ГРЭС 1500 Мвт (стр. 2 из 11)
tпвд= tп.в.-tд/n = 265-164.2/3=33,6ºС
Где n - число подогревателей высокого давления.
tпвд3=164,2+33,6= 197,8°С
tпвд2= 197,8+33,6=231,4°С
tпвд1=231,4+33,6=265°С
4) Определяем температуры насыщения пара в отборах, как сумму температуры за подогревателем и величины недогрева. (для пнд dtns=3ºС, для пвд dtns=5ºС):
Для пнд:
tns9 = tпнд9 + dtns =54,9 + 3 = 57,9ºС
tns8=tпнд8+dtns=78,1+3=81,1ºС
tns7=tпнд7+dtns=101,3+3=104,1ºС
tns6=tпнд6+dtns=124,5+3=127,5ºС
tns5=tпнд5+dtns=147,4+3=150,4ºС
для пвд:
tns3 = tпвд3 + dtns=197,8+5=202,8ºС
tns2 = tпвд2 + dtns=231,4+5=236,4ºС
tns1 = tпвд1 + dtns=265+5=270ºС
5) По температурам насыщения из таблиц «Теплофизические свойства воды и водяного пара» уточним давление в отборах.
Р9=0,18 бар
Р8=0,49 бар
Р7=1,16 бар
Р6=2,49 бар
Р5=4,75 бар
Р4д=7 бар
Р3=16,55 бар
Р2=31,13бар
Р1=55,05 бар
Определяем долю расхода пара на отбор :
ai=Gi/G
a1=27,1/382,6=0,0708
a2=40,97/382,6=0,107
a3=21,38/382,6=0,0558
a4=9,4/382,6=0,0243
a5=12,8/382,6=0,0331
a6=12,3/382,6=0,0318
a7=9,4/382,6=0,0243
a8=3,58/382,6=0,009
a9=7.7/382,6=0,019
aк примем исходя из условия, что расход в конденсатор составляет 0,674
Sai=1,04
3) На h-s диаграмме по известным данным отложим параметры отборов.
h01= 3010-2975=35 кДж/кг
h02=2930-2875=55 кДж/кг
h03=3360-3340=20 кДж/кг
h04=3240-3218=22 кДж/кг
h05=3040-3015=25 кДж/кг
h06=2910-2875=35 кДж/кг
h07=2790-2750=40 кДж/кг
h08=2675-2620=65 кДж/кг
h09=2430-2375=55 кДж/кг
(Этот раздел (3) советую проверять)
Определение размеров регулирующей ступени.
Диаметр регулирующей ступени определяется величиной теплового перепада, и отношением U/C1
1)Тепловой перепад на регулирующую ступень выбирается для конденсационной турбины большой мощности h0рс = 100 кДж/кг
1) Принимаем степень реакции. r = 0, 14
2) Определяем теплоперепад.
h0с = h0рс´(1-r) = 100´(1-0,1) = 86 кДж/кг
3) Определяем скорость пара на выходе из сопел.
С1= 44,72´f´h0с = 44,72´0,94´Ö86= 389,8м/с
Где ~ =0,94 – скоростной коэффициент сопел
4) Принимаем отношение скоростей наивыгоднейшее для данной ступени.
U/Сф = 0,45
5) Определяем окружную скорость
U = С1´(U/Сф) = 389,8´0,45= 175,4м/с
6) Определяем средний диаметр ступени
dср = 60´U/pn = 60´219,2/3,14~3000 = 1,11м.
Где p=3,14 n = 3000 об./мин.
Определяем размер 1 не регулируемой ступени.
Задаемся рядом тепловых перепадов.
Для активной ступени, примем тепоперепад ступени равным h0 =
60 кДж/кг. (для активной 30-60 кДж/кг),
Степень реакции примем r = 0,2
1) Определяем скорость пара на выходе из сопел.
С1= 44,72´f´Öh0.1. = 44,72´0,95´Ö60 = 329,1м/с
Где ф = 0,95 - скоростной коэффициент сопел;
2) Задаем отношение скоростей для 1 не регулируемой активной ступени.
U/Сф = 0,45
3) Определяем окружную скорость 1 не регулируемой ступени.
U = С1´(U/Сф) = 329,1´0,45 = 148,1м/с
4) Определяем средний диаметр 1 не регулируемой ступени
dср = 60 U/p´n = 60´148,2/3,14´ 3000 = 0,94 м.
Где и =3,14 п = 3000 об./мин.
5) Определяем высоту сопловой решетки.
L1=10³´Gчвд´V1t/pdср´m´С1t´sina1´е
Где Gчвд – расход пара на чвд, рваный 336 кг/с
V1t - удельный объем пара в конце изоэнторпийного расширения в соплах, определяется из hs диаграммы. И равен 0,028 м'/кг
С1t – Теоретическая скорость истечения пара из сопловой решетки.
С1t=44,724Öh0.1=346 м/с
е – степень парциальности, принимается равным единице.
a1э – эффективный угол выхода потока из сопловой части. Принимаем 12°.
m - коэффициент расхода сопловой решетки 0,97
L1=50 мм
Высота рабочей решетки первой не регулируемой ступени.
L2=L1+D1+D2 мм. Значения D1 – внутренней, D2 – внешней перекыш принимаем из таблиц. D1=1мм, D2=2,5 мм
L2=53,5 мм.
Построим треугольники скоростей для 1 не регулируемой ступени.
Масштаб: в 1 мм – 5 м/с
Построив входной треугольник, находим угол входа на рабочие
лопатки b1=23°, и W1=180 м/с.
Для построения выходного треугольника, найдем выходной угол
рабочих лопаток
b2=b1-(2°¸4°), b2=20°
Располагаемый теплоперепад на рабочих лопатках:
h02=r´h0=0,2´60=12 кДж/кг
Найдем энергию торможения пара перед рабочими лопатками:
hw1=hw1²/2000=180²/2000=16,2 кДж/кг
Найдем полное теплопадение на рабочих лопатках:
h02*=h02+hw1=12+16,2=28,2 кДж/кг
Относительная скорость на выходе из рабочих лопаток.
W2= 44,72´y´Öh02=223 м/с
где y=0,94
из полученных данных строим выходной треугольник. 
По треугольнику находим угол a2=50°;
абсолютную скорость пара за ступенью
С2=100м/с.
Полученные данные заносим в таблицу 1.
Ориентировочный расчет последней ступени.
Определяем диаметр последней ступени, высоту сопловой и рабочей лопаток, и теплового перепада.
1) Диаметр последней ступени
 |
dz=ÖDz´V2z´l/p´C2z´sina
где Dz – расход пара через ЧНД, равен 211 кг/с
V2t – удельный объем пара за рабочей решеткой последней ступени,
равен 39 м³/кг
С2z – абсолютная скорость пара за последней ступенью.
принимаем 240 м/с
l - отношение диаметра к длине рабочей лопатки.
l=dz/L2zl=2,43;
a2z – угол потока абсолютной скорости; принимаем 90°
Подставив приведенные значения, получим:
dz=5,7 м, так как в данной турбине ЧНД выполнена двухпоточной,
dz=dz/2=5,7/2=2,39м.
Определим окружную скорость.
Uz=dz´p´/60 = 2,39´3,14´3000/60 = 375,23 м/с
где n – число оборотов турбины, n=3000
Угол выхода b2 находим по формуле:
b2=arcsin´C2z´sina1z =36°
W2zгде a1z=33°
W2z находим по треугольнику скоростей W2z=440 м/с
масштаб: в 1мм 5м/с
3) Определим длину рабочей лопатки.
L2z=dz/l=2,39/2,43=0,983 м.
4) Определяем скорость пара на выходе из сопел.
С1=Uz´(U/Сф) = 375,32´0,7 =263 м/с.
Где (U/Сф) – нивыгоднейшее соотношение скоростей для последней ступени. Для реактивных ступеней принимаем 0,7.
5) Определим угол входа b1 по треугольникам скоростей. b1=40°
6) Определяем теплоперепад в соплах последней ступени.
h0с=1/2000[(C1/j)²-mс´С2пр²] кДж/кг
Где j=0,95
mс для реактивной ступени равна единице.
C2пр=0,75´С2z = 240´0,75 = 180 м/с
Подставив имеющиеся данные получим:
h0с=22,1 кДж/кг
7) Определяем теплоперепад срабатываемый на рабочих лопатках.
h0л=1/2000[(W2/y)²-W1]
где y - скоростной коэффициент рабочих лопаток, y=0,95
W1 находим по треугольнику скоростей, W1= 210 м/с.
Подставив имеющиеся данные получим:
h0л =85,2кДж/кг
8) Определяем теплоперепад последней ступени.
h0z=h0с+h0л= 22,1+85,2= 107,3 кДж/кг
9) Определяем степень реакции ступени:
r=h0л/h0и=85,2/107,3=0,79.
Таблица 1.
4. Определение показателей тепловой экономичности при номинальном режиме.
4.1 Определение удельного расхода пара.
Мерой технического совершенства конденсационного турбоагрегата в первом приближении может служить удельный расход пара d0
d0= D0 = 1500000 =3 кг/кВт *ч
Wэ 500000где D0 расход пара на турбину в кг/ч; Wэ электрическая мощность турбоагрегата, в кВт/ч.
4.2 КПД ГРЭС.
Общий КПД энергоблока составляется из четырех КПД.
hс=hпг*hтр*hту*hсн
hср КПД собственных нужд 0,95
где hпг – КПД парогенератора, hпг=0,9175
hтр – КПД транспорта тепла, hтр= 0,985
hту – КПД турбоустановки равен: hту= 3600qту
где qту – удельный расход тепла на турбоустановку
qту= Qту =4164860000 = 8329,72 кДж/(кВт/ч)Wэ 500000
где Qту расход тепла на турбоустановку
Qту= D0(h0-hп.в.)+Dпп(hпп``-hпп`)=
= 1500000(3365-1156)+1252000(3580-2900)= =4164860000 кВт
hту= 3600 = 3600 =0,43qту 8329,
тогда КПД энергоблока будет равен:
hс=0,92*0,985*0,43*0,96= 0,37
Так как на проектируемой ГРЭС устанавливается три одинаковых энергоблока, то общий КПД ГРЭС будет равен КПД блока.
4.3 Определение удельного расхода условного топлива.
удельный расход условного топлива (нетто) определяется по формуле:
bу= 34,12 = 34,12 = 92,21г/МДж=332 г/кВт
hс 0,375. Определение максимального часового расхода условного топлива.
Максимальный часовой расход условного топлива будем считать по формуле.
Вmax= n´Qка.max´4,19/10³hка´Qраб. усл.
Где n – число котлов;
Qка max - максимальный расход тепла на парогенератор;
Qраб. усл – низшая теплота сгорания условного топлива 7000 ккал или 29330 кДж;
hка – КПД котлоагрегата;
Ву.max = n´4562850000 ´4,19/10³= 510,т/ч0,92´7000
Максимальный часовой расход натурального топлива будем считать по формуле
Вmax= n´Qка.max´4,19/10³hка´Qраб. нат.
Где n – число котлов;
Qка max - максимальный расход тепла на парогенератор;
Qраб. усл – низшая теплота сгорания натурального топлива (экибастузский каменный уголь марки СС) 4000 ккал или 16760 кДж;
hка – КПД котлоагрегата;
Вн.max= n´4562850000 ´4,19/10³= 893,т/ч0,92´4000