Katedra za toplotnu tehniku ​​i hidrauliku

Rad na kursu

"Proračun toplotne šeme CHP"

Nastavno pomagalo

Specijalitet: 250200 – hemijska tehnologija neorganske supstance, 100700 - industrijska toplotna energija

Cherepovets

Razmatrano na sjednici Katedre za toplotnu tehniku ​​i hidrauliku, Protokol broj 3 od 11.11.1998.

Odobreno od strane uredničke i izdavačke komisije Inženjersko-tehničkog instituta ChSU, protokol br.

Kompajler: E. L. Nikonova

Recenzenti: N. N. Sinitsyn - Ph.D. tech. nauka, vanredni profesor (CSU);

N. S. Grigoriev - dr. tech. nauka, vanredni profesor (CSU)

Naučni urednik:

© Državni univerzitet Čerepovec, 2002

UVOD

Svim industrijskim preduzećima potrebna je i toplotna i električna energija. Kompleks instalacija i jedinica koje proizvode i transportuju toplotu i električnu energiju do potrošača naziva se sistem snabdevanja toplotom i električnom energijom preduzeća.

Za razliku od električne energije, toplota (posebno kada je rashladna tečnost para) se ne može ekonomično isporučiti na veoma velike udaljenosti, tako da je svakom preduzeću potreban sopstveni izvor toplote potrebnih parametara. Takvi izvori su kombinovane toplotne i elektrane (CHP), koje proizvode kombinovanu toplotnu i električnu energiju.

CHP elektrane pružaju veću uštedu goriva u odnosu na odvojenu proizvodnju toplote i električna energija.

Ovo nastavno sredstvo namijenjeno je studentima specijalnosti 250200, 100700, koji moraju posjedovati vještine kompetentnog upravljanja projektovanjem i radom savremene proizvodnje, koja predstavlja kombinaciju tehnoloških i termičkih procesa i pripadajuće tehnološke i toplotnoenergetske opreme.

U priručniku za obuku predstavljeni su sljedeći dijelovi: „Opis termičke šeme CHP postrojenja“, „Kompilacija termičke šeme CHP postrojenja“, „Proces ekspanzije pare u turbini“, „Proračun termičke shema CHP postrojenja”, „Proračun mrežne toplane”, „Određivanje protoka referentno gorivo“, “Konstrukcija ciklusa grijanja u T-S dijagramu”. Dat je primjer proračuna. Priručnik sadrži sve referentni materijal potrebno za proračune.

Priručnik je posvećen proračunu sheme termoelektrane koja radi po ciklusu grijanja sa povratom topline, a ima za cilj konsolidaciju teorijskih znanja studenata, upoznavanje sa opremom i tehnološkim procesima koji se odvijaju u kogeneraciji, metodama termotehnike. proračuni za CHP opremu.

1. Opis principa termičkog dijagrama parne elektrane

Termoelektrana(TE) je kompleks opreme i uređaja čija je svrha pretvaranje energije prirodnog izvora u električnu i toplinsku energiju.

Parnoturbinske termoelektrane kao radnu toplotu koriste vodenu paru koja vrši regenerativni ciklus, tj. termoenergetski ciklus sa ekstrakcijom pare iz turbine za regenerativno zagrijavanje napojne vode u miješajućim ili površinskim regenerativnim izmjenjivačima topline.

principijelan termička šema prikazuje vezu glavnog tehnološke opreme u procesu proizvodnje toplotne i električne energije prema datom ciklusu.

Šematski dijagram CHP je prikazan na sl. 1. Gorivo se sagorijeva u peći generatora pare (SG), dok se napojna voda zagrijava, ključa i isparava, stvarajući zasićenu vodenu paru. Para se dovodi u pregrijač (SH), u kojem se zagrijava pri konstantnom pritisku do temperature T 0 .

Pregrijana para s parametrima R 0 i T 0 ulazi u I i II stepen (odjeljke) turbine, gdje radi, stvarajući energiju u električnom generatoru (EG). Ispušna para ulazi u barometarski kondenzator (BC). Ovdje se para kondenzira i šalje do prvog grijača nizak pritisak(PND 1).

Da bi se povećala termodinamička efikasnost ciklusa smanjenjem odvođenja toplote u okolinu smanjenjem protoka pare koja ulazi u kondenzator, koristi se regenerativno zagrevanje napojne vode. Regenerativno grijanje napojne vode- to je zagrijavanje kondenzata koji se šalje u generator pare i dodatne vode parom iz turbinskih ekstrakcija. U zavisnosti od tipa postrojenja, parametara pare i napojne vode, parna turbina može imati različit broj odvoda pare (od 2 do 9), jedan ili dva od ovih odvoda su podesivi, para iz kojih se koristi za snabdevanje toplotom. Regenerativno grijanje se izvodi u nekoliko uzastopno lociranih grijača. Glavni uslov za normalan rad ovih postrojenja je da pritisak napojne vode bude veći od pritiska grejne pare (da bi se izbeglo ključanje zagrejanog medija). Regenerativno zagrijavanje napojne vode u TE na optimalnu temperaturu omogućava značajnu uštedu goriva i smanjenje troškova.

Regenerativni grijači su uglavnom vertikalni.

Shema regenerativnog grijanja također uključuje grijač tipa miješanja - odzračivanje. Ne samo da zagrijava napojnu vodu (miješanjem), već i uklanja agresivne plinove iz vode.

Zagrijana napojna voda se dovodi u generator pare, gdje poprima visok energetski potencijal, pretvara se u paru i ulazi u parnu turbinu. Dio pare prolazi kroz nekoliko stupnjeva turbine, uzima se iz nje na povišenim parametrima i šalje se na regenerativno grijanje. Ostatak pare prolazi kroz sve faze turbine. Izduvna para ovog toka, koji ima nizak energetski potencijal, ulazi u kondenzator. Latentna toplota isparavanja se tada gubi. Latentna toplina isparavanja parnih tokova odabranih za regeneraciju vraća se u ciklus sa napojnom vodom. Toplina toka pare odabranog za opskrbu toplinom prenosi se na vodu u mreži.

Mrežna voda za potrebe opskrbe toplinom proizvodi se u mrežnom ili vršnom grijaču.

Glavni grijači mreže se napajaju parom iz kontrolirane ekstrakcije.

Vrhunski grijači uključeni su u krug za vrijeme vršnih grijnih opterećenja (na primjer, sa značajnim smanjenjem temperature vanjskog zraka) i napajaju se "živom" parom iz generatora pare, prolazeći kroz redukcijsko-hlađenu jedinicu, što smanjuje "živu" paru iz generatora pare. ” parametara pare (pritisak i temperatura) na potrebne količine.

Sav kondenzat teče iz kondenzatora, grijača mrežna voda, grijalice visokog pritiska, niskotlačni grijači, kao i dodatak hemijski tretirane vode odvode se u deaerator.

Kondenzat u HPH ima veće parametre od medija u deaeratoru, a kondenzat u LPH 1 ima veće parametre od para u LPH 2. Mogu se koristiti kao medij za grijanje. Zbog razlike u tlaku, ti tokovi kondenzata se usmjeravaju na LPH 1 kroz sifone za paru (propuštaju kondenzat, ali ne propuštaju paru).

Izbor opreme i proračun pokazatelja toplotne efikasnosti termoelektrane

4. Opis termičke šeme CHP

Osnovni toplotni dijagram je osnova projektovane elektrane. Kao rezultat proračuna, određuje se protok žive pare do turbine, za kontrolu ispravnosti izbora početnih podataka koriste se vrijednosti energetskih indikatora ( specifična potrošnja referentno gorivo za svaku vrstu proizvedene energije). Termička šema stanice uspostavlja odnos između glavnih i pomoćnih jedinica koje učestvuju u proizvodnji električne i toplotne energije koja se isporučuje vanjskim potrošačima.

U principu, termička šema novog tipa elektrane (agregata) se razvija na osnovu postojećih teorijskih studija, radnog iskustva postojećih elektrana, novih tehničkih prijedloga i rezultata tehničko-ekonomskih proračuna.

Izrada toplotnog kruga CHP postrojenja ima niz karakteristika. U CHP sa industrijskim i opterećenje grijanja instalirati grijaće turbinske jedinice od dvije ili tri razne vrste(PT, R, T) tehnološki međusobno povezani. Tako su uobičajeni vodovi industrijske parne ekstrakcije pare turbina PT i R, vodovi povratnog kondenzata vanjskih potrošača, dopunske vode, dopunske vode toplinske mreže. Međutim, instalacije mrežnog grijanja se obično izvode pojedinačno za svaku turbinu tipa T ili PT. U tako složenom CHP postrojenju sa različitim tipovima turbinskih jedinica, termalna shema u principu uključuje jednu turbinsku jedinicu svakog tipa. Glavni termički dijagram takve CHPP uključuje šeme opskrbe parom i toplom vodom, kao i regenerativno grijanje vode za svaku turbinsku jedinicu, pripremu dopunske i dopunske vode.

Za kogeneracije sa industrijskim i toplotnim opterećenjima i različitim tipovima grejnih turbinskih jedinica (PT, R, T) koji su međusobno tehnološki povezani (linije odsisavanja industrijske pare, zagrevanje nadopunske i dopunske vode i povratnog kondenzata), dijagram toplotnog kola je sastavljen kao jedan dijagram koji se sastoji od povezanih shema jedinica različitih tipova.

Šematski dijagram opskrbe toplinom uključuje:

1 turbina PT-60/75-130/13;

1 turbina T-50/60-130;

3 parna kotla tip E-320-140;

2 vršna vrelovodna kotla KV-TK-100;

Regenerativni grijači napojne vode;

Glavne pumpe (kondenzat, dovod, mreža);

Deaeratori napojne i mrežne vode;

Dopunski čvorovi glavnog ciklusa stanice i toplinske mreže;

Jedinica za opskrbu toplinom od vanjskog potrošača.

Parni kotlovi serije "E" dizajnirani su za proizvodnju zasićene pare koju troše poduzeća svih industrija za tehnološke, grijanje i kućne potrebe. Kotao E-320-100 sa prirodnom cirkulacijom vode. Prirodna cirkulacija nastaje u zatvorenom krugu zbog razlike u gustoći smjese u dovodnim i usponskim cijevima.

Para se dovodi u srednji dio turbine kroz dva zaustavna ventila i četiri kontrolna ventila. Na turbinu je spojen jedan visokotlačni grijač (HPH) koji se napaja parom iz odvoda i izlazne cijevi. Turbinsko postrojenje ima i odzračivač.

Turbina T - 50/60-130.

T - turbina sa odvodom toplote;

50 - nazivna snaga turbine, MW;

60 - maksimalna snaga turbine (sa odvodima), MW;

130 - pritisak pare ispred turbine, atm. (13,0 MPa).

Kogeneracijska parna turbina T-50/60-130 je dizajnirana za pogon električni generator i ima dva izlaza za odvod topline za dovod topline za grijanje.

U postrojenju za termičku obradu turbine tipa "T" postoje tri faze zagrevanja vode mreže:

Grijač za odvođenje topline za niže odvođenje pare (grijanje do 85°C);

Toplotni usisni grijač gornje parne ekstrakcije (do 140°C);

Vrhunski kotao za toplu vodu (do 180 - 200°C).

Redoslijed tehnološkog procesa: para nastala u kotlovima šalje se parnim cjevovodima do cilindra turbine.

Para u turbini PT - 60/75-130/13 iz odvoda ulazi u visokotlačni grijač (HPH) za zagrijavanje napojne i glavne otpadne vode, za potrebe procesnih potrošača.

Para u turbini T-50 / 60-130, razrađena u svim fazama HPC-a, ulazi u LPC, nakon čega ulazi u kondenzator. U kondenzatoru se izduvna para kondenzuje usled toplote koja se predaje rashladnoj vodi, koja ima sopstveni cirkulacioni krug, a zatim se pomoću kondenzatnih pumpi glavni kondenzat šalje u sistem za regeneraciju. Ovaj sistem uključuje 2 PS i odzračivač. Sistem regeneracije je dizajniran za zagrijavanje napojne vode na ulazu u kotao do određene temperature. Ova temperatura ima fiksnu vrijednost i navedena je u pasošu turbine.

Grejači su površinski izmenjivači toplote, voda u njima se zagreva toplotom pare koja se uzima iz turbine. Odvodi iz grijača se odvode ili u prethodni grijač ili uz pomoć drenažne pumpe do tačke mešanja. Nakon što glavni kondenzat prođe 2 PS, ulazi u deaerator, čija glavna svrha nije zagrijavanje vode, već pročišćavanje od kisika, što uzrokuje koroziju metala cjevovoda, sitastih cijevi, cijevi pregrijača i druge opreme. Istovremeno, da bi se proces odzračivanja u principu odvijao u deaeratorima, mora se održavati temperatura zasićenja.

Glavni kondenzat, koji je prošao kroz 2 PS i proces čišćenja od agresivnih gasova, šalje se na napojne pumpe koje stvaraju potreban pritisak i šalje se u HPH grupu koja se sastoji od dva grejača. Voda koju ima striktno određene parametre i ispunjavanje standarda hemijska kontrola, naziva se napojnom vodom i šalje se u kotao.

Napojne pumpe. Snabdijevanje kotlova vodom mora biti pouzdano. Ako nivo vode padne ispod dozvoljenih granica, cijevi kotla mogu se ogoliti i pregrijati, što može dovesti do eksplozije kotla. Kotlovi sa pritiskom iznad 0,07 MPa sa kapacitetom pare od 2 t/h i više moraju imati automatski regulatori ishrana.

Za napajanje kotlova ugrađene su najmanje dvije pumpe, od kojih jedna mora biti na električni pogon, a druga na paru. Učinak jedne električne pumpe mora biti najmanje 110% nominalnog kapaciteta svih radnih kotlova. Prilikom ugradnje nekoliko pumpi sa električnim pogonom, njihov ukupni učinak također mora biti najmanje 110%.

Pumpa za kondenzat. Performanse kondenzatne pumpe jednake su satnoj brzini protoka kondenzata iz procesnog potrošača. Ovom protoku treba dodati i protok kondenzata iz grijača mreže, jer se u slučajevima povećane tvrdoće kondenzat ispušta u rezervoar kondenzata za potrebe opskrbe toplom vodom.

Mrežna pumpa za sisteme grejanja i ventilacije. Ova pumpa se koristi za cirkulaciju vode u mreži grijanja. Odabire se prema potrošnji vode iz mreže iz proračuna termičke sheme. Mrežne pumpe su instalirane na povratna linija toplovodne mreže, gde temperatura vode u mreži ne prelazi 70 0 S.

Razvio se pritisak mrežna pumpa, odabire se ovisno o potrebnom pritisku kod potrošača i otpornosti mreže sa marginom od 10%.

Pumpa za napajanje. Dizajniran da nadoknadi curenje vode iz sistema grijanja, količina vode potrebna za pokrivanje curenja određuje se u proračunu termičke sheme. Performanse pumpi za dopunu se biraju jednake dvostrukoj količini vode koja je primljena da bi se nadoknadilo moguće nadopunjavanje u nuždi.

Potreban pritisak pumpi za dopunu određen je pritiskom vode u povratnom vodu i otporom cevovoda i fitinga na liniji za dopunu, broj pumpi za dopunu mora biti najmanje 2, od kojih je jedna pričekaj.

ROU su dizajnirani da smanje pritisak i temperaturu pare kako bi:

Obezbeđivanje sistema za snabdevanje toplotom rezervnom parom (direktno od parni kotlovi) u slučaju gašenja kogeneracijskih parnih turbina ili pojave vršnih toplotnih opterećenja;

Podešavanje parametara pare iz turbinskih ekstrakcija ili turbina protiv pritiska na vrijednosti koje zahtijeva potrošač.

Potrošači toplote u sistemima za snabdevanje toplotom su sistemi grejanja, ventilacije i klimatizacije, sistemi za snabdevanje toplom vodom (PTV), termoenergetske tehnološke jedinice.

U sistemima grijanja stambenih i javne zgrade uglavnom se koristi kao rashladno sredstvo vruća voda pri maksimalnoj temperaturi na ulazu u grijač t = 105?95 0 C. Za jaslice i vrtiće, bolnice t = 85 0 S. stepeništa t \u003d 150 0 S. Ograničenje temperature rashladne tekućine

t = 95?105 0 C za prostorije stambenih i javnih zgrada nastaje zbog raspadanja i suve sublimacije organske prašine (na temperaturi od 65?70 0 C, intenzivnije pri t ? 80 0 C). By sanitarni standardi površinska temperatura grijač ne bi trebalo da pređe 95 0 C (t o.p? 95 0 C).

Temperatura vode za snabdevanje toplom vodom treba da bude u granicama od 60?70 0 C. Projektna temperatura t 1 mrežne vode u dovodnom cevovodu pretpostavlja se 130 0 C ili 150 0 C. Prema tehničko-ekonomskim uslovima, dozvoljeno je uzeti t 1 više (do 200 0 C) ili niže (do 95 0 C).

Za opskrbu gradova toplinom u većini slučajeva koriste se dvocijevni vodovodni sistemi. Mreža grijanja se sastoji od dva paralelna cjevovoda: dovodnog i povratnog. Preko dovodnog cjevovoda vrši se opskrba toplom vodom od stanice do pretplatnika, povratni cevovod rashlađena voda se vraća u stanicu. Primarna upotreba u gradovima dvocevni sistemi zbog činjenice da su pogodni za opskrbu toplinom homogenih potrošača, odnosno sustava grijanja i ventilacije koji rade u istim režimima. U isto vrijeme, sve snabdjeveno toplotnu energiju ima jedan potencijal (voda iste temperature na datoj vanjskoj temperaturi).

Sistemi za grijanje vode prema načinu povezivanja sistema tople vode podijeljeni su u dvije grupe: zatvoreni (zatvoreni) i otvoreni (otvoreni). IN zatvoreni sistemi ah, voda koja cirkulira u mreži grijanja koristi se samo kao medij za grijanje, odnosno kao nosač topline i ne uzima se iz mreže. IN otvoreni sistemi ah, voda koja cirkuliše kroz toplovodne mreže se djelimično ili potpuno odvaja od potrošača tople vode. Minimalni broj cjevovoda za otvoreni sistem jednak je jedan, za zatvoreni sistem dva.

Šeme za povezivanje sistema grijanja i ventilacije na mreže grijanja mogu biti zavisne i neovisne.

At zavisna shema voda iz toplovodnih mreža direktno ulazi u uređaje za grijanje sistema grijanja i ventilacije.

Uz neovisnu shemu, voda iz toplinskih mreža stiže samo do grijnih mjesta lokalni sistemi i ne ulazi u uređaje za grijanje, već u posebno dizajniranim grijačima zagrijava vodu koja cirkulira u sustavima grijanja i ventilacije i vraća se kroz povratnu toplotnu cijev do izvora topline.

Oprema toplinske točke s ovisnom shemom mnogo je jednostavnija i jeftinija nego s nezavisnom. Međutim, značajan nedostatak zavisnih krugova, koji se sastoji u prijenosu tlaka s mreže grijanja na lokalne sisteme i uređaje za grijanje, u nekim slučajevima prisiljava upotrebu nezavisnih kola pristupanja. Koriste se u slučajevima kada nivo pritiska u povratnoj toplotnoj cevi grejne mreže premašuje dozvoljeni za grejne uređaje lokalnih sistema ( radijatori od livenog gvožđa izdržati maksimum nadpritisak 0,6 MPa) iu nekim drugim slučajevima.

U većini slučajeva sistemi grijanja stambene i javne zgrade priključene su na mrežu za grijanje vode prema zavisnoj shemi s uređajem za miješanje. To se objašnjava činjenicom da je prema SNiP 2-04.05-91 za stambene zgrade, spavaonice, škole, klinike, muzeje i druge zgrade, granična (maksimalna) temperatura rashladne tekućine 95 0 C, dok je Maksimalna temperatura voda u dovodnoj liniji uzima se u većini slučajeva jednaka 150 0 C, a postoji tendencija da se dalje povećanje temperatura vode u mreži.

Glavne prednosti i nedostaci zatvorenih sistema.

Prednosti:

Hidraulična izolacija voda iz česme, koji ulazi u instalacije tople vode, iz vode koja cirkuliše u toplovodnoj mreži. Time se osigurava stabilan kvalitet tople vode koja se isporučuje toplovodnim instalacijama, kao i kvalitet vode iz slavine. Voda koja se isporučuje instalacijama za toplu vodu nije zagađena muljem, muljem, korozivnim naslagama koji padaju u mrežu i grijaće uređaje;

Izuzetno jednostavna sanitarna kontrola sistema tople vode zbog kratkog puta vode iz česme od ulaza u zgradu do česme;

Jednostavna kontrola nepropusnosti sistema grijanja, koja se vrši prema protoku dopune.

Nedostaci zatvorenih sistema su:

Komplikacija opreme i rada toplovodnih pretplatničkih ulaza zbog instalacija bojlera;

Korozija u sistemima za opskrbu toplom vodom zgrada, jer primaju zagrijanu vodu iz slavine koja sadrži kisik (nedostatak odzračivanja);

Nastanak kamenca u bojlerima na toplotnim ulazima sa povećanom tvrdoćom vode iz slavine.

Da obezbedi Visoka kvaliteta snabdijevanje toplotom, kao i ekonomični načini proizvodnje toplotne energije u TE ili u kotlarnicama i njen transport kroz toplovodne mreže, odabire se odgovarajući način regulacije.

U zavisnosti od mesta sprovođenja propisa razlikuju se centralni, grupni, lokalni i pojedinačni propisi. Centralna regulacija se vrši u CHP postrojenju ili u kotlarnici; grupni - na grupnim toplotnim podstanicama (GTP); lokalni - na lokalnim termičkim podstanicama (MTP), koji se često nazivaju pretplatnički ulazi; individualno - direktno na uređaje koji troše toplinu. Da obezbedi visoka efikasnost toplotnom energijom, treba koristiti kombinovanu regulaciju, koja treba da bude racionalna kombinacija najmanje tri nivoa regulacije - centralnog, grupnog ili lokalnog i individualnog.

Efikasna regulacija se može postići samo kroz srodni sistemi automatska regulacija(SAR), a ne ručno, kao što je to bio slučaj u početnom periodu razvoja daljinsko grijanje.

U sistemima daljinskog grijanja vode (DH) u osnovi je moguće koristiti tri centralne metode upravljanja:

Kvalitativna, koja se sastoji u regulaciji oslobađanja topline promjenom temperature rashladne tekućine na ulazu u uređaj uz održavanje konstantne količine (protoka) rashladne tekućine koja se dovodi u kontroliranu instalaciju;

Kvantitativni, koji se sastoji u regulaciji oslobađanja topline promjenom brzine protoka rashladnog sredstva na konstantna temperatura na ulazu u regulisanu instalaciju;

Kvalitativno-kvantitativni, koji se sastoji u regulaciji oslobađanja topline istovremenom promjenom brzine protoka i temperature rashladnog sredstva.

Prilikom automatizacije unosa pretplatnika, glavna aplikacija u gradovima dobila je centralnu regulacija kvaliteta, dopunjen GTP ili MTP kvantitativna regulacija ili doneti regulativu.

Analiza i sinteza sistema automatska kontrola cvjetajući električni pogon

Slika 1.1 – Šema ACS-a podređene regulacije Svaki elektromehanički sistem sastoji se od električnog i mehaničkog dijela. Mehanički dio uključuje rotor motora, pogonsko vratilo i radno tijelo (RO) ...

Utjecaj shema za uključivanje grijača pogonske jedinice termička efikasnost grijanje

Tabela 1.1. Početni podaci za proračun termičke šeme Parametri Oznake Dimenzija Vrijednost 1 Snaga turbine MW 250 2 Početni parametri MPa/C 24,5/550 3 Parametri ponovnog zagrijavanja MPa/C 4...

Modernizacija električne opreme miksera za stočnu hranu

Modernizacija je uvođenje promjena u dizajn postojeće električne opreme kojima se povećava njen tehnički nivo i poboljšavaju njene ekonomske karakteristike...

Oprema za elektrane

Opis termičke šeme bloka. Parna turbina PT-80100-13013 sa izvlačenjem industrijske i grejne pare radi u agregatu sa bubanj kotlom kapaciteta 500 t...

Projekat prve faze BGRES-2 sa turbinom K-800-240-5 i kotlovskom jedinicom Pp-2650-255

Termička šema je prikazana na sl. 2.2 i list 3 grafičkog dijela projekta ...

Projekat izgradnje CHP 500 MW

Šematski termički dijagram sa turbinom T-100-130 prikazan je na slici 2.1. Kao što se vidi iz dijagrama, turbina je dvocilindrična sa dvoprotočnim LPR i jednom kontrolisanom ekstrakcijom. Sistem regeneracije se sastoji od četiri niskotlačna grijača...

Projekt hidroelektrane

Glavni toplotni dijagram (PTS) TE određuje glavni sadržaj tehnološkog procesa pretvaranja toplotne energije u elektrani. Uključuje glavnu i pomoćnu toplotno-energetsku opremu...

Projektovanje i analiza rada ventilskih pretvarača električne energije

GON se sastoji od pravougaonog generatora impulsa sastavljenog na tri NOT elementa (DD1.1-DD1.3) sa otpornikom i kondenzatorom povezanim na njih (R1 i C1). Period generiranih impulsa je jednak, tada će frekvencija impulsa biti jednaka: Hz ...

Dizajn električnog pogona kompresora bušaće opreme SBSh-250MN

Glavna komponenta pogona koja upravlja rotacijom elektromotornog pogona kompresora je niskonaponski kompletan uređaj, koji uključuje tiristorski pretvarač...

Proračun osnovnog termičkog dijagrama T/y T-100/120-130

Turbina tipa T-100/120-130 dvocilindrična sa kontrolisanim odvođenjem toplote parom, nazivne snage 100 MW pri 3000 o/min. Dizajniran za direktni pogon generatora naizmjenična struja 120 MW tip TVF-120-2...

Proračun pojednostavljene sheme parnoturbinskog postrojenja

Projektna šema (PTS) uključuje sve elemente u kojima treba izračunati parametre i protoke pare i vode, kao i cjevovode (vodove) kroz koje radno tijelo prelazak od elementa do elementa...

Proračun ciklusa postrojenje sa kombinovanim ciklusom

atmosferski vazduh, komprimiran u kompresoru, dovodi se u generator pare visokog pritiska koji radi na tečna ili gasovita goriva koja se sagorevaju pod pritiskom. Produkti sagorevanja goriva potrebne temperature (700-1100°C) ulaze u gasnu turbinu...

Sistem za automatizovano upravljanje režimom termoparnog kotla

Fundamentalno električna kola automatizacija su projektni dokumenti koji dešifruju princip rada i rada jedinica automatizacije, uređaja i sistema koji rade iz izvora električne energije...

Komparativna analiza strukture razvodni uređaj visokonaponska plinsko-ulje elektrana (8K-300)

kratak opis turbinsko postrojenje K-300-240 Kondenzaciona parna turbina K-300-240 proizvedena u Lenjingradu fabrika metala(POT LMZ), nazivne snage 300 MW, sa početnim pritiskom pare od 23 ...

Proračun toplinske sheme izvora opskrbe toplinom jedan je od najvažnijih prekretnice dizajn. Target- određivanje kvantitativnih i parametarskih karakteristika glavnih tokova pare i vode, odabir na osnovu ovih karakteristika glavnih i pomoćna oprema, određivanje prečnika cevovoda, snage turbine i kapaciteta prečišćavanja vode. Da biste izvršili proračun, napravite osnovna shema dizajna, koji sadrži sljedeće elemente:

1. Uslovna slika glavna i pomoćna oprema;

2. Jednolinijska slika komunikacija;

3. Parametri rada opreme (pritisak, temperatura, sadržaj toplote);

4. Brzine protoka okoline prema projektnim modovima.

Termička shema se razmatra za četiri karakteristična načina rada. Svaki od njih ima određeno značenje. vanjska temperatura, što odgovara toplinskim opterećenjima grijanja, ventilacije i tople vode.

Prvi mod- maksimalna zima, odgovara izračunatoj temperaturi vanjskog zraka za projektiranje grijanja. Potrebno za provjeru obezbjeđenja osnovne opreme ispod termičkih opterećenja.

Drugi način - odgovara prosječna temperatura najhladniji mjesec. U ovom načinu rada treba osigurati najduži toplinski učinak za tehnologiju, prosjek za najhladniji mjesec toplinske snage za grijanje i prosječno satno opterećenje PTV-a, pod uslovom da najjači kotao za grijanje pare ili vode otkaže. Potrebno je odabrati broj kotlova.

Treći mod- sredinom zime, odgovara prosječnoj temperaturi za grejne sezone. Potrebno je izračunati prosječne godišnje tehničke i ekonomske pokazatelje i odabrati način rada grijanja glavne opreme.

Četvrti način rada- sredinom ljeta, karakterizirano odsustvom toplinskih opterećenja grijanja i ventilacije. Potrebno je izračunati prosječne godišnje tehničke i ekonomske pokazatelje i odabrati način rada grijanja glavne opreme.

Termička opterećenja Tehnološki potrošači u općem slučaju nisu u funkciji vanjskih temperatura, stoga je vezanje naznačenih opterećenja i režima određen vanjskim temperaturama u određenoj mjeri uslovno. Međutim, kako bi se uzela u obzir sva toplotna opterećenja koja se obezbeđuju iz izvora snabdevanja toplotom, tehnološka opterećenja se određuju prema gore navedenim režimima na osnovu podataka o potrošnji toplote prema specifične vrste proizvodna potrošnja. U nedostatku takvih podataka, tehnološko opterećenje se uzima jednakim njegovoj maksimalnoj vrijednosti u prvom, drugom i trećem režimu, au četvrtom se smanjuje za 20-30%.

Proračun termičke sheme se izvodi uzastopno za svaki od četiri načina rada na osnovu slobodne tablice toplinskih opterećenja i projektnih shema. Budući da proračun toplinskog kruga CHP i kotlovnice ima mnogo zajednički elementi, razmotrit ćemo metodu proračuna na primjeru kogeneracije za industrijsko grijanje s potrebnim vrijednostima vezanim za kotlarnice.

Proračun je prikladno podijeljen u nekoliko faza:

1. Definicija početnih podataka.

U ovoj fazi izvode se sljedeće operacije:

a) pojašnjenje toplotnih i električnih opterećenja;

b) izbor tipa izvora i približan sastav glavne opreme i njenih parametara;

c) određivanje procenta ispuhane vode iz kotlova u zavisnosti od kvaliteta izvorne vode i šeme hemijskog tretmana za nju (obično 1,5-5%);

d) određivanje početne temperature sirova voda(obično zimi - 5 0 C, ljeti - 10 ° C);

e) određivanje temperature sirove vode koja ide hemijski tretman(obično 20-40°C);

f) određivanje procenta gubitaka pare i vode u krugu izvora (obično 1,5-2% od ukupnog protoka rashladnog sredstva, isključujući gubitke sa nepovratnim proizvodnim kondenzatom);

g) vrsta toplotnog nosača za zagrevanje vazduha u grejačima, kotlovskim jedinicama (para, topla voda);

h) parametri pare koja se isporučuje u industriju lož ulja (obično 0,9-1,2 MPa; 250-300 °C);

i) utvrđivanje rasporeda temperature vode u mreži.

2. Određivanje potrošnje pare i toplote u projektnim tačkama šeme.

Proračun toplotnih bilansa kruga obično se izvodi u sljedećem redoslijedu.

Jednačina toplotni bilans toplana: Q tu \u003d Q ov + Q gvs, gdje

Q ov - opterećenje grijanja i ventilacije u ovom režimu, GJ / h;

Mrežna potrošnja vode za zatvorene sisteme grijanja:

G sv = , gdje

t ps, t os - temperatura vode direktne i povratne mreže, 0 C;

t in - temperatura povratna voda ventilacioni potrošači, °S.

Količina vode za šminkanje za zatvoreni sistemi jednak broju gubitaka: G subp =G gubici; d Za otvorene sisteme: G subp \u003d G opskrba toplom vodom + G gubici.

Prema normativima, pretpostavlja se da curenje toplotne mreže iznosi 0,5% zapremine vode u cevovodima toplotnih mreža, uzimajući u obzir lokalne sisteme grejanja i ventilacije.

Količina toplote koja se uvodi u sistem sa dopunskom vodom Q subp = G subp ∙t subp, gde se t subp obično uzima jednakim 70 0 C, odnosno minimalnoj vrednosti direktne temperature vode, bez obzira na vanjske temperature.

Na osnovu proračuna toplotne šeme sastavljaju se zbirne tabele toplotnog i materijalnog bilansa za četiri načini dizajna. Osim toga, treba napomenuti da se u drugom režimu, određenom temperaturom najhladnijeg mjeseca, ravnoteža smanjuje bez jednog od najjačih kotlova. Ovo se radi kako bi se provjerila mogućnost obezbjeđivanja opterećenja u slučaju hitnog ili popravnog kvara kotla.

Uvod 5
1. Proračun toplotne šeme PTU CHPP 6
1.1 Opis toplotnog dijagrama industrijske elektrane 6
1.2 Proračun osnovnog toplotnog dijagrama industrijske elektrane 8
1.2.1 Instaliranje regenerativnog zagrijavanja napojne vode i određivanje tlaka iz turbinskih ekstrakcija 8
1.2.2 Određivanje protoka pare i napojne vode 11
1.2.3 Izrada toplotnog bilansa za HPH i određivanje brzine protoka pare iz turbinskih ekstrakcija 13
1.2.4 Proračun deaeratora 15
1.2.5 Izrada toplotnog bilansa prema LPA 17
1.2.6 Definicija električna energija turbine 21
2. Proračun sistema za grijanje vode 23
2.1 Iskaz problema (projektni zadatak) 23
2.2 Određivanje procijenjene potrošnje topline za grijanje, ventilaciju i opskrbu toplom vodom 24
2.2.1 Obračun za mikrookrug A 24
2.2.2 Proračun potrebne količine toplotne energije za pretplatnike B, C, D, D 26
2.2.3 Izrada grafikona toplotnog opterećenja (satnog i godišnje) prema trajanju stajaće vanjske temperature za mikrookrug A 29
2.3 Izgradnja temperaturni graf propis iz CHP 30
2.4 Utvrđivanje procijenjene potrošnje mrežne vode u toplovodnim mrežama 34
2.4.1 Određivanje potrošnje vode u mreži za mikrookrug A 36
2.5 Prikaz potrošnje vode u mreži u zavisnosti od spoljne temperature 37
2.6 Hidraulički proračun toplotne mreže 39
2.7 Termički proračun toplotne cijevi 42
2.7.1 Određivanje gubitka topline 42
2.7.2 Određivanje optimalne (ekonomične) debljine izolacije 45
2.8 Izbor opreme za centralno grijanje (CHP) za mikrookrug A i njegov raspored 47
2.8.1 Proračun izmjenjivača topline za opskrbu toplom vodom 49
Literatura 53

1. Bludenov P. Ya. Izvori i sistemi snabdevanja toplotom preduzeća / Omsk State University. Univerzitet komunikacija. Omsk, 2001.
2. Bazhenov M.I., Bogorodsky L.S. Izrada i proračun osnovne termoparne turbinske elektrane / MPEI. M., 1984.
3. Bazhenov M. I., Bogorodsky A. S. Proračun termičke sheme elektrane s parnom turbinom / MPEI. M., 1963.
4. Bludenov P.Ya., Ovsyannikov V.V. Izvori i sistemi opskrbe toplinom / Omska država. Univerzitet komunikacija. Omsk, 1998.
5. Voda grejna mreža (referentni vodič) / ZAI. M., 1988.
6. Vukalovich MP Teplofizičeskie svoistva vody i vodyanogo vapor [Termofizička svojstva vode i vodene pare]. M.: Mašinostroenie, 1967.
7. Elizarov D. P. Termoelektrane elektrana. Moskva: Energija, 1967.
8. Industrijske termoelektrane / Ed. E. Ya. Sokolova. Moskva: Energija, 1979.
9. Ryzhkin V. Ya. Thermal elektrane. Moskva: Energoatomiz-dat, 1987.
10. Sazanov BV i dr. Industrijske termoelektrane. Moskva: Energija, 1967.
11. Safonov A.P. .Zbirka zadataka za daljinsko grijanje i toplinske mreže / EAI. M., 1968.
12. Sokolov E. Ya. Grejanje i grejne mreže. Moskva: Energija, 1982.
13. Opskrba toplinom. V.E. Kozin, T.A. Levina i drugi / ZAI. M., 1980.

Uvod

Predmetni projekat se sastoji iz dva dela: proračuna osnovne termičke šeme parnoturbinskog postrojenja (STP) (odeljak „Izvori snabdevanja toplotom preduzeća“) i proračuna sistema za grejanje vode (odeljak „Sistemi snabdevanja toplotom preduzeća“).

Otprilike 80% ukupne električne energije proizvedene u svijetu dolazi iz STP-a, u kojima se vodena para koristi kao radni fluid, obavljajući regenerativni ciklus, odnosno termički ciklus sa ekstrakcijom pare za regenerativno zagrijavanje napojne vode u miješalicama ili površinskim grijačima. Parna turbina služi za pretvaranje toplinske energije pare u mehaničku energiju (energija rotacije rotora), a zatim u električnu energiju. Efikasnost STP zavisi od početnih i konačnih parametara pare, kao i od vrste turbina koje se koriste. U skladu sa vrstom tehnološkog opterećenja na STP se koriste sljedeće turbine:

kondenzacija bez kontrolisane ekstrakcije pare (K-6-35);

kondenzacija sa zagrevanjem kontrolisanom ekstrakcijom pare (T-6-35);

kondenzacija sa proizvodno kontrolisanom ekstrakcijom pare (P-6-35/5);

kondenzacija sa dva tipa kontrolisane ekstrakcije pare - proizvodna i grejna (PT-50-130/7);

sa povratnim pritiskom (R-12-90/13).

Toplinska energija koju proizvodi PTU prenosi se različitim (industrijskim i neindustrijskim) potrošačima uz pomoć toplinskih mreža. Kroz centralno toplotne tačke(CHP) toplota se distribuira na grijanje, ventilaciju i opskrbu toplom vodom. Glavni zadatak grijanja je održavanje unutrašnja temperatura sobe na datom nivou. Da biste to učinili, potrebno je održavati ravnotežu između toplinskih gubitaka i toplinskih dobitaka.

Postoji nekoliko shema za povezivanje potrošača tople vode na mreže grijanja: ovisna i neovisna, paralelna i serijska, dvostepena serijska i mješovita. Izbor šeme povezivanja zavisi od specifičnih uslova karakterističnih za datu lokaciju, a određuju ga neki faktori.

Proračun termičke sheme PTU CHPP

Opis toplotnog dijagrama industrijske elektrane

Šematski dijagram termoelektrane (Prilog A) prikazuje tehnološku povezanost svih glavnih elemenata postrojenja i njihovu ulogu u tehnološki proces proizvodnju toplinske i električne energije, određuje smjer glavnih tokova pare, kondenzata, napojne vode, kao i njihove parametre.

Obično se elementi termičke sheme postavljaju na crtež u određenom redoslijedu. U pravilu, u gornjem lijevom uglu nalazi se generator pare (SG), koji ima najviše radne parametre. Preostali elementi su raspoređeni u smjeru kazaljke na satu kako bi se smanjili, a zatim povećali parametri glavnog toka posla. Posljedično, para iz SG (prva faza) se usmjerava kroz cjevovod visokog pritiska u cilindar visokog pritiska (HPC) turbine. Dio pare kroz prvu, drugu i treću ekstrakciju u cilindru šalje se na regenerativno zagrijavanje u visokotlačne grijače PVD1-PVD3 i deaerator. Od posljednje selekcije HPC-a, jedan dio pare (proračunato) ide za potrebe proizvodnje (), drugi ide u niskotlačni cilindar (LPC) turbine. Ima četiri selekcije, preko kojih se manji dio pare distribuira na niskotlačne grijače PND4-PND7, od šeste i sedme selekcije značajan dio pare ulazi u mrežne grijače SP1, SP2 radi održavanja temperaturnog rasporeda u toplotnim mrežama. Ostatak pare, nakon što je prošao poslednju fazu LPC, šalje se u kondenzator.

Kondenzator je cilindrično tijelo sa mesinganim cijevima unutar. Kroz njih teče rashladna voda, koja ulazi u kondenzator, obično na temperaturi od 10-15C. Para struji oko ovih cijevi od vrha do dna, hladi se, kondenzira i skuplja u donjem dijelu tijela.

Uz pomoć kondenzat pumpe (KN), kondenzat prolazi kroz ejektor (EZH), gdje se održava duboki vakuum, zatim se kroz grijač sabirnice (SH) usmjerava na grijače PND7-PND4, u kojima se temperatura i pritisak radnog toka se povećavaju.

Nakon višestepenog zagrijavanja, kondenzat ulazi u aktivni dio kolone za odzračivanje, gdje se miješa sa nadopunskom vodom. Voda koja se isporučuje za odzračivanje uvodi se kroz cijevi u uređaj za miješanje koji se nalazi u gornjem dijelu kolone. Tekući prema dolje, raspršuje se u uređaju za miješanje, što olakšava oslobađanje plinova kada proključa. Odozdo, prema vodi, para se dovodi iz izlaza turbinskog cilindra kroz ogranke odzračnog stupa. Smjesa para-vazduh zasićena gasovima se usisava kroz cev u gornjem delu stuba.

Deaerirana voda ulazi u akumulator deaeratora, čiji kapacitet služi kao rezerva, a koristi se u hitnim slučajevima. Odavde pripremljena voda gravitacijom teče u napojnu pumpu (PN), koja je pumpa u grijače PVD3-PVD1. Nakon trostepenog grijanja, radni tok se usmjerava na SG kotao.

U praksi postoje tri metode za izračunavanje termičke šeme:

u udjelima izbora;

prema unaprijed određenoj brzini protoka pare za turbinu sa naknadnim prečišćavanjem;

za dati prolaz pare u kondenzator.

U ovim smjernicama, proračun termičke sheme se vrši prema unaprijed određenoj brzini protoka pare za turbinu za samo jedan način rada, koji odgovara najvećoj snazi.