’язане з обмеженням електроспоживання в години максимальних навантажень;

- погіршенням технічного стану електричних мереж внаслідок зменшення обсягів капремонту, реконструкції та заміни спрацьованого обладнання.

Для подальшого зменшення питомих витрат на виробництво і транспортування енергії на підприємствах Міненерго проводиться цілеспрямована робота щодо енергозбереження та підвищення ефективності роботи енергообладнання.

У цьому напрямі загалом Міненерго зроблено:

- розроблено і затверджено “Основні заходи щодо забезпечення енергозбереження в галузі у 1997 році”;

- розроблено і затверджено “Концепцію розвитку автоматизованих систем обліку електроенергії в умовах енергоринку”;

- розроблено “Галузеву програму заходів з енергозбереження на період до 2000 року”.

Урядом України прийнята Національна енергетична програма на період до 2010 року, якою передбачена широкомасштабна реконструкція та технічне переозброєння діючих енергетичних об’єктів з впровадженням нової техніки та прогресивних технологій. Загальна сума на здійснення такої програми визначається 9 млрд. дол. США.

Серед найважливіших проектів, які мають бути реалізовані в найближчий час, слід назвати:

- впровадження блоку 125 МВт з котлом циркулюючого киплячого шару на Луганській ТЕС;

- реалізація пілотного проекту реабілітації вугільних ТЕС із застосуванням аркових топок (блок № 8 Зміївської ТЕС);

- реконструкція блоків 800 МВт Вуглегірської ТЕС шляхом впровадження газотурбінної надбудови та ряд інших.

У співпраці зі Світовим Банком проробляються проекти реконструкції енергоблоків № 6, 7, 8 Криворізької ТЕС та завершення будівництва Дністровської ГАЕС. Окремими проектами планується розв’язання питань, пов’язаних з охороною навколишнього середовища та енергозбереженням. [З доповіді Ю.Улітіча на 2-ій міжнародній науково-практичній конференції “Управління енерговикористанням” 3-6 червня 1997 р.].

Затверджено

Зав. кафедрою ТЕГ

Ткаченко С.Й.

1. ЗАВДАННЯ

Розрахувати теплову схему блоку ТЕС 300 МВт та визначити головні конструктивні характеристики ТФУ.

1.     Розрахунок процесу розширення пари в турбіні.

2.     Розрахунок термодинамічних параметрів підігрівників живильної та сітьової води.

3.     Тепловий розрахунок теплофікаційної установки.

4.     Визначення витрат пари на підігрівники живильної води.

5.     Тепловий розрахунок трубопроводу живильного насосу.

6.     Визначення потужності турбіни та електричного генератора.

7.     Визначення техніко-економічних показників блоку.

8.     Конструкторські та гідравлічні розрахунки бойлерів ТФУ.

9.     Розрахунок конденсаційної установки.
Чисельні характеристики завдання наведені в таблиці 1.

Таблиця 1.

K_G	P_пг, Мпа	T_пг°C	t_пп°C	P_к кПа	Q_тфу, МВт
1	29	600	600	3	15

Дата захисту: до 6 грудня 1998 року.

Завдання видав: ________ Головченко О.М.

Завдання прийняв: _________ Іванько М.М.

Дата: 24 вересня 1998 року.

Початкові дані:

h_цвт = 0.81;

h_цст = 0.9;

h_цнт = 0.84;

h_жн = 0.75;

h_мех = 0.98;

h_муфти= 0.98;

h_тжн= 0.8;

h_г= 0.99;

h_сн= 0.96;

h_пг= 0.91;

h_тр= 0.98.

Dt₃= Dt₄= Dt₅= Dt₆= 3°C;

Dt₇=Dt₈= Dt₉ =1°C.

x₀= x₁= x₂= x₃= 0,05.

x₄= x₅= x₆= x₇= x₈= x₉= 0,08.

P₀= 0.95×P_пг= 0.95·29 = 27,55 МПа;

P₁ = 0.235×P₀= 0.235·27,55 = 6,47 МПа;

= P₂ = 0.1666×P₀ = 0.1666·27,55 = 4,589 МПа;

P₃= 0.0071×P₀= 0.0071·27,55 = 1,85 МПа;

P₄= 0.0271×P₀= 0.0271·27,55 = 0,75 МПа;

P₅= 0.015×P₀= 0.015·27,55 = 0,41 МПа;

P_пп= 0,9×= 0,9×4,589 = 4,13 МПа;

= P₆= 0.009583×P₀= 0.009583×27,55 = 0,26 МПа;

P₇= 0.00471×P₀= 0.00471×27,55 = 0,13 МПа;

= P_к= 3 кПа;

G_пг = K_G×264 = 1×264 = 264 кг/с.

2. Розрахунок процесу розширення пари в турбіні

Рис. 3. Процес розширення пари в турбіні.

Для циліндра високого тиску:

i₀= 3450 кДж/кг;

=2930 кДж/кг;

= i₀ – = 3450 – 2930 = 520 кДж/кг;

=·h_цвт= 520·0,81 = 421,2 кДж/кг;

= i₀ – = 3450 – 421,2 = 3028,8 кДж/кг;

i₁= 3100 кДж/кг;

i₂= = 3028,8 кДж/кг.

Для циліндра середнього тиску:

i_пп= 3670 кДж/кг;

= 2860 кДж/кг;

= i₀ – = 3670 – 2860 = 810 кДж/кг;

=·h_цcт= 810·0,9 = 729 кДж/кг;

= i_пп – = 3670 – 729 = 2941 кДж/кг;

i₃= 3430 кДж/кг;

i₄= 3190 кДж/кг;

i₅= 3040 кДж/кг;

i₆= = 2941 кДж/кг.

Для циліндра низького тиску:

= 2230 кДж/кг;

= – = 2941 – 2230 = 711 кДж/кг;

=·h_цнт= 711·0,84 = 597,24 кДж/кг;

= – = 2941 – 597,24 = 2343,76 кДж/кг;

i₇= 2820 кДж/кг;

i₈= 2730 кДж/кг;

i₉= 2610 кДж/кг.

3. Розрахунок термодинамічних параметрів підігрівників живильної та сітьової води

Тиск пари у відборах:                                Температура пари у відборах:

P_i’ = (1 - x_i)×P_i;                                            t_i’ = f (P_i’) = °C.

P₁’ = 0,95 ×6,47 = 6,1465 МПа;          t₁’ = f (P₁’) = 280°C;

P₂’ = 0,95 ×4,589 = 4,35955 МПа;                t₂’ = f (P₂’) = 255°C;

P₃’ = 0,95 ×1,85 = 1,7575 МПа;          t₃’ = f (P₃’) = 210°C;

P₄’ = 0,92 ×0,75 = 0,69 МПа;                       t₄’ = f (P₄’) = 165°C;

P₅’ = 0,92 ×0,41 = 0,3772 МПа;          t₅’ = f (P₅’) = 140°C;

P₆’ = 0,92 ×0,26 = 0,239 МПа;                      t₆’ = f (P₆’) = 125°C;

P₇’ = 0,92 ×0,13 = 0,1196 МПа;          t₇’ = f (P₇’) = 105°C;

P₈’ = 0,92 ×0,07 = 0,0644 МПа;          t₈’ = f (P₈’) = 85°C;

P₉’ = 0,92 ×0,03 = 0,0276 МПа.          t₉’ = f (P₉’) = 65°C.

Ентальпії пари у відборах (знайдені в п.3):

i₁ = 3100 кДж/кг;

i₂ = 3030 кДж/кг;

i₃ = 3430 кДж/кг;

i₄ = 3190 кДж/кг;

i₅ = 3040 кДж/кг;

i₆ = 2940 кДж/кг;

i₇ = 2820 кДж/кг;

i₈ = 2730 кДж/кг;

i₉ = 2610 кДж/кг.

4. Тепловий розрахунок теплофікаційної установки

Дано:

t_осв=70°C

t_псв==150°C

=73°C

=120°C

Приймаємо:

t'_пб= t'₄= 165°C

t'_об= t'₆= 125°C

= i₄= 3190 кДж/кг

= i₆= 2940 кДж/кг

Визначимо витрату сітьової води:

G_СВ =
Q
_тфу
×
10³/(
Cp
_В
(
t
_ПСВ
–
t
_ОСВ
)) = 15
×
10³/(4,2
×
(150 – 70)) = 44,643 кг/с.

а). Визначення витрати пари на ПБ.

= С_pв·= 4.2×120 = 504 кДж/кг;

= i_псв= С_pв·t_псв= 4.2×150 = 630 кДж/кг;

= С_pв·t'_пб= 4.2×165 = 693 кДж/кг.

Рівняння теплового балансу:

G
_СВ

×
i
^ОБ
_ВВ
+
G
^ПБ
_П

×
i
^ПСВ
₄
=
G
_СВ

×
i
^ПБ
_ВВ
+
G
^ПБ
_ДР

×
i
^ПБ
_ДР
;

G
^ПБ
_П
=
G
^ПБ
_ДР
.

G^ПБ_П = G^ПБ_ДР = (
G
_СВ

×
i
^ПБ
_ВВ
-
G
_СВ

×
i
^ОБ
_ВВ
)/(
i
^ПСВ
₄
-
i
^ПБ
_ДР
) =

= (44,643
×
630 - 44,643
×
504)/(3190 - 693) = 2,253 кг/с.

б). Визначення витрати пари на ОБ.

=С_pв·= 4.2·73 = 306.6 кДж/кг;

= С_pв·t'_об= 4.2·125 = 525 кДж/кг.

Рівняння теплового балансу:

G
_СВ

×
i
^ОД
_ВВ
+
G
^ОБ
_П

×
i
₆
+
G
^ПБ
_ДР

×
i
^ПБ
_ДР
=
G
_СВ

×
i
^ОБ
_ВВ
+
G
^ОБ
_ДР

×
i
^ОБ
_ДР
;

G
^ОБ
_ДР
=
G
^ПБ
_ДР
+
G
^ОБ
_П
.

G^ОБ_ДР = [
G
_СВ
×
(
i
^ОБ
_ВВ
-
i
^ОД
_ВВ
) +
G
^ПБ
_ДР
×
(
i
₆
-
i
^ПБ
_ДР
)] / (
i
₆
-
i
^ОБ
_ДР
) =

= [44,643
×
(504 – 306,6) + 2,253
×
(2941 - 693)] / (2941 - 525) = 5,744 кг/с.

G^ОБ_П =
G
^ОБ
_ДР
-
G
^ПБ
_ДР
= 5,744 - 2,253 = 3,491 кг/с.

Визначимо ентальпію дренажу з охолодника дренажу.

i_осв= С
_pв·
t_осв= 4.2·70 = 294 кДж/кг.

Складаємо рівняння теплового балансу:

G_СВ
×
i_ОСВ +
G^ОБ_ДР
×
i^ОБ_ДР =
G_СВ
×
i^ОД_ВВ +
G^ОД_ДР
×
i^ОД_ДР;

G^ОД_ДР =
G^ОБ_ДР.

i^ОД_ДР = (
G_СВ
×(
i_ОСВ -
i^ОД_ВВ) +
G^ОБ_ДР
×
i^ОБ_ДР)/
G^ОД_ДР =

= (44,643
×(294 – 306,6) + 5,744
×525)/ 5,744 = 427,071 кДж/кг.

t^ОД_ДР = i^ОД_ДР / 4,2 = 101,7°C.

5. Визначення витрат пари на підігрівники живильної води

G_ПГ = K_G ×264 = 1×264 = 264 кг/с.

Знайдемо ентальпії живильної води та дренажу.

i^(10-К)_ДР = 4,2 ×t_К’, кДж.                       t^К_ВВ = t_(10-К)’ - Dt_К, °C.

i⁹_ДР = 4,2 ×280 = 1176 кДж;                t⁹_ВВ = 280 - 1 = 279° C;

i⁸_ДР = 4,2 ×255 = 1071 кДж;                t⁸_ВВ = 255 - 1 = 254° C;

i⁷_ДР = 4,2 ×210 = 882 кДж;                  t⁷_ВВ = 210 - 1 = 209°C;

i⁶_ДР = 4,2 ×165 = 693 кДж;                  t⁶_ВВ = 165 - 3 = 162°C;

i⁵_ДР = 4,2 ×140 = 588 кДж;                  t⁵_ВВ = 140 - 3 = 137°C;

i⁴_ДР = 4,2 ×125 = 525 кДж;                  t⁴_ВВ = 125 - 3 = 122°C;

i³_ДР = 4,2 ×105 = 441 кДж;                  t³_ВВ = 105 - 3 = 102°C;

i²_ДР = 4,2 ×85 = 357 кДж;                    t²_ВВ = 85 - 0 = 85°C;

i¹_ДР = 4,2 ×65 = 273 кДж.                    t¹_ВВ = 65 - 0 = 65°C.

i_ВВК = 4,2 ×t^К_ВВ, кДж.

i¹_ВВ = 4,2 ×65 = 273 кДж;

i²_ВВ = 4,2 ×85 = 357 кДж;

i³_ВВ = 4,2 ×102 = 428,4 кДж;

i⁴_ВВ = 4,2 ×122 = 512,4 кДж;

i⁵_ВВ = 4,2 ×137 = 575,4 кДж;

i⁶_ВВ = 4,2 ×162 = 680,4 кДж;

i⁷_ВВ = 4,2 ×209 = 877,8 кДж;

i⁸_ВВ = 4,2 ×254 = 1066,8 кДж;

i⁹_ВВ = 4,2 ×279 = 1171,8 кДж.

Температура пари в конденсаторі:

t’_К = f (P_К) = 26°C;                  i’_К = i_В1 = 4,2 ×t’_К = 109,2 кДж/кг.

Перша (нульова) ітерація

Приймаємо витрати пари у відборах турбіни по 10 кг/с:

G_П10 = G_П20 = G_П30 = G_П40 = G_П50 = G_П60 = G_П70 = G_П80 = G_П90 = 10 кг/с.

Витрата конденсату з конденсатора:

G_К = G_В1 = G_ПГ – (+G_ДР^ОД) = 264 – (90 + 5,744) = 168,256 кг/с.

G_ВВ2 = G_ВВ3 = G_ВВ4 = G_ВВ5 = G_ВВ6 = G_ВВ7 = G_ВВ8 = G_ВВ9 = G_ПГ = 264 кг/с.

Складаємо рівняння теплового балансу для кожного підігрівника і знаходимо витрати пари на підігрівники.

Перший підігрівник

G_ВВ1 = G_К + G_П10 = 168,256 + 10 = 178,256 кг/с.

G_В1 ×i_В1 + G_П9 ×i_П9 = G_ВВ1 ×i_ВВ1;

G_П11= G_П9 = (G_ВВ1 ×i_ВВ1 - G_В1 ×i_В1)/ i_П9 =

= (178,256×273 - 168,256×109,2)/ 2610 = 11,606 кг/с.

Другий підігрівник

G_В11 ×i_В11 + G_П8 ×i_П8 + G^ОД_ДР ×i^ОД_ДР + G³_ДР ×i³_ДР = G_ВВ2 ×i_ВВ2;

G_П21 = G_П8 = (G_ВВ2 ×i_ВВ2 - G_ВВ1 ×i_ВВ1 - G^ОД_ДР ×i^ОД_ДР - G³_ДР ×i³_ДР)/ i_П8 =

= (264×357 - 178,256×273 – 5,744×427,071 - 70×441)/ 2730 = 4,491 кг/с.

Третій підігрівник

G_П7 ×i_П7 + G_ВВ2 ×i_ВВ2 + G⁴_ДР ×i⁴_ДР = G_ВВ3 ×i_ВВ3 + G³_ДР ×i³_ДР;

G_П31 = G_П7 = (G_ВВ3 ×i_ВВ3 - G_ВВ2 ×i_ВВ2 – G⁴_ДР ×i⁴_ДР + G³_ДР ×i³_ДР)/ i_П7 =

= (264×428,4 - 264×357 – 60×525 + 70×441)/ 2820 = 6,461 кг/с.

Четвертий підігрівник

G_П6 ×i_П6 + G_ВВ3 ×i_ВВ3 + G⁵_ДР ×i⁵_ДР = G_ВВ4 ×i_ВВ4 + G⁴_ДР ×i⁴_ДР;

G_П41 = G_П6 = (G_ВВ4 ×i_ВВ4 - G_ВВ3 ×i_ВВ3 – G⁵_ДР ×i⁵_ДР + G⁴_ДР ×i⁴_ДР)/ i_П6 =

= (264×512,4 - 264×428,4 - 50×588 + 60×525)/ 2940 = 8,257 кг/с.

П’ятий підігрівник

G_П5 ×i_П5 + G_ВВ4 ×i_ВВ4 + G⁶_ДР ×i⁶_ДР = G_ВВ5 ×i_ВВ5 + G⁵_ДР ×i⁵_ДР;

G_П51 = G_П5 = (G_ВВ5 ×i_ВВ5 - G_ВВ4 ×i_ВВ4 - G⁶_ДР ×i⁶_ДР + G⁵_ДР ×i⁵_ДР)/ i_П5 =

= (264×575,4 - 264×512,4 - 40×693 + 50×588)/ 3040 = 6,024 кг/с.

Шостий підігрівник

G_П4 ×i_П4 + G_ВВ5 ×i_ВВ5 + G⁷_ДР ×i⁷_ДР = G_ВВ6 ×i_ВВ6 + G⁶_ДР ×i⁶_ДР;

G_П61 = G_П4 = (G_ВВ6 ×i_ВВ6 - G_ВВ5 ×i_ВВ5 – G⁷_ДР ×i⁷_ДР + G⁶_ДР ×i⁶_ДР)/ i_П4 =

= (264×680,4 - 264×575,4 - 30×882 + 40×693)/ 3190 = 9,085 кг/с.

Сьомий підігрівник

G_П3 ×i_П3 + G_ВВ6 ×i_ВВ6 + G⁸_ДР ×i⁸_ДР = G_ВВ7 ×i_ВВ7 + G⁷_ДР ×i⁷_ДР;

G_П71 = G_П3 = (G_ВВ7 ×i_ВВ7 - G_ВВ6 ×i_ВВ6 – G⁸_ДР ×i⁸_ДР + G⁷_ДР ×i⁷_ДР)/ i_П3 =

= (264×877,8 - 264×680,4 - 20×1071 + 30×882)/ 3430 = 16,663 кг/с.

Восьмий підігрівник

G_П2 ×i_П2 + G_ВВ7 ×i_ВВ7 + G⁹_ДР ×i⁹_ДР = G_ВВ8 ×i_ВВ8 + G⁸_ДР ×i⁸_ДР;

G_П81 = G_П2 = (G_ВВ8 ×i_ВВ8 - G_ВВ7 ×i_ВВ7 – G⁹_ДР ×i⁹_ДР + G⁸_ДР ×i⁸_ДР)/ i_П2 =

= (264×1066,8 - 264×877,8 - 10×1176 + 20×1071)/ 3030 = 19,655 кг/с.

Дев’ятий підігрівник

G_П1 ×i_П1 + G_ВВ8 ×i_ВВ8 + G¹⁰_ДР ×i¹⁰_ДР = G_ВВ9 ×i_ВВ9 + G⁹_ДР ×i⁹_ДР;

G_П91 = G_П1 = (G_ВВ9 ×i_ВВ9 - G_ВВ8 ×i_ВВ8 – G¹⁰_ДР ×i¹⁰_ДР + G⁹_ДР ×i⁹_ДР)/ i_П1 =

= (264×1171,8 - 264×1066,8 - 0 + 10×1176)/ 3100 = 12,735 кг/с.

Маємо на першій ітерації такі витрати пари на підігрівники:

G_П11 = 11,606 кг/с;         G_П21 = 4,491 кг/с;           G_П31 = 6,461 кг/с;

G_П41 = 8,257 кг/с.;          G_П51 = 6,024 кг/с;           G_П61 = 9,085 кг/с;

G_П71 = 16,663 кг/с;         G_П81 = 19,655 кг/с;         G_П91 = 12,735 кг/с.

= 94,977 кг/с.

Друга ітерація

(Аналогічно першій ітерації)

G³_ДР =- G_П11 - G_П21 = 94,977 - 11,606 - 4,491 = 78,88 кг/с.

G⁴_ДР = G³_ДР - G_П31 = 78,88 – 6,461 = 72,419 кг/с.

G⁵_ДР = G⁴_ДР - G_П41 = 72,419 – 8,257 = 64,162 кг/с.

G⁶_ДР = G⁵_ДР - G_П51 = 64,162 – 6,024 = 58,138 кг/с.

G⁷_ДР = G⁶_ДР - G_П61 = 58,138 – 9,085 = 49,053 кг/с.

G⁸_ДР = G⁷_ДР - G_П71 = 49,053 – 16,663 = 32,39 кг/с.

G⁹_ДР = G⁸_ДР - G_П81 = 32,39 – 19,655 = 12,735 кг/с.

G_К = G_ПГ – (+G_ДР^ОД) = 264 – (94,977 + 5,744) = 163,279 кг/с.

G_ВВ1 = G_К + G_П11 = 163,279 + 11,606 = 174,885 кг/с.

G_П12= (G_ВВ1 ×i_ВВ1 - G_В1 ×i_В1)/ i_П9 =

= (174,885×273 - 174,885×109,2)/ 2610 = 10,975 кг/с.

G_П22 = (G_ВВ2 ×i_ВВ2 - G_ВВ1 ×i_ВВ1 - G^ОД_ДР ×i^ОД_ДР - G³_ДР ×i³_ДР)/ i_П8 =

= (264×357 - 174,885×273 – 5,744×427,071 - 78,88×441)/ 2730 = 3,394 кг/с.

G_П32 = (G_ВВ3 ×i_ВВ3 - G_ВВ2 ×i_ВВ2 – G⁴_ДР ×i⁴_ДР + G³_ДР ×i³_ДР)/ i_П7 =

= (264×428,4 - 264×357 – 72,419×525 + 78,88×441)/ 2820 = 5,537 кг/с.

G_П42 = (G_ВВ4 ×i_ВВ4 - G_ВВ3 ×i_ВВ3 – G⁵_ДР ×i⁵_ДР + G⁴_ДР ×i⁴_ДР)/ i_П6 =

= (264×512,4 - 264×428,4 - 64,162×588 + 72,419×525)/ 2940 = 7,642 кг/с.

G_П52 = (G_ВВ5 ×i_ВВ5 - G_ВВ4 ×i_ВВ4 – G⁶_ДР ×i⁶_ДР + G⁵_ДР ×i⁵_ДР)/ i_П5 =

= (264×575,4 - 264×512,4 - 58,138×693 + 64,162×588)/ 3040 = 4,628 кг/с.

G_П62 = (G_ВВ6 ×i_ВВ6 - G_ВВ5 ×i_ВВ5 – G⁷_ДР ×i⁷_ДР + G⁶_ДР ×i⁶_ДР)/ i_П4 =

= (264×680,4 - 264×575,4 - 49,053×882 + 58,138×693)/ 3190 = 7,757 кг/с.

G_П72 = (G_ВВ7 ×i_ВВ7 - G_ВВ6 ×i_ВВ6 – G⁸_ДР ×i⁸_ДР + G⁷_ДР ×i⁷_ДР)/ i_П3 =

= (264×877,8 - 264×680,4 - 32,39×1071 + 49,053×882)/ 3430 = 17,693 кг/с.

G_П82 = (G_ВВ8 ×i_ВВ8 - G_ВВ7 ×i_ВВ7 – G⁹_ДР ×i⁹_ДР + G⁸_ДР ×i⁸_ДР)/ i_П2 =

= (264×1066,8 - 264×877,8 - 12,735×1176 + 32,39×1071)/ 3030 = 22,973 кг/с.

G_П92 = (G_ВВ9 ×i_ВВ9 - G_ВВ8 ×i_ВВ8 – G¹⁰_ДР ×i¹⁰_ДР + G⁹_ДР ×i⁹_ДР)/ i_П1 =

= (264×1171,8 - 264×1066,8 - 0 + 12,735×1176)/ 3100 = 13,773 кг/с.

Маємо на другій ітерації такі витрати пари на підігрівники:

G_П12 = 10,975 кг/с;         G_П22 = 3,394 кг/с;           G_П32 = 5,537 кг/с;

G_П42 = 7,642 кг/с;           G_П52 = 4,628 кг/с;           G_П62 = 7,757 кг/с;

G_П72 = 17,693 кг/с;         G_П82 = 22,973 кг/с;         G_П92 = 13,773 кг/с.

= 94,372 кг/с.

Третя ітерація

G³_ДР =- G_П1 - G_П2 = 94,372 - 10,975 - 3,394 = 80.003.

G⁴_ДР = G³_ДР - G_П32 = 80.003 - 5,537 = 74,466.

G⁵_ДР = G⁴_ДР - G_П42 = 74,466 - 7,642 = 66,824.

G⁶_ДР = G⁵_ДР - G_П52 = 66,824 - 4,628 = 62,196.

G⁷_ДР = G⁶_ДР - G_П62 = 62,196 - 7,757 = 54,439.

G⁸_ДР = G⁷_ДР - G_П72 = 54,439 - 17,693 = 36,746.

G⁹_ДР = G⁸_ДР - G_П82 = 36,746 - 22,973 = 13,773.

G_К = G_В1 = G_ПГ - (+G_ДР^ОД) = 264 -(94,372+5,744) = 163,884 кг/с.

G_ВВ1 = G_К + G_П12 = 163,884 + 10,975 = 174,859 кг/с.

G_П13= (G_ВВ1 ×i_ВВ1 - G_В1 ×i_В1)/ i_П9 =

= (174,859×273 - 174,859×109,2)/ 2610 = 10,974 кг/с.

G_П23 = (G_ВВ2 ×i_ВВ2 - G_ВВ1 ×i_ВВ1 - G^ОД_ДР ×i^ОД_ДР - G³_ДР ×i³_ДР)/ i_П8 =

= (264×357 - 174,859×273 – 5,744×427,071 - 80.003×441)/ 2730 = 3,215 кг/с.

G_П33 = (G_ВВ3 ×i_ВВ3 - G_ВВ2 ×i_ВВ2 – G⁴_ДР ×i⁴_ДР + G³_ДР ×i³_ДР)/ i_П7 =

= (264×428,4 - 264×357 – 74,466×525 + 80.003×441)/ 2820 = 5,332 кг/с.

G_П43 = (G_ВВ4 ×i_ВВ4 - G_ВВ3 ×i_ВВ3 – G⁵_ДР ×i⁵_ДР + G⁴_ДР ×i⁴_ДР)/ i_П6 =

= (264×512,4 - 264×428,4 - 66,824×588 + 74,466×525)/ 2940 = 7,476 кг/с.

G_П53 = (G_ВВ5 ×i_ВВ5 - G_ВВ4 ×i_ВВ4 – G⁶_ДР ×i⁶_ДР + G⁵_ДР ×i⁵_ДР)/ i_П5 =

= (264×575,4 - 264×512,4 - 62,196×693 + 66,824×588)/ 3040 = 4,218 кг/с.

G_П63 = (G_ВВ6 ×i_ВВ6 - G_ВВ5 ×i_ВВ5 – G⁷_ДР ×i⁷_ДР + G⁶_ДР ×i⁶_ДР)/ i_П4 =

= (264×680,4 - 264×575,4 - 54,439×882 + 62,196×693)/ 3190 = 7,149 кг/с.

G_П73 = (G_ВВ7 ×i_ВВ7 - G_ВВ6 ×i_ВВ6 – G⁸_ДР ×i⁸_ДР + G⁷_ДР ×i⁷_ДР)/ i_П3 =

= (264×877,8 - 264×680,4 - 36,746×1071 + 54,439×882)/ 3430 = 17,718 кг/с.

G_П83 = (G_ВВ8 ×i_ВВ8 - G_ВВ7 ×i_ВВ7 – G⁹_ДР ×i⁹_ДР + G⁸_ДР ×i⁸_ДР)/ i_П2 =

= (264×1066,8 - 264×877,8 - 13,773×1176 + 36,746×1071)/ 3030 = 24,11 кг/с.

G_П93 = (G_ВВ9 ×i_ВВ9 - G_ВВ8 ×i_ВВ8 – G¹⁰_ДР ×i¹⁰_ДР + G⁹_ДР ×i⁹_ДР)/ i_П1 =

= (264×1171,8 - 264×1066,8 - 0 + 13,773×1176)/ 3100 = 14,167 кг/с.

Маємо на третій ітерації такі витрати пари на підігрівники:

G_П13 = 10,974 кг/с;         G_П23 = 3,215 кг/с;           G_П33 = 5,332 кг/с;

G_П43 = 7,476 кг/с;           G_П53 = 4,218 кг/с;           G_П63 = 7,149 кг/с;

G_П73 = 17,718 кг/с;         G_П83 = 24,11 кг/с;           G_П93 = 14,167 кг/с.

= 94,359 кг/с.

|G_П13 - G_П12|= |10,974 - 10,975| = 0,001 < 0,2;

|G_П23 - G_П22|= |3,215 - 3,394| = 0,179 < 0,2;

|G_П43 - G_П42|= |7,476 - 7,642| = 0,166 < 0,2;

|G_П73 - G_П72|= |17,718 - 17,693| = 0,025 < 0,2.

(1, 2, 4, та 7-ий підігрівники далі не розраховуються).

Четверта ітерація

G³_ДР =- G_П13 - G_П23 = 94,359 - 10,974 - 3,215 = 80,17.

G⁴_ДР = G³_ДР - G_П33 = 80,17 - 5,332 = 74,838.

G⁵_ДР = G⁴_ДР - G_П43 = 74,838 - 7,476 = 67,362.

G⁶_ДР = G⁵_ДР - G_П53 = 67,362 - 4,218 = 63,144.

G⁷_ДР = G⁶_ДР - G_П63 = 63,144 - 7,149 = 55,995.

G⁸_ДР = G⁷_ДР - G_П73 = 55,995 - 17,718 = 38,277.

G⁹_ДР = G⁸_ДР - G_П83 = 38,277 - 24,11 = 14,167.

G_К = G_В1 = G_ПГ-(+G_ДР^ОД) = 264 - (94,359+5,744) = 163,897 кг/с.

G_ВВ1 = G_К + G_П13 = 163,897 + 10,974 = 174,871 кг/с.

G_П34 = (G_ВВ3 ×i_ВВ3 - G_ВВ2 ×i_ВВ2 – G⁴_ДР ×i⁴_ДР + G³_ДР ×i³_ДР)/ i_П7 =

= (264×428,4 - 264×357 – 74,838×525 + 80,17×441)/ 2820 = 5,289 кг/с.

G_П54 = (G_ВВ5 ×i_ВВ5 - G_ВВ4 ×i_ВВ4 – G⁶_ДР ×i⁶_ДР + G⁵_ДР ×i⁵_ДР)/ i_П5 =

= (264×575,4 - 264×512,4 - 63,144×693 + 67,362×588)/ 3040 = 4,106 кг/с.

G_П64 = (G_ВВ6 ×i_ВВ6 - G_ВВ5 ×i_ВВ5 – G⁷_ДР ×i⁷_ДР + G⁶_ДР ×i⁶_ДР)/ i_П4 =

= (264×680,4 - 264×575,4 - 55,995×882 + 63,144×693)/ 3190 = 6,925 кг/с.

G_П84 = (G_ВВ8 ×i_ВВ8 - G_ВВ7 ×i_ВВ7 – G⁹_ДР ×i⁹_ДР + G⁸_ДР ×i⁸_ДР)/ i_П2 =

= (264×1066,8 - 264×877,8 - 14,167×1176+38,277×1071)/ 3030 = 24,498 кг/с.

G_П94 = (G_ВВ9 ×i_ВВ9 - G_ВВ8 ×i_ВВ8 – G¹⁰_ДР ×i¹⁰_ДР + G⁹_ДР ×i⁹_ДР)/ i_П1 =

= (264×1171,8 - 264×1066,8 - 0 + 14,167×1176)/ 3100 = 14,316 кг/с.

Маємо на четвертій ітерації такі витрати пари на підігрівники:

G_П34 = 5,289 кг/с;           G_П54 = 4,106 кг/с;                    G_П64 = 6,925 кг/с;

G_П84 = 24,498 кг/с;         G_П94 = 14,316 кг/с.

= 94,517 кг/с.

|G_П34 - G_П33|= |5,289 - 5,332| = 0,043 < 0,2;

|G_П54 - G_П53|= |4,106 - 4,218| = 0,112 < 0,2;

|G_П94 - G_П93|= |14,316 - 14,167| = 0,149 < 0,2.

(3, 5, та 9-ий підігрівники далі не розраховуються).

П’ята ітерація

G³_ДР =- G_П14 - G_П24 = 94,517 – 10,974 - 3,215 = 80,328.

G⁴_ДР = G³_ДР - G_П34 = 80,328 - 5,289 = 75,039.

G⁵_ДР = G⁴_ДР - G_П44 = 75,039 - 7,476 = 67,563.

G⁶_ДР = G⁵_ДР - G_П54 = 67,563 - 4,106 = 63,457.

G⁷_ДР = G⁶_ДР - G_П64 = 63,457 - 6,925 = 56,532.

G⁸_ДР = G⁷_ДР - G_П74 = 56,532 - 17,718 = 38,814.

G⁹_ДР = G⁸_ДР - G_П84 = 38,814 - 24,498 = 14,316.

G_К = G_В1 = G_ПГ-(+G_ДР^ОД) = 264 - (94,517+5,744) = 163,739 кг/с.

G_ВВ1 = G_К + G_П14 = 163,739 + 10,974 = 174,713 кг/с.

G_П65 = (G_ВВ6 ×i_ВВ6 - G_ВВ5 ×i_ВВ5 – G⁷_ДР ×i⁷_ДР + G⁶_ДР ×i⁶_ДР)/ i_П4 =

= (264×680,4 - 264×575,4 - 56,532×882 + 63,457×693)/ 3190 = 6,845 кг/с.

G_П85 = (G_ВВ8 ×i_ВВ8 - G_ВВ7 ×i_ВВ7 – G⁹_ДР ×i⁹_ДР + G⁸_ДР ×i⁸_ДР)/ i_П2 =

= (264×1066,8 - 264×877,8 - 14,316×1176+38,814×1071)/ 3030 = 24,630 кг/с.

Маємо на п’ятій ітерації такі витрати пари на підігрівники:

G_П65 = 6,845 кг/с;           G_П85 = 24,630 кг/с.

= 94,57 кг/с.

|G_П65 - G_П64|= |6,845 - 6,925| = 0,08 < 0,2;

|G_П85 - G_П84|= |24,630 - 24,498| = 0,132 < 0,2.

(Досягнуто необхідної точності для всіх підігрівників).

Таблиця G_Пі , кг/с = f(N) ітерації:

Таблиця 6.1.

N	G _П1	G _П2	G _П3	G _П4	G _П5	G _П6	G _П7	G _П8	G _П9
1	11,606	4,491	6,461	8,257	6,024	9,085	16,663	19,655	12,735
2	10,975	3,394	5,537	7,642	4,628	7,757	17,693	22,973	13,773
3	10,97 4	3,215	5,332	7,47 6	4,21 8	7,149	17,718	24,11	14,16 7
4	---	---	5,28 9	---	4,10 6	6,925	---	24,498	14,316
5	---	---	---	---	---	6,84 5	---	24,630	---

6. Тепловий розрахунок турбоприводу живильного насосу

Потужність живильного насосу:

V_ж.в. = 0,001 м³/кг;

DР_ж.н. = P_ввжн– P_вжн= Р_пг×1,25 + 3·0.2 – 1,8 = 35,05 МПа;

h_ж.н. = 0,75;

G_ж.в. = G_пг = 264 кг/с;

12337,6 кВт.

Пар на ТПН беремо з третього відбору і повертаємо в сьомий.

Потужність турбоприводу живильного насосу:

= 12589,4 кВт.

Будуємо процес розширення пари в ТПН:

Н⁰_ТПН = і₃ - і^ТПН_вихл = 3430 – 2760 = 670 кДж/кг;

Н^дійсн_ТПН = Н⁰_ТПН×h_ТПН = 670 ×0,8 = 536 кДж/кг.

Витрата пари на ТПН:

23,488 кг/с.

7. Визначення потужності турбіни та електричного генератора

Розрахунок витрати пари на відсіки турбіни:

G
₀
=
G
_ПГ
= 264 кг/с;

G
₁
=
G
₀
–
G
_П9
= 264 – 14,316 = 249,684 кг/с;

G
₂
=
G
₁
–
G
_П8
= 249,684 – 24,630 = 225,054 кг/с;

G
₃
=
G
₂
–
G
_П7
–
G
_ТПН
= 225,054 – 17,718 – 23,488 = 183,848 кг/с;

G
₄
=
G
₃
–
G
_П6
–
G
_ПБ
= 183,848 – 6,845 – 2,253 = 174,75 кг/с;

G
₅
=
G
₄
–
G
_П5
= 174,75 – 4,106 = 170,644 кг/с;

G
₆
=
G
₅
–
G
_П4
–
G
_ОБ
= 170,644 – 7,476 – 3,491 = 159,677 кг/с;

G
₇
=
G
₆
–
G
_П3
+
G
_ТПН
= 159,677 – 5,289 + 23,488 = 177,876 кг/с;

G
₈
=
G
₇
–
G
_П2
= 177,876 – 3,215 = 174,661 кг/с;

G
₉
=
G
₈
–
G
_П1
= 174,661 –
10,97
4 = 163,687 кг/с.

Знайдемо роботу по ділянкам турбіни:

D
i₀ = i₀ – i₁ = 3450 – 3100 = 350 кДж/кг;

D
i₁ = i₁ – i₂ = 3100 – 3030 = 70 кДж/кг;

D
i₃ = i
_ПП
– i₃ = 3670 – 3430 = 240 кДж/кг;

D
i₄ = i₃ – i₄ = 3430 – 3190 = 240 кДж/кг;

D
i₅ = i₄ – i₅ = 3190 – 3040 = 150 кДж/кг;

D
i₆ = i₅ – i₆ =3040 – 2940 = 100 кДж/кг;

D
i₇ = i₆ – i₇ = 2940 – 2820 = 120 кДж/кг;

D
i₈ = i₇ – i₈ = 2820 – 2730 = 90 кДж/кг;

D
i₉ = i₈ – i₉ = 2730 – 2610 = 120 кДж/кг;

D
i₁₀ = i₉ – i^цнт_вихл =2610 – 2340 = 270 кДж/кг.

Потужність ділянок турбіни:

N₀ = G₀
×
D
i₀ = 264
×
350 = 92400
кВт
;

N₁ = G₁
×
D
i₁ = 249,684
×
70 = 17477,88
кВт
;

N₃ = G₂
×
D
i₃ = 225,054
×
240 = 54012,96
кВт
;

N₄ = G₃
×
D
i₄ = 183,848
×
240 = 44123,52
кВт
;

N₅ = G₄
×
D
i₅ = 174,75
×
150 = 26212,5
кВт
;

N₆ = G₅
×
D
i₆ = 170,644
×
100 = 17064,4
кВт
;

N₇ = G₆
×
D
i₇ = 159,677
×
120 = 19161,24
кВт
;

N₈ = G₇
×
D
i₈ = 177,876
×
90 = 16008,84
кВт
;

N₉ = G₈
×
D
i₉ = 174,661
×
120 = 20959,32
кВт
;

N₁₀ = G₉
×
D
i₁₀ = 163,687
×
270 = 44195,49
кВт
.

N_турб= N₁+ N₃+ N₄+ N₅+ N₆+ N₇ + N₈ + N₉+ N₁₀=

= 351616,15 кВт = 351,6 МВт;

N_ег = N_турб·h_мех·h_г·h_сн = 351616,15×0.98×0.99×0.96 =

= 327492,47 кВт = 327,5 МВт.

8. Визначення техніко-економічних показників блоку

i_жв = i_вв9= 1171,8 кДж/кг;

Q_пг= G_пг·(i₀ - i_жв) = 264·(3450 - 1171,8) = 601444,8 кВт;

G_пп= G₂= 225,054 кг/с;

Q_пп= G_пп·(i_пп - ) = 225,054·(3670 - 3028,8) = 144304,6248 кВт;

Q = Q_пг+ Q_пп - Q_тфу= 601444,8 + 144304,6 – 15000 = 730749,4 кВт;

N = N_ег·h_пг·h_тр= 327492,47·0.91·0.98 = 292057,8 кВт.

ККД блока:

Визначимо питому витрату тепла:

.

Питома витрата умовного палива:

9. Конструкторські та гідравлічні розрахунки бойлерів ТФУ

Загальні початкові дані:

Величина	Позначення	Значення
Внутрішній діаметр труб	d_вн	13.6 м
Швидкість води в трубах	W_в	2 м/с
Кількість ходів по воді	z	4
Крок труб	S_тр	22 мм
Зазор між трубною дошкою і корпусом	A	0.1 м
Зовнішній діаметр труб	d_н	16 м
Відстань між перегородками	l_пер	0.5 м
Товщина стінки труби	d_ст	2.4 мм
Коефіцієнт запасу поверхні	y	1.2
Кількість перегородок	n_пер	10
Товщина перегородки	d_пер	5 мм
Товщина трубної дошки	l_тр	0.1 м
Середній радіус перегину	R_ср	0.5м
Діаметр патрубка підводу води	D	0.6 м
Абсолютна шорсткість патрубка	K_шпатр	0.44 мм
Абсолютна шорсткість патрубка	K_штр	0.1 мм
	h	0.76
	с	8.3 коп
Кількість годин праці	t	6500 год
Питома вартість	C_сп	300 грн.
	E_н	0.15
	a_сп	0.07
Динамічна в’язкість води	m_в	93.4·10^-6
Число Прандтля	Pr	0.852
Коефіцієнт теплопровідності води	l_в	581.4·10^-3
Теплопровідність	l_ст	41

Розрахунок основного бойлера.

Дані, знайдені в п.3:

G_св= 44.643 кг/с

i_в=306.6 кДж/кг

i_вв=504 кДж/кг

t_в=73 °C

t_вв=120 °C

t_s=125 °C

Кількість трубок в одному вході: шт.

Кількість отворів в трубних дошках: шт.

Діаметр трубної дошки: м.

Діаметр корпуса підігрівника: м.

Теплове навантаження підігрівника: кВт.

Середньологарифмічний температурний напір: .

Середня температура води: .

Число Рейнольдса: .

Коефіцієнт тепловіддачі від пари до стінки:

Термічний опір:

Середній діаметр: м.

Схована теплота пароутворення: Термічний опір стінки:

Термічна провідність стінки:

Перше наближення по температурі стінки:

Температура конденсату:

Температурна різниця “пара-стінка":

Комплекс A:

Коефіцієнт тепловіддачі:

Термічний опір:

Коефіцієнт теплопередачі:

Поверхня теплообміну:

Друге наближення по температурі стінки:

Третє наближення по температурі стінки:

Четверте наближення по температурі стінки:

Загальна довжина труб:

Розрахункова довжина труб одного ходу:

Довжина труб, зайнятих перегорожами і трубними дошками:

Максимальний радіус гину труби:

Максимальна довжина труб:

Довжина прямої ділянки труби:

Швидкість в патрубку:

Число Рейнольдса:

Коефіцієнт: Коефіцієнт втрат патрубка:

Втрати по всій довжині:

Гідравлічні втрати в патрубках:

Коефіцієнт втрат по трубках:

Сумарні втрати по трубах:

Гідравлічний опір труб поверхні теплообміну:

Сумарні втрати:

Зміна потужності сітьових насосів:

Затрати на виробку електроенергії на замінюючій електростанції:

Капіталовкладення в сітьові підігрівники:

Втрати на сітьові підігрівники:

Сумарні затрати:

Розрахунок пікового бойлера

Дані, знайдені в п.3:

G_в= 44,643 кг/с;

i_в=504 кДж/кг;

i_вв=630 кДж/кг;

t_в=120 °C;

t_вв=150 °C;

t_s=165 °C.
Кількість трубок в одному вході: шт.

Кількість отворів в трубних дошках: шт.

Діаметр трубної дошки: м.

Діаметр корпуса підігрівника: м.

Теплове навантаження підігрівника: кВт.

Середньологарифмічний температурний напір: .

Середня температура води: .

Число Рейнольдса: .

Коефіцієнт тепловіддачі від пари до стінки: Термічний опір:

Середній діаметр: м.

Схована теплота пароутворення: Термічний опір стінки:

Термічна провідність стінки:

Перше наближення по температурі стінки:

Температура конденсату:

Температурна різниця “пара-стінка":

Комплекс A:

Коефіцієнт тепловіддачі:

Термічний опір:

Коефіцієнт теплопередачі:

Поверхня теплообміну:

Друге наближення по температурі стінки:

Третє наближення по температурі стінки:

Четверте наближення по температурі стінки:

П’яте наближення по температурі стінки:

Загальна довжина труб:

Розрахункова довжина труб одного ходу:

Довжина труб, зайнятих перегорожами і трубними дошками:

Максимальний радіус гину труби:

Максимальна довжина труб:

Довжина прямої ділянки труби:

Швидкість в патрубку:

Число Рейнольдса:

Коефіцієнт: Коефіцієнт втрат патрубка:

Втрати по всій довжині:

Гідравлічні втрати в патрубках:

Коефіцієнт втрат по трубках: Сумарні втрати по трубах:

Гідравлічний опір труб поверхні теплообміну:

Сумарні втрати:

Зміна потужності сітьових насосів:

Затрати на виробку електроенергії на замінюючій електростанції:

Капіталовкладення в сітьові підігрівники:

Втрати на сітьові підігрівники:

Сумарні затрати:

10. Розрахунок конденсаційної установки

Загальні початкові дані:

Таблиця 11.1

Величина	Позначення	Значення
Тиск пари, ата	Р_п	0,06
Температура пари, °С	t_к	35,85
Питомий об’єм пари, м³/кг	V_п	30
Температура води на вході, °С	t₁	12
Число ходів води	Z	2
Швидкість води, м/с	w	2
Кількість конденсаторів	N	1
Зовнішній діаметр трубок, мм	d_н	28
Внутрішній діаметр трубок, мм	d_вн	26
Коефіцієнт заповнення трубної дошки	h_тр	0,3
Активна довжина труби, м	L_акт	8,9
Коефіцієнт чистоти трубок	b_з	0,8
Коефіцієнт похибки методу розрахунку коефіцієнта теплопередачі	e	0,9
Питома вартість системи техводопостачання, грн./(м³/год)	C_твс	16
Питома вартість поверхні теплообміну, грн./м²	C_К	28
Питома вартість енергії приводу циркуляційних насосів, коп./(кВт×год)	С_ц.н.	1,3
Питома вартість землі, грн./(м²×год)	C_сх	0
Висота підйому води циркуляційним насосом, м	H	10
Коефіцієнт поправки на парове навантаження	F_d	1
Коефіцієнт похибки методу розрахунку коефіцієнта теплопередачі	e	0,9

Дані, знайдені в п.3: i_п = i_к = = 2343,76 кДж/кг.

Витрата пари на конденсатор, знайдена в п.8:

G_K = G₉ = 163,687×3600 = 589273,2 кг/год.

Коефіцієнт поправки на температуру:

Коефіцієнт поправки на число ходів:

Коефіцієнт поправки на швидкість води:

Коефіцієнт теплопередачі:

Комплекс:

Кратність охолодження:

Масова витрата охолоджуючої води:

Нагрів води:

Температура води на виході:

Температурний напір:

Середній температурний напір:

Теплота, що передається:

Поверхня теплообміну:

м².

Питоме парове навантаження:

d
_к
=
G
_к
/
F
_к
= 589273,2 /8206 = 71,814 кг/(м²
×
год).

Кількість труб:

шт.

Діаметр трубної дошки:

м.

Гідравлічний опір:

Паровий опір:

Відношення

Потужність циркуляційних насосів:

кВт.

Активна площа водосховища:

км².

Витрати на техводопостачання:

грн./рік.

Витрати на конденсатори:

грн./рік.

Витрати на електроенергію насосів:

грн./рік.

11. Додаток

Задача № 1. (№ 1, стор. 45).

Газ – повітря з початковою температурою t₁ = 27°С стискається в одноступеневому поршневому компресорі від тиску р₁ = 0,1 МПа до тиску р₂. Стиск може відбуватися по ізотермі, адіабаті та політропі з покажчиком політропи n. Визначити для кожного з трьох процесів стиску кінцеву температуру газу t₂, відведену від газу теплоту Q, кВт, та теоретичну потужність компресора, якщо його паропродуктивність G. Подати зведену таблицю. Дані, необхідні для розв’язку задачі, вибрати з таблиці 13. Розрахунок вести без врахування залежності теплоємності від температури.

№ варіанту	t₁, °С	n	G, кг/год	р₁, МПа	р₂, МПа
00	27	1,25	300	0,1	0,9

T₂, Q, N – ?

Розв’язок:

1). Ізотермічний процес.                 t₁ = t₂ = 27°C;                        DU = 0;

Дж/кг;

Дж/кг;

Вт;

Дж/(кг×гр);

Потужність приводу:

Вт.

2). Адіабатичний процес.    ;           k_{повітря} = 1,4;              q = 0.

K;

Дж/кг;

Дж/кг;

кВт.

3). Політропний процес.                  ;

K;

Дж/кг;

Дж/кг;

Дж/кг;

Вт;

Вт.

Зведена таблиця:

*Процес*	Т₂, К	q	D U	l	D S	*N_пр*, кВт
*Процес*	Т₂, К	кДж/кг				*N_пр*, кВт
Ізотерм.	300	189,2	0	-189,2	-0,63	-15,7
Адіабат.	562	0	187,9	-187,9	0	-21,9
Політроп.	465,5	-71,2	118,7	-189,9	-0,189	-19,8

Задача № 4, (№4, стор. 47).

Визначити поверхню нагріву рекуперативного газоповітряного теплообмінника при прямоточній та протиточній схемах руху теплоносіїв, якщо об’ємна витрата повітря, що нагрівається при нормальних умовах V_н, середній коефіцієнт теплопередачі від продуктів згоряння до повітря К, початкові і кінцеві температури продуктів згоряння та повітря відповідно t'₁, t''₁, t'₂, t''₂. дані необхідні для вирішення задачі, вибрати з табл. 16.

№ варіанту	V_H , м³/год	K , Вт/(м² × К)	t'₁ ° C	t''₁ ° C	t'₂ ° C	t''₂ ° C
00	1000	18	600	400	20	300

Розв’язок:

Поверхня нагріву, м²:

Масова витрата повітря:

Теплоємність повітря:                    С_рп = 1,03 кДж/кг;

Потік тепла від газу до повітря:

Q = C_p_п×m_п×Dt_п = 1,03×0,215×(300 – 20) = 62 кВт;

Середня логарифмічна різниця температур:

а). Прямоток:

а). Протиток:

Задача № 3.                 (№1, стор. 48).

Задано паливо та паропродуктивність котельного агрегату D. Визначити склад робочої маси палива та його найменшу теплоту згоряння, спосіб спалення палива, тип топки, значення коефіцієнта надлишку повітря в топці a_т та на виході з котлоагрегату a_ух по величині присоса повітря по газовому тракту (Da); знайти необхідну кількість повітря для згоряння 1 кг (1 м³) палива і об’єми продуктів згоряння при a_ух, а також ентальпію газів при заданній температурі t_ух. Вихідні дані, необхідні для розв’язку задачі, прийняти з табл. 17.

Вказівка. Елементарний склад і нижча теплота згоряння палива, а також рекомендації щодо вибору топки і коефіцієнта надлишку повітря в топці приведені в додатках 5-8 методичних вказівок.

№ варіанту	Вид палива	D, т/год	Da	t_ух, °C
00	Челябінське вугілля Б3 (буре)	160	0,15	130

Розв’язок:

W^P = 18;        A^P = 29,5;          S^P = 1;           C^P = 37,3;               H^P = 2,8;

N^P = 0,9;        O^P = 10,5;          =13,9 МДж/кг.

Тип топки – шахтно-млинова.

Коефіцієнт надлишку повітря в топці:                 a_Т = 1,25.

Коефіцієнт надлишку повітря за котлом:            a = a_Т + Da = 1,25 + 0,15 = 1,4.

Теоретична кількість повітря:

V⁰ = 0,089×C^P + 0,265×H^P + 0,033×(S^P - O^P) =

= 0,089×37,3 + 0,265×2,8 + 0,033×(1 – 10,5) = 3,75 м³/кг;

Об’єм надлишкового повітря:

DV = (a - 1)×V⁰ = (1,4 – 1)×3,75 = 1,5 м³/кг;

Теоретичний об’єм трьохатомних газів:

V_RO₂ = 0,0186×(C^P + 0,375×S^P) = 0,0186×(37,3 + 0,375×1) = 0,701 м³/кг;

Теоретичний об’єм двохатомних газів:

V_R₂ = 0,79×V⁰ + 0,008×N^P = 0,79×3,75 + 0,008×0,9 = 2,97 м³/кг;

Дійсний об’єм сухих газів:

V_сг = V_RO2 + V_R2 + DV = 0,701 + 2,97 + 1,5 = 5,171 м³/кг;

Теоретичний об’єм водяної пари:

V_H2O = 0,0124×(9×H^P + W^P) + 0,0161× V⁰ =

= 0,0124×(9×2,8 + 18) + 0,0161×3,75 = 0,596 м³/кг;

Загальний об’єм газів:

SV = V_сг + V_H₂_O = 5,171 + 0,596 = 5,767 м³/кг;

Ентальпія газів:

I_ух = [S(V_iC_i)]×t_ух = (V_RO₂×C_RO₂ + V_R₂×C_R₂ + V_H₂_O×C_H₂_O + DV×C_B)×t_ух.

Об’ємна теплоємність сухих газів, водяної пари та повітря при       t_ух = 130°C, кДж/(м³×гр):                  C_RO₂ = 1,8;     C_R₂ = 1,3;       C_H₂_O = 1,52;              C_B = 1,3.

I_ух = (0,701×1,8 + 2,97×1,3 + 0,596×1,52 + 1,5×1,3)×130 = 1037,2 кДж/кг.
Задача № 2.                 (№2, стор. 46).

Водяний пар з початковим тиском р₁ = 3 МПа та ступенем сухості х₁ = 0,95 надходить в пароперегрівач, де його температура підвищується на Dt; після перегрівача пар ізотропно розширюється в турбіні до тиску р₂. Визначити (по hs – діаграмі) кількість теплоти (на 1 кг пара), підведеної до нього в пароперегрівачі, роботу циклу Ренкіна та ступінь сухості пара х₂ в кінці розширення. Визначити також термічний ККД циклу. Визначити роботу циклу і кінцеву ступінь сухості, якщо після пароперегрівача пар дроселюється до тиску р₁’. Дані, необхідні для вирішення задачі, вибрати з таблиці 14.

Dt, °C	p₂, кПа	p₁’, МПа
235	3,0	0,50

Розв’язок:

і₀ = 2635 кДж/кг;               t₁’ = 140°C;

t_пп = t₁’ + Dt = 140 + 235 = 375°C;

i_пп = 3240 кДж/кг;

Dq_пп = i_пп – i₀ = 3240 – 2635 = 605 кДж/кг;

x₂ = 0,912;     i_K = 2340 кДж/кг;

l = i_пп - i_K = 3240 – 2340 = 900 кДж/кг;

t_K’ = 24°C;

i_K’ = C_PB×t_K’ = 4,2×24 = 100,8 кДж/кг;

q = i_пп - i_K’ = 3240 – 100,8 = 3139,2 кДж/кг;

h_у = l /q = 900 /3139,2 = 0,29.

P_др = 0,5 МПа;                      i_K^др = 2300 кДж/кг;                       х₂^др = 0,9.

l_др = i_пп – i_К^др = 3240 – 2300 = 940 кДж/кг.

Задача № 5.                 (№4, стор. 50).

Визначити діаметр циліндру і ход поршня чотирьохтактного .ДВЗ по відомим значенням ефективної потужності , середнього індикаторного тиску, механічного ККД , кількості обертів двигуна і відношення . Розрахувати годинну і ефективну питому витрату палива, якщо індикаторний ККД двигуна , а нижча теплота згоряння МДж/кг. Вихідні дані, необхідні для розв’язку задачі, наведені в таблиці.

№ варіанту	N_e, кВт	n, об/хв	p_i, кПа	z	h_i	h_м	S/D
00	100	2100	600	4	0,38	0,81	0,95

Розв’язок:

Робочий об’єм циліндра:

Витрата палива:

де - індикаторна потужність:

Ефективна питома витрата палива:

Задача № 7. (№3, стор. 47).

По горизонтально розташованій металевій трубі [l = 20 Вт/(м×К)] зі швидкістю w тече вода, яка має температуру t_в. зовні труба охолоджується оточуючим повітрям, температура якого t_пов, тиск 0,1 МПа. Визначити коефіцієнти тепловіддачі a₁ і a₂ відповідно від води до стінки труби та від стінки труби до повітря; коефіцієнт теплопередачі та тепловий потік q₁, віднесений до 1 м труби довжини труби, якщо внутрішній діаметр труби дорівнює d₁, а зовнішній – d₂. Дані, необхідні для розв’язку задачі, вибрати з таблиці 15.

№ варіанту	t_в, °С	w, м/с	t_воз, °С	d₁, мм	d₂, мм
00	200	0,42	18	190	210

Розв’язок:

Лінійний тепловий потік:

- коефіцієнт теплопередачі, для циліндричної стінки:

Критерій Рейнольдса для води:

;                        .

Так як        то .      Критерій Прандтля = 1,05.

Для знаходження a₁ знайдемо добуток Gr×Pr.

Для повітря з t = 18°С:    P_r = 0,7;          V = 13,6×10^-6 м²/с;

l = 2,46×10^-2 Вт/(м×град).

;

b = 1/T;         Dt » t_В – t_ПОВ = 120 – 18 = 102°C;

Gr×Pr = 0,7×127,5×10⁶ = 89,25×10⁶;                                    (Gr×Pr) < 10⁹;

Nu = 0,5×(Gr×Pr)^0,25×(Pr /Prст)^0,25 = 0,5×(89,25×10⁶)^0,25×(0,7 /1,05)^0,25 = 52,5.

102 = 416,364 Вт/м.
Задача № 6.

Із ємності при температурі Т = 470 К і тиску р₁ = 30 бар витікає 1 кг кисню через сопло, яке звужується, в середовище із тиском р₂ = 20 бар. Визначити швидкість витікання і масову витрату кисню (кг/с), якщо площа вихідного     сопла f = 30 мм.
Розв’язок:

Співвідношення тисків:

Початковий об’єм:

Швидкість витікання:

Масова витрата кисню:

12. Висновки

В даній курсовій роботі на тему “Розрахунок теплової схеми і устаткування блоку 300 МВт” було виконано розрахунки в таких обсягах:
1.   Розраховано процес розширення пари в турбіні:

i₀= 3450 кДж/кг;            i_пп= 3670 кДж/кг;

i₁= 3100 кДж/кг;            = 3028,8 кДж/кг;

i₂= 3028,8 кДж/кг.         = 2941 кДж/кг;

i₃= 3430 кДж/кг;            = 2343,76 кДж/кг;

i₄= 3190 кДж/кг;

i₅= 3040 кДж/кг;

i₆= 2941 кДж/кг.

i₇= 2820 кДж/кг;

i₈= 2730 кДж/кг;

i₉= 2610 кДж/кг.

2.   Розраховані термодинамічні параметри підігрівників живильної та сітьової води.

3.   Виконано тепловий розрахунок теплофікаційної установки:

t_осв=70°C

t_псв==150°C

=73°C

=120°C

t'_пб= t'₄= 165°C

t'_об= t'₆= 125°C

= i₄= 3190 кДж/кг

= i₆= 2940 кДж/кг

G
_СВ
= 44,643 кг/с.

= 504 кДж/кг;

= 630 кДж/кг;

= 693 кДж/кг.

G
^ПБ
_П
= 2,253 кг/с.

= 306.6 кДж/кг;

= 525 кДж/кг.

G
^ОБ
_ДР
= 5,744 кг/с.

G
^ОБ
_П
= 3,491 кг/с.

i_осв
= 294
кДж
/кг.

i
^ОД
_ДР
= 427,071 кДж/кг.

t^ОД_ДР = 101,7°C.

4.   Визначено витрати пари на підігрівники живильної води:

G_ПГ = 264 кг/с.

G
_П1
= 10,97
4 кг/с;
G
_П2
= 3,215
кг/с;

G
_П3
= 5,289
кг/с;

G
_П4
= 7,47
6
кг/с;

G
_П5
= 4,106
кг/с;

G
_П6
= 6,845 кг/с;

G
_П7
= 17,718
кг/с;

G
_П8
= 24,63
кг/с;

G
_П9
= 14,316
кг/с.

5.   Зроблено тепловий розрахунок турбоприводу живильного насосу:

DР_ж.н. = 35,05 МПа;                 12,337 МВт.

12,589 МВт;                23,488 кг/с.

6.   Визначено потужність турбіни та електричного генератора:

N_турб= 351,6 МВт; N_ег = 327,5 МВт.

7.   Визначено техніко-економічні показники блоку:

N = 292,06 МВт;

.

8.   Проведено конструкторські та гідравлічні розрахунки бойлерів ТФУ:

;



9.   Виконано розрахунок конденсаційної установки:

м²;

;

;          кВт.

10. Як додаток до курсової роботи розв’язано типові задачі.

13.    Список використаної літератури

1. Балахонцев Е.В., Верес А.А. Теплотехника: Методические указания (с программой) и контрольные задания для студентов – заочников инженерно-технических специальностей. – М.: Высш. шк., 1986. – 62 с.

2. Головченко О.М., Налбандян Д.Б. Ігрове проектування енергетичного обладнання: Навчальний посібник для студентів енергетичних спеціальностей. – К.: УМК ВО, 1988. – 233 с.

Рис. 1. Технологічна схема ТЕС.
П – повітря;                                                         ЕЕ – електроенергія;

ПГ – паливне господарство;                               ПП – підготовка палива;

ДВ – дуттьовий вентилятор;                                     ПГ – парогенератор;

ДГ – димові гази;                                                        ПУ – пилоуловлювачі;

ДС – димосос;                                                    ДТр – димова труба;

БГ – багерні насоси;                                         ПВ – пилошлаковідвал;

ГП – гострий пар;                                                       Т – турбіна;

ГТ – головний трансформатор;                      ЕГ – електрогенератор;

КР – конденсатор;                                             ВО – водоохолоджувач;

ЦН – циркуляційний насос;                                    КН – конденсатний насос;

ТФУ – теплофікаційна установка;                         ХВО – хімводоочистка;

ПНТ – підігрівач низького тиску;                           Д – деаератор;

ПВТ – підігрівач високого тиску;                            ЖН – живильний насос;

ВРП – відкритий розподільчий пристрій;             ЖВ – живильна вода.

Bukvasha