Содержание
Введение
. Исходные данные
. Подбор оборудования ТЭЦ
Выбор турбин
Выбор паровых котлов
Выбор водогрейных котлов
Выбор питательных насосов
Выбор деаэраторов
Выбор деаэратора добавочной питательной воды
Выбор деаэратора повышенного давления
Выбор деаэратора подпиточной воды теплосети
Подбор градирен
Подбор циркуляционных насосов
. Расчет энергетических показателей ТЭЦ
Заключение
Список литературы
Введение
Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) - разновидность тепловой электростанции <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F>, которая не только производит электроэнергию <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D1%8F>, но и является источником тепловой энергии <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D1%8F> в централизованных системах теплоснабжения (в виде пара <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80> и горячей воды, в том числе и для обеспечения горячего водоснабжения <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%BE%D1%80%D1%8F%D1%87%D0%B5%D0%B5_%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D1%81%D0%BD%D0%B0%D0%B1%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5> и отопления <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5> жилых и промышленных объектов).
Главное преимущество ТЭЦ состоит в возможности отобрать часть тепловой энергии пара <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80>, после того, как он выработает электрическую энергию. В зависимости от вида паровой турбины <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B1%D0%B8%D0%BD%D0%B0>, существуют различные отборы пара, которые позволяют забирать из нее пар с разными параметрами. Турбины ТЭЦ позволяют регулировать количество отбираемого пара. Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передает свою энергию сетевой воде, которая направляется на пиковые водогрейные котельные и тепловые пункты <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D0%BF%D1%83%D0%BD%D0%BA%D1%82>. На ТЭЦ есть возможность перекрывать тепловые отборы пара, в этом случае ТЭЦ становится обычной КЭС. Это дает возможность работать ТЭЦ по двум графикам нагрузки:
|
|
тепловому - электрическая нагрузка сильно зависит от тепловой нагрузки (тепловая нагрузка - приоритет),
электрическому - электрическая нагрузка не зависит от тепловой, либо тепловая нагрузка вовсе отсутствует, например, в летний период (приоритет - электрическая нагрузка).
По типу паропроизводящих установок могут быть ТЭЦ с паровыми котлами, с парогазовыми установками <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0>, с ядерными реакторами <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80> (атомная ТЭЦ <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C>). Могут быть ТЭЦ без паропроизводящих установок - с газотурбинными установками <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B1%D0%B8%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0>. Поскольку ТЭЦ часто строятся, расширяются и реконструируются в течение десятков лет (что связано с постепенным ростом тепловых нагрузок), то на многих станциях имеются установки разных типов. Паровые котлы ТЭЦ различаются также по типу топлива: уголь <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%B0%D0%B5%D0%BC%D1%8B%D0%B9_%D1%83%D0%B3%D0%BE%D0%BB%D1%8C>, мазут <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%BE%D0%BF%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BC%D0%B0%D0%B7%D1%83%D1%82>, газ <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B3%D0%B0%D0%B7>.
|
|
По типу выдачи тепловой мощности различают турбины с регулируемыми теплофикационными отборами пара (в обозначении турбин, выпускаемых в России, присутствует буква «Т», например, Т-110/120-130), с регулируемыми производственными отборами пара («П»), с противодавлением («Р»). Обычно имеется 1-2 регулируемых отбора каждого вида; при этом количество нерегулируемых отборов, используемых для регенерации тепла внутри тепловой схемы турбины, может быть любым (как правило, не более 9, как для турбины Т-250/300-240). Давление в производственных отборах (номинальное значение примерно 1-2 МПа) обычно выше, чем в теплофикационных (примерно 0,05-0,3 МПа). Термин «Противодавление» означает, что турбина не имеет конденсатора, а весь отработанный пар уходит на производсвенные нужды обслуживаемых предприятий. Такая турбина не может работать, если нет потребителя пара противодавления. В похожем режиме могут работать теплофикационные турбины (типа "Т") при полной тепловой нагрузке: в таком случае весь пар уходит в отопительный отбор, однако давление в конденсаторе поддерживается немногим более номинального (обычно не более 12-17 кПа). Для некоторых турбин возможна работа на "ухудшенном вакууме" - до 20 кПа и более.
Кроме того, выпускаются паровые турбины со смешанным типом отборов: с регулируемыми теплофикационными и производственными отборами («ПТ»), с регулируемыми отборами и противодавлением («ПР») и др. На ТЭЦ могут одновременно работать турбины различных типов в зависимости от требуемого сочетания тепловых нагрузок.
|
|
Проектированию, расчету энергетических показателей и подбору оборудования ТЭЦ будет посвящён данный курсовой проект. В нём рассматриваются задачи проектирования, расчёт энергетических показателей, а также производится выбор основного и вспомогательного оборудования.
Исходные данные
Произвести расчет энергетических показателей и подбор основного и вспомогательного оборудования ТЭЦ.
Теплофикационная нагрузка Qт=350 МВт;
Расход пара на производствоD п=350 т/ч;
Коэффициент теплофикации αтэц=0,75;
Доля возврата конденсата с производства Gок=50 %;
Расход подпиточной воды Gпод=1000 т/ч.
В объем курсового проекта входит расчетно-пояснительная записка с обобщением результатов расчетов и заключением, а также графический материал на одном листе: принципиальная тепловая схема ПТУ, план и разрез ТЭЦ.
Подбор оборудования ТЭЦ
Теплофикационное оборудование ТЭЦ предназначено для подготовки теплоносителя к транспортировке по тепловой сети и для приема использованного теплоносителя на ТЭЦ. Характер оборудования зависит от профиля ТЭЦ и типа системы теплоснабжения.
Выбор турбин
На современных ТЭЦ в нашей стране устанавливаются, как правило, теплофикационные турбины большой единичной мощности 50-250 МВт на высокие и сверхкритические начальные параметры (при давлениях 13 и 24 МПа) двух основных типов: а) конденсационные с отбором пара (Т и ПТ) и б) с противодавлением (Р).
Конденсационные турбины с отбором пара (типа Т и ПТ) являются универсальными. Эти турбины могут, как правило, развивать номинальную электрическую мощность независимо от нагрузки теплофикационных отборов.
Выбор турбины нужно производить таким образом, чтобы она покрывала все нагрузки.
а) Подбор турбины типа ПТ.
Подбор производим по величине производственного отбора Дп=350 т/ч.
Подбираем две турбины ПТ-90/120-130/10-1М (ЗАО «Уральский турбинный завод»)
Основные технические характеристики:
| Показатель | ПТ-90/120-130/10-1М |
| Мощность, МВт: | |
| номинальная | |
| максимальная | |
| на конденсац. режиме | |
| Расход свежего пара, т/ч: | |
| номинальный | |
| максимальный | |
| Параметры свежего пара: | |
| давление, кгс/см2(МПа) | 130 (12,8) |
| температура, 0С | |
| Тепловая нагрузка | |
| - производственная, т/ч: | |
| номинальная | |
| -отопительная, Гкал/ч: | |
| номинальная | |
| максимальная | |
| Охлаждающая вода: | |
| расчетная температура, 0С | |
| расчетный расход, м3/ч | |
| Поверхность охлаждения конденсатора, м2 | |
| Расчетная температура питательной воды, 0С |
б) Подбор турбины типа Т.
Теплофикационная нагрузка дана Qт=350 МВт
С учетом коэффициента теплофикации
Турбины типа ПТ покрывают номинальную тепловую нагрузку 
Гкал/ч следовательно, необходимо покрыть оставшуюся нагрузку: 
. Подбираем турбину Т-60/65-130-2М (ЗАО «Уральский турбинный завод»).
Основные технические характеристики:
| Показатель | Т-60/65-130-2М |
| Мощность, МВт: | |
| Номинальная/ максимальная на конденсационном режиме | 60/65 |
| Расход свежего пара, т/ч: | |
| Номинальный/ максимальный | 280/300 |
| Параметры свежего пара: | |
| давление, кгс/см2 (МПа) | 130 (12,8) |
| температура, 0С | |
| Тепловая нагрузка, Гкал/ч: | |
| Номинальная/ максимальная | 100/105 |
| Охлаждающая вода: | |
| Расчетная температура, 0С | |
| Расчетный расход, м3/ч | |
| Поверхность охлаждения конденсатора, м2 | |
| Расчетная температура питательной воды, 0С |
Выбор паровых котлов
Основными характеристиками паровых котлов являются их производительность и параметры пара после первичного и промежуточного перегревателей. Производительность выбираемого парового котла должна учитывать увеличение расхода пара на турбину за счет повышения давления в конденсаторе в летнее время, утечек пара и конденсата, включения сетевых установок для отпуска тепла и других расходов.
В соответствии с этим производительность парового котла выбирается по максимальному пропуску свежего пара через турбину с учетом расхода пара на собственные нужды электростанции и обеспечения некоторого запаса для использования вращающегося резерва и других целей.
С учетом гидравлических и тепловых потерь в паровом тракте блока от котла до турбины давление пара за котлом должно быть выше номинального для турбины на 4-9%, а температура на 1-2%.
На каждую турбину предусматривается по два паровых котла.
Для турбин ПТ-90/120-130/10-1М максимальная величина свежего пара на турбину 500 т/ч, следовательно, с учетом 2% запаса, подбираем: четыре паровых котла Е-500-13,8-560 ГМН (ТГМЕ-464)
| Паропроизводительность, т/ч | |
| КПД, % | 93,5 |
| Параметры пара | |
| Давление пара на выходе, МПа | 13,8 |
| Температура пара на выходе, °С |
Для турбины Т-60/65-130-2М максимальная величина свежего пара на турбину 300 т/ч, следовательно, с учетом 2% запаса, подбираем два паровых котла марки Е-320-13,8-560 ГМ (БКЗ-320-140ГМ5) и техническими характеристиками:
| Паропроизводительность, т/ч | ||
| КПД, % | 93,68 | |
| Параметры пара | ||
| Давление пара на выходе, МПа | 13,8 | |
| Температура пара на выходе, °С | ||
Выбор водогрейных котлов
Пиковый водогрейный котел <https://www.turbopar.ru/vodogreinye-kotly.html> - это котел, который устанавливается на ТЭЦ, чтобы обеспечить дополнительный подогрев прямой сетевой воды сверх нагрева в сетевых подогревателях паровой турбины осенью и зимой. Как правило подогрев происходит в пределах 100-150°С. Пиковый водогрейный котел совершает работу в пиковом режиме при мощности тепла от малой до фиксированной, грея сетевую воду до 150°.
Максимальное расчетное потребление тепловой энергии потребителями района непродолжительно по времени (в сравнении с продолжительностью всего отопительного периода). Завышение тепловой мощности основного энергооборудования ТЭЦ и соответствующий подбор турбины и теплофикационных (сетевых) подогревателей с целью покрытия кратковременных максимумов тепловой нагрузки приводит к неоправданным перерасходам капиталовложений. Поэтому тепловая мощность энергоблоков ТЭЦ должна обеспечивать только базовую часть теплового потребления, остальная часть тепловой нагрузки должна покрываться пиковым водогрейным котлом (ПВК).
Подбор пиковых водогрейных котлов производим по пиковой нагрузке:
Следовательно, подбираем четыре котла марки КВ-ГМ-20(23,26-150) с техническими характеристиками:
| Теплопроизводительность номинальная, МВт | 23,26 |
| КПД, % | 92,3 |
| Макс. рабочее давление, МПа | 1,6 |
| Температура воды на входе/выходе, °С | 70/150 |
| Расчетный расход воды, т/ч |