Уточнение исходных данных для проектирования

Суммарная расчетная теплофикационная нагрузка ТЭЦ

(369, 8 Гкал/ч).

Теплофикационная нагрузка ТЭЦ распределяется на основные и пиковые источники тепла. Подогрев сетевой воды производится, как правило, ступенчато. Все современные теплофикационные турбоагрегаты мощностью выше 60 МВт имеют два теплофикационных отбора и встроенный пучок конденсатора. В сетевой подогревательной установке ТЭЦ с современными теплофикационными турбинами, подогрев сетевой воды может осуществляться по одной, двух и трехступенчатой схемам. При одноступенчатой схеме сетевая вода подогревается паром отбора в нижних сетевых подогревателей теплофикационных турбин. При двухступенчатой схеме – последовательно в нижнем и верхнем сетевых подогревателях, питаемых паром, соответственно, из нижних и верхних теплофикационных отборов. В случае применения трехступенчатой схемы, нагрев сетевой воды осуществляют последовательно во встроенных пучках конденсаторов, в нижних и верхних сетевых подогревателях.

За счет пара теплофикационных отборов сетевая вода может быть нагрета до температуры порядка 110 – 120 ⁰С. В качестве пикового источника тепла на ТЭЦ как правило, используются пиковые водогрейные котлы. Основная тепловая нагрузка, покрываемая паром из отборов турбин, составляет (50¸ 70%) суммарной теплофикационной нагрузки ТЭЦ при расчетной температуре наружного воздуха. Соответственно, часовой коэффициент теплофикации для различных ТЭЦ находится в пределах =0, 5¸ 0, 7.

Нагрузка пиковых водогрейных котлов составляет от 50 до 30% расчетной теплофикационной нагрузки ТЭЦ.

В расчетах принята величина =0, 55.

Найдем расчетную тепловую нагрузку сетевых подогревателей теплофикационных турбин:

МВт (203, 39 Гкал/ч)

и пиковых водогрейных котлов:

МВт (174, 1 Гкал/ч)

Определим расчетный расход пара из теплофикационных отборов всех турбин ТЭЦ на сетевые подогреватели, предварительно оценив величину разности энтальпий отборного пара и конденсата Di=2165 кДж/кг

кг/с (411, 552 т/ч).

Найдем величину расхода пара из регулируемых промышленных и теплофикационных отборов турбин для удовлетворения внешних технологических и теплофикационных нагрузок потребителей:

кг/с

Ориентировочно оценим требуемую паропроизводительность энергетических котлоагрегатов ТЭЦ. Ее можно определить двумя способами.

По первому способу производится оценка расхода острого пара потребляемого всеми конденсационными турбинами ТЭЦ с регулируемыми отборами пара

=(1+ )× ( + × + × ),

где: - суммарная электрическая мощность турбин ТЭЦ с регулируемыми отборами на максимально-зимнем режиме;

конденсационными турбинами ТЭЦ с регулируемыми отборами

– усредненная величина коэффициента, учитывающего регенеративные отборы пара этих турбин;

- внутренний теплоперепад при конденсационном режиме, кДж/кг

, – коэффициенты недовыработки энергии паром промышленных и теплофикационных отборов турбин;

= + , = + - суммарные расходы пара из промышленных и теплофикационных отборов;

, - расход пара из регулируемых отборов для обеспечения собственных нужд ТЭЦ

h_эм - электромеханический КПД.

При установке на ТЭЦ противодавленческих турбин целесообразно предусмотреть их работу при номинальном расходе острого пара.

Но этот метод достаточно сложен и мало приемлем, в особенности потому, что еще не известен состав устанавливаемого турбинного оборудования, не определены величины расходов пара к промышленным потребителям и на собственные нужды ТЭЦ - , , , .

Второй способ предусматривает оценку паропроизводительности котлоагрегатов ТЭЦ пропорционально величине суммарного расхода пара из регулируемых отборов турбин для обеспечения внешних технологических и теплофикационных нагрузок . Этот метод значительно проще.

Величина коэффициента пропорциональности может быть оценена в зависимости от типа ТЭЦ (промышленно-отопительная или отопительная ТЭЦ, закрытая или открытая система теплоснабжения) и потребных расходов пара на собственные нужды ТЭЦ из регулируемых отборов турбин.

Коэффициент пропорциональности учитывает расход пара в нерегулируемые регенеративные отборы турбин и вентиляционные пропуски пара в конденсаторы.

Учитывая, что проектируемая ТЭЦ имеет большую нагрузку промышленных отборов ( = 900 т/час) и достаточно низкий коэффициент возврата обратного конденсата пара теплофикационных отборов ( = 0, 6), она будет иметь значительный расход отборного пара на собственные нужды - для подогрева сырой воды перед ХВО, подогрева и деаэрации подпиточной химочищенной и химобессоленной воды используемой для восполнения потерь в пароводяном тракте, на отопление помещений ТЭЦ, на подогрев мазута, подогрев холодного воздуха перед котлами в калориферах и на другие собственные нужды.

Тогда, приняв величину =1, 55, предварительно определим требуемое значение расхода пара энергетических котлоагрегатов ТЭЦ

кг/с (2032, 9 т/ч).

2.3 Выбор состава основного турбинного и котельного оборудования

Выбор числа и типа паровых турбин на ТЭЦ производится с учетом покрытия ими расчетных паровых нагрузок из промышленных и теплофикационных регулируемых отборов. При этом также необходим учет расходов пара на собственные нужды станции из промышленного и теплофикационного отборов. Величины этих расходов пара зависят также от вида сжигаемого топлива и от ряда других факторов.

Из промышленных отборов турбин пар поступает к потребителю с расходом и на собственные нужды ТЭЦ с расходом

= + .

Для теплофикационных турбин с двумя регулируемыми отборами пара существует запрет заводов изготовителей на использование пара теплофикационных отборов турбин для собственных нужд ТЭЦ. Дополнительная теплофикационная нагрузка собственных нужд - отопление зданий ТЭЦ, подогрев греющей воды для вакуумных деаэраторов подпитки теплосети обеспечивается за счет того, что часть прямой сетевой воды после сетевых подогревателей теплофикационных турбин направляется в соответствующие теплообменники на ТЭЦ.

Предварительно оценим величину доли дополнительной нагрузки сетевых подогревателей для обеспечения указанных собственных нужд ТЭЦ от их расчетной теплофикационной нагрузки

МВт

Тогда действительная тепловая нагрузка сетевых подогревателей

МВт (216, 68 Гкал/ч)

и требуемый расход пара из теплофикационных отборов турбин

кг/с

Соответственно этому фактическая теплофикационная нагрузка ТЭЦ

составит =454, 5 МВт (390, 8 Гкал/ч)

Большое значение при выборе типов турбин устанавливаемых на ТЭЦ имеет характер графика технологической тепловой нагрузки. При равномерном графике годовых технологических тепловых нагрузок целесообразно принимать к установке противодавленческие турбины. Они наиболее просты, дешевы и, при условии полной загрузки, экономичнее других типов турбин. В случае переменного характера графика годовых технологических нагрузок целесообразнее устанавливать на проектируемой ТЭЦ турбины типа ПТ с регулируемыми промышленными и теплофикационными отборами. При проектировании промышленных и промышленно-отопительных ТЭЦ следует также учитывать постепенность роста тепловых нагрузок по годам. Поэтому, в качестве первых агрегатов на этих ТЭЦ обычно вначале устанавливают турбины ПТ, а в дальнейшем – турбины Т и, при необходимости, противодавленческие турбины типа Р.

При выборе вариантов основного оборудования следует ориентироваться на технические характеристики современных теплофикационных турбин, приведенные в Приложении.

В соответствии с заданием на курсовое проектирование, произведем выбор одного из возможных вариантов состава основного оборудования ТЭЦ и проверку его соответствия нормам технологического проектирования ТЭС. Более подробно выбор оборудования ТЭЦ рассмотрен в [1].

Учитывая значительную тепловую мощность проектируемой ТЭЦ по технологическому пару, в первом варианте выбора основного оборудования будем ориентироваться на установку турбин ПТ-135/165-130/13.

В соответствии с [14], номинальная величина теплофикационных отборов турбины ПТ–135 равна =60, 9кг/с (219, 24т/ч), промышленного отбора =88, 9кг/с (320т/ч). Тогда, исходя из требуемого суммарного расхода пара теплофикационных отборов, на ТЭЦ должны быть установлены

= =117, 9/60, 9 = 1, 93,

т.е. две турбины ПТ-135.

При номинальном режиме работы этих турбин суммарный отпуск пара из их производственных отборов составит =2x88, 9 =177, 8 кг/с.

Требуемый заданием на проектирование расход пара промышленным потребителям из производственных отборов турбин ТЭЦ, =250 кг/сбольше номинальных значений промышленных отборов двух турбин ПТ-135. Исходя из этого, кроме двух турбин ПТ-135-130/13 на проектируемой ТЭЦ следует установить также и противодавленческие турбоагрегаты типов Р-50 или Р-100.

В соответствии с тепловой схемой станции в состав основного оборудования которой входят турбоагрегаты типов ПТ и Р (Рис. 1) при определении величины паровой нагрузки промышленных отборов устанавливаемых турбин следует также учесть и расход пара для обеспечения собственных нужд станции – на подогрев сырой воды перед химводоочисткой (в ПСВ-2), на подогреватели деаэрированной химобессоленной воды (ПДХОВ), деаэраторы высокого давления для турбоагрегатов типа Р.

Учитывая эти обстоятельства, предварительно примем, с последующим уточнением, что общая величина дополнительного расхода пара из промышленных отборов турбин, потребляемая собственными нуждами станции, составит 21 % от его расхода промышленным потребителям

= 0, 21 =0, 21x250 = 52, 5 кг/с

Суммарная величина промышленных отборов всех турбин ТЭЦ в этом случае будет равна

= 250 + 52, 5 = 302, 5 кг/с

С учетом необходимости использования части пара из противодавления на обеспечение собственных нужд ТЭС, примем к установке одну турбину Р-100-130/15 имеющую номинальный расход пара в противодавление 181 кг/с (651, 6 т/ч).

Для покрытия пиковых теплофикационных нагрузок предусматриваем установку на ТЭЦ пиковых водогрейных котлов КВГМ-100 тепловой мощностью 100 Гкал/ч. Их требуемое количество

= =174/100 =1, 74,

следовательно, нужно установить два пиковых водогрейных котла.

Учитывая, что в турбинах ПТ-135 и Р-100 применена однотипная ЧВД с одинаковыми расходами острого пара на голову 211 кг/с (759, 6 т/ч), определим суммарный расход пара на две турбины ПТ-135 и одну Р-100 при их работе в номинальном режиме

= = 3x211=633 кг/с (2278, 8 т/ч).

Определим требуемую паропроизводительность энергетических котлов ТЭЦ при работе турбоагрегатов в номинальном режиме, с запасом в 3%.

1, 03х633=652 кг/с (2347, 16 т/ч).

Выбираем к установке на ТЭЦ котельные агрегаты типа Е-420-140-НГМ номинальной паропроизводительностью по 420 т/ч (116, 66 кг/с).

Число этих котлов должно быть не менее n_к = 2347, 16/420 = 5, 588

Таким образом, требуется установить на ТЭЦ шесть энергетических паровых котлов Е-420-140-НГМ. Максимальный расход пара от котлов ТЭЦ составит

= × = 6× 420 =2520 т/ч.

Таким образом, состав первого варианта основного оборудования устанавливаемого на проектируемой ТЭЦ определился: 2´ ПТ-135/165-130/15, 1´ Р-100-130/15, 6´ Е-420-140НГМ, 2´ КВГМ-100.

Аналогично выше изложенному, производят выбор состава основного оборудования ТЭЦ и для других альтернативных вариантов.