мвт.

Wэ = 213,19·0,985 = 210 мвт .

1.11 Энергетические показатели энергоблока

Полный расход тепла на турбоустановку:

Удельный расход тепла турбоустановкой на производство электроэнергии (без учета расхода электроэнергии на собственные нужды):

Коэффициент полезного действия турбоустановки по производству электроэнегии:

.

Тепловая нагрузка парогенератора:

Qпг=(hпг-hпв)•aпг•D0=(3512,96-1030)•1,01•210 = 526,6мвт

Коэффициент полезного действия транспорта тепла:

Коэффициент полезного действия парогенератора брутто принят:

hпг=0,94

Тепло, выделяемое при сгорании топлива:

.

Абсолютный электрический КПД турбоустановки:

.

Коэффициент полезного действия энергоблока (брутто):

Или

.

Удельный расход тепла на энергоблок:

.

Удельный расход электроэнергии на собственные нужды:

Эсн = 0,03.

Коэффициент полезного действия энергоблока (нетто):

hн.эс =hэс•(1-Эсн) = 0,375·(1-0.03) =0.364.

Удельный расход условного топлива (нетто) на энергоблок:

2. Выбор основного и вспомогательного оборудования

Для ступенчатого подогрева конденсата и питательной воды служат регенеративные подогреватели. Пар из отборов турбины подается в подогреватели как направляющая среда, в связи с этим по давлению отбора различают подогреватели высокого и низкого давления (ПВД и ПНД). Выбор теплообменников заключается в расчете поверхности нагрева для определения марки подогревателя. ПВД и ПНД поверхностного типа, деаэраторы повышенного и атмосферного давления, смешивающего типа.

2.1 Выбор ПВД

Расчет достаточно провести для одного подогревателя, например для ПВД 1.

Поверхность нагрева определяется по формуле:

 , м2 (2.1)

Где Q – тепловая мощность подогревателя (квт);

K – коэффициент теплопередачи;

Dt – средний логарифмический температурный напор.

Расчет осуществим, разбивая подогреватель на три части: охладитель пара , собственно подогреватель и охладитель дренажа. Таким образом , получим следующие формулы:

-  Для охладителя пара

Qоп= Dп·(hп-h``н), квт (2.2)

Где Dп=8,19 кг/с – расход отборного пара на подогреватель ;

Hп=3217,9 кдж/кг – энтальпия отборного пара перед подогревателем;

H``н=2800 кдж/кг - энтальпия насыщения отборного пара.

Qоп= 8,19 ·(3217,9 -2800)=3422,6квт;

-    Для собственно подогревателя

Qсп= Dп ·( h``н -h`н), квт (2.3)

Где h`н=1038.8 кдж/кг - энтальпия насыщения воды при давлении в данном отборе.

Qсп= 8,19 ·( 2800-1038.8)=14424,2 квт;

-    Для охладителя дренажа

Qод= Dп ·( h`н – hдр), квт (2.4)

Где hдр=950 кдж/кг – энтальпия конденсата греющего пара после ОД.

Qод= 8,19 ·( 1038.8 –950)=727,3 квт.

Тепловая мощность подогревателя:

Q= Qоп+ Qсп+ Qод=3422,6+14424,2+727,3 =18574,1 квт.

Cредний логарифмический температурный напор определяется по формуле:

 , (2.5)

Где Δtб - наибольший теплоперепад температур между греющей и нагреваемой средой, °C;

Δtм - наименьший теплоперепад температур между греющей и нагреваемой средой, °C:

А) для охладителя пара

Δtб= tп- tпв.вых , (2.6)

Где tп=400°C-температура греющего пара;

Tпв.вых=240°C- температура питательной воды после подогревателя;

Δtм= tн- tв.оп , (2.7)

Где tн=242°C - температура насыщения греющего пара;

Tв.оп- температура питательной воды перед охладителем пара. Определяется по формуле (2.8):

Tв.оп= tпв.вых- Δtоп=240-5=235°C (2.8)

Где Δtоп=5°C – подогрев воды в охладителе пара.

Таким образом, по формулам (2.6) и (2.7) определяем:

Δtб=400-240=160°C,

Δtм= 242- 235=7°C.

Определяем температурный напор:

°C.

Б) для охладителя дренажа

Δtб= tн- tод.вых , (2.9)

Где tод.вых- температура воды после охладителя дренажа. Определяется по формуле (2.10):

Tод.вых=tпв2+ Δtод=216,5+4=220,5°C, (2.10)

Где tпв2=216,5°C- температура воды перед подогревателем;

Δtод=4°C - подогрев воды в охладителе дренажа.

Δtм=Qо.д.=10°C,

Где Qо.д=10°C-недоохлаждение конденсата греющего пара в подогревателе.

Таким образом, по формуле (2.9) определяем:

Δtб= 242- 220,5=21,5°C

Определяем температурный напор:

°C.

В) для собственно подогревателя

Δtб=21,5°C,

Δtм=7°C.

Определяем температурный напор:

°C.

График нагрева воды показан на рисунке 3.1:

Tп=400°C

Tн=242°C q=2°C

Tдр=226,5°C

10°C

Tпв2=216,5°C Δtод Δtсп Δtоп

Рисунок 2.1 - График нагрева воды

Определяем поверхности нагрева подогревателя по формуле (2.1), задаваясь значениями коэффициентов теплопередачи:

Kоп= kод=1,5квт/м2·°C

Kсп=3 квт/м2·°C.

м2,

м2,

м2.

Общая поверхность теплообмена подогревателя составляет:

F=Fоп+ Fсп+ Fод=45,39+394,9+32,72=472,8 м2.

Так как тепловая мощность первого ПВД больше, чем остальных ПВД, принимаем группу ПВД с одинаковой поверхностью из стандартных теплообменников. Также необходимо учитывать давление в отборе, расход воды, давление воды. По данным параметрам соответствует следующая группа ПВД:

ПВД 1: ПВ-475-230-50

ПВД 2: ПВ-475-230-50

ПВД 3: ПВ-475-230-50

ПВД с F = 475 м2, предельное давление воды 230 кгс/см2, расчетный расход воды 600 т/ч, максимальная температура воды на выходе 250 С, максимальное давление пара 5 мпа.

2.2 Выбор ПНД

Выбор ПНД производится без разбиения его поверхности на три части. Расчет будем производить для ПНД 4:

Q = 7.35· (3032-653) = 16020квт.

 ; k = 3; F = 390,8м2

Выбираем группу ПНД: №4,№5, №7

ПН-400-26-7-II; С3ТМ; F = 400 м2.

ПНС6 (подогреватель смешивающего типа) выбираем: ПНС-800-0,2

2.3 Выбор деаэратора питательной воды

Выбираем деаэратор для деаэрации питательной воды следующего типа

ДП-1000 с расходом воды на выходе 1000 т/ч. Давление в деаэраторе 0.59 мпа. К колонке деаэратора присоединен бак аккумуляторный деаэратора емкостью 100 м3, для запаса воды в аварийных ситуациях с обеспечением работы блока на 15 минут.

2.4 Выбор испарителя

Выбираем испаритель для восполнения потерь пара и конденсата следующего типа - И-350-1, с поверхностью теплообмена 350м2.Максимальное давление пара 0,59мпа, номинальная производительность по пару 5кг/с.

2.5 Выбор конденсатора

Конденсатор выбирают по максимальному расходу пара в конденсатор, температуре охлаждающей воды, по которым определяются давление в конденсаторе, расход охлаждающей воды. Поверхность охлаждения конденсатора определяется по формуле:

Dк = 115,048 кг/с

Где Dк – расход пара в конденсатор, кг/с

Hк , h¢-энтальпия отработавшего пара и конденсата, кдж/кг

K-коэффициент теплопередачи, квт/м2·°С. Принимаем к=4 квт/ м2·°С.

Dtср –средне логарифмическая разность температур между паром и водой, °С

Выбираем конденсатор типа 200-КЦС-2 с поверхностью охлаждения F = 9000 м2, число ходов z = 2, расход охлаждающей воды W = 25000 м3/ч.

2.6 Выбор конденсатных насосов

Конденсатные насосы служат для подачи конденсата из конденсатора через подогреватели низкого давления в деаэратор. Расчетная производительность

Конденсатного насоса определяется по формуле:

Полный напор конденсационного насоса первого подъема:

, (2.11)

Полный напор конденсационного насоса второго подъема:

, (2.12)

Где h г - геометрическая высота подъема конденсата (для насосов первого подъема - разность уровней в конденсаторе и насосе второго подъема,для насосов второго подъема - разность уровней в насосе и деаэраторе), м

Рд, рк –давление в деаэраторе и конденсаторе, атм.

-сумма потерь напора в трубопроводах и подогревателях

Hкн.п1 = 5+10· (1,13-0,034)+10·6.4 = 80м.

Hкн.п2 = 25+10· (5,9-1,13)+10·8 = 152,7м.

Устанавливаем систему конденсатных насосов:

А) первый подъем – два насоса (один резервный) КСВ-500-85:

Основной конденсат из конденсатора

Основной Резервный

Насос насос

Основной конденсат в систему регенерации

Рисунок 2.2- Конденсатные насосы первого подъема

Б) второй подъем – три насоса (3х50%) КСВ-320-160.

2.7 Выбор питательного насоса

Выбор питательного насоса осуществляется по обеспечению парогенератора питательной водой, максимальное потребление которого определяется максимальным расходом ее парогенераторами с запасом 5¸8%

Для барабанных парогенераторов давление в питательном патрубке насоса, необходимое при подаче, определяется по формуле:

Рн = рб+Dрб+рст+Dрсн , (2.13)

Где рб –избыточное номинальное давление в барабане, мпа

Dрб – запас давления на открытие предохранительных клапанов, мпа

Dрб =0.08 рб

Рст – давление столба воды от уровня оси насоса до уровня воды в барабане, мпа

Рст = Нн*r*g*10-6 , (2.14)

Dрсн – сумма потерь давления в напорных трубопроводах, мпа

Рб = 14.0 мпа; Dрб = 1.12 мпа; r = 800 кг/м3; (при t = 240°C); Нн = 28 м.

Рст = 28·9.81·800·10-6 = 0.22 мпа.

Dрсн = (15¸20%). Подставляя эти значения в (2.11) получим:

Рн = (1.12+14.0+0.22)·1.15 = 17,641 мпа

Расчетное давление на всасывающем патрубке, мпа:

Рв = рд + рст.в - Dрсв , (2.15)

Где рд = 0.73 мпа – давление в деаэраторе

Рст.в = rghв·10-6 – давление столба воды от уровня ее в баке аккумуляторе до оси насоса Нв, мпа

Dрсв – потери давления в трубопроводе от деаэратора до насоса, мпа

При t = 160°C r = 907.4 кг/м3; Нв = 16 м

Рст.в = 16·9.818907.4·10-6 =0.142 мпа.

Dрсв » 0.05 мпа, тогда получаем:

Рв = 0.588+0.142- 0.05 = 0.68 мпа.

Повышение давления воды, которое будет создавать насос, мпа:

Dрпн = (рн – рв)·y

Где y =(1.05¸1.1)-коэффициент запаса по давлению.

Dрпн =(17,641-0.68)·1.05 =17.41мпа .

Давление в нагнетательном патрубке с учетом коэффициента запаса yрк:

yрк =1.05·рн =18,3 мпа.

С учетом запаса воды (и повышения давления) выбираем насосы электрические (ПЭН) следующей марки 2хпэ 720-185:

Dпв.макс =1.08·Dп = 640·1.08 =691,2 т/ч

Максимальный расход воды 720 т/ч, максимальный напор 2030м.

Питательная вода из ДПВ

Основной Резервный

Насос насос

Питательная вода в систему регенерации

Рисунок 2.3 - Питательные насосы

2.8 Выбор котла

Осуществляется по максимальному расходу пара на турбину с учетом потерь на продувку и в паропроводе, что составляет 2,5%, а так же по давлению свежего пара. Поэтому исходя из всего выше сказанного по таблице выбираем котел. Более целесообразно в этой тепловой схеме будет поставить следующие типы котлоагрегатов:

Еп-640-140 или Е-420-140.

3. Разработка мероприятий по очистке

Поверхностей нагрева котла

3.1 Очистка внешних поверхностей нагрева

3.1.1 Назначение и принцип работы установки дробевой очистки

Надежность и экономичность работы котельных установок во многом определяется загрязненностью поверхностей нагрева. При сжигании мазута происходит интенсивное загрязнение конвективных поверхностей нагрева с образованием связанных отложений, что приводит к

-    Увеличению аэродинамического сопротивления газового тракта котла;

-    Снижению коэффициента теплопередачи;

-    Повышению температуры уходящих газов;

-    Снижению КПД котла.

Для поддержания стабильных технико-экономических показателей котла применяют средства профилактической очистки, наиболее эффективным из которых для опускных газоходов является дробевая очистка.

Установка дробевой очистки (УДО) предназначена для регулярной профилактической очистки конвективных поверхностей нагрева от золовых отложений. При дробевом способе очистки используется кинетическая энергия свободно падающей металлической дроби округлой формы размером 4 – 6 мм. Для очистки поверхностей нагрева дробь, поднятая на верх конвективной шахты, направляется в газоход и равномерно распределяется по его сечению. Каждая дробинка многократно участвует в процессе очистки и сбивает золу с поверхностей нагрева, расположенных на пути ее движения. Сбитые частицы золы уносятся потоком дымовых газов за пределы конвективной шахты, а отработавшая дробь собирается в бункерах под конвективной шахтой и вновь поднимается на верх котла для дальнейшего ее использования.

3.1.2 Техническое описание установки дробевой очистки и ее узлов

Схема установки дробевой очистки изображена на чертеже 4. Установка дробевой очистки состоит из двух контуров циркуляции дроби, осуществляющих следующие функции

-    Транспортирование дроби на верх котла и ее отделение от транспортирующего ее воздуха;

-    Подача дроби в конвективную шахту и равномерное ее распределение по сечению газохода;

-    Отделение дроби от золы и хранение дроби между циклами очистки.

Необходимые напор и расход воздуха для пневмотранспорта создают турбовоздуходувки типа ТВ-80-1,6.

Контур установки дробевой очистки включает следующие узлы:

-    Дробеуловитель (1) служит для улавливания дроби, подаваемой на верх котла, и отделения ее от транспортирующего воздуха.

-    Дозатор дроби (2) предназначен для распределения дроби в потолочные разбрызгиватели и ее порционной подачи в котел. Внутри дозатора находится поворотное корыто с двумя отсеками, расположенными по разные стороны от оси вращения и поочередно располагающимися под выходным патрубком дробеуловителя. После заполнения отсека определенным количеством дроби корыто под действием веса дроби поворачивается и дробь из отсека высыпается в расположенный под ним отсекатель газов. Дробь из дробеуловителя начинает заполнять другой отсек, после заполнения которого корыто поворачивается в другую сторону и дробь поступает во второй отсекатель газов.

-    Отсекатель газов (3) служит для предотвращения поступления дымовых газов в элементы установки дробевой очистки при повышении давления в поворотной камере газохода котла.

-    Шибер-мигалка (4), расположенный на выходе из отсекателя газов, под весом ссыпавшейся на него из дозатора дроби открывается и пропускает дробь в течки, соединяющие отсекатель газов с потолочными разбрызгивателями дроби. Изменением расстояния от груза до оси рычага шибера-мигалки регулируется плотность прижатия шибера.

-    Потолочные разбрызгиватели дроби (5) предназначены для равномерного распределения дроби по сечению конвективной шахты котла.

-    Влагоотделитель (6) служит для предотвращения поступления влаги в нижние узлы установки при возникновении течи в котле. В процессе очистки котла влагоотделитель выполняет функции отсеивания золы от дроби. Для исключения присосов воздуха в газоход котла у открытого конца отвода влагоотделителя необходимо установить заслонку мигалку.

-    Шибер (7) осуществляет выбор той или иной функции влагоотделителя. Управляется шибер обслуживающим персоналом вручную.

-    Сепаратор (8) предназначен для улавливания крупных кусков шлака, обмуровки, огарков электродов и других посторонних предметов, поступающих из котла вместе с дробью, и хранения дроби. Улавливание крупных кусков происходит на выдвижной сетке. Дробь хранится под выдвижной сеткой. Запорным органом для дроби служит корыто, размещенное в питателе дроби (10). В верхней части сепаратора расположены два клапана (15), посредством рычагов соединенных с пневмоцилиндрами (9). Клапаны служат для подачи атмосферного воздуха на отсеивание золы от дроби при работе установки дробевой очистки. Пневмоцилиндры резиновым рукавом соединены с трубопроводом подачи воздуха к эжектору (12) для транспорта дроби на верх котла.

Страницы: 1, 2, 3, 4