Исследовательская часть.
I.Сначала рассмотрим схему с одним смешивающим ПНД-1.
Составляем уравнения для ПНД-1 и ПНД-2.
П2
=277,4 кДж/кг при t=65.89 oC и Р=16 бар.
D2=0.0259D.
П1
D1=0.0292D.
К расчету коэффициентов недовыработки и :
Отборы на обогреватели | * | ||
0,0259D | 0,00785D | ||
0,0292D+0,00019*D= =0,0294D | 0,00494D | ||
Расход пара и значение Dj.*hj по отсекам турбины
Расход пара через часть турбину, Dj | Тепловой перепад через эту часть турбины, hj | Dj hj |
DVII = DVI –D2 = 0,54521D – - 0,0259D = 0,51931D | h2 – h1 = 2585,4 – 2447,9 = 178,4 | 71,35D |
DVIII = Dк =DVII – D1 – Dхв = = 0,51711D – 0,0292D – 0,00019D = = 0,48992D | h1 – hк = 2447,9– 2289 = 149,6 | 77,78D |
åDj hj | 594,8D |
W = = = 1199,696 МВт,
Определим невязку
DW = 100 = 0,0796%. что является допустимым
Проведем проверку правильности расчета по материальному балансу в конденсаторе:
Расход пара из ЦНД в конденсатор:
С другой стороны (со стороны конденсатора):
Где
Тогда
При этом погрешность составляет 0,035%, что является допустимым.
Найдем числовые значения расходов пара:
Проверка по балансу мощности:
Мощность, вырабатываемая паром отбора для отборов из ЦВД, определяется по формуле:
А для отборов из ЦНД:
Находим:
Определяем показатели тепловой экономичности турбоустановки.
Расход на турбоустановку:
Подставим числовые значения и найдем тепловую мощность и КПД по выработке электроэнергии соответственно:
II. Теперь рассмотрим схему с двумя смешивающими ПНД-2 и ПНД-1.
Принимаем РКН-2=6 бар и РКН-3=16 бар
Определим приращение энтальпии в конденсатных насосах.
,
где Ркн – давление на нагнетании конденсатного насоса, Ркн = 6 бар;
Рвс – давление на всасе конденсатного насоса, Рвс = Рк = 0,05 бар;
– средний удельный объем воды при tк и Рср (м3/кг);
– КПД насоса, = 0,835.
Среднее давление воды в насосе и удельный объём:
бар;
vср = f(tд,Рср) = 0,001005 м3/кг.
Таким образом, прирост энтальпии в конденсатном насосе составляет величину:
кДж/кг.
Определим энтальпию и температуру основного конденсата за конденсатным насосом:
сtкн = ctк +Δctкн = 137.8 + 0,722 = 138.602 кДж/кг;
tкн = f(Ркн, сtкн) = 32.95 0С.
Так как в схеме используются охладитель основного эжектора и охладитель эжектора уплотнений, определим параметры основного конденсата за этими подогревателями.
tэ = tкн + Δtэ = 32,95 + 2 = 34.95 0С;
Рэ = Ркн – ΔРэ = 6 – 4= 2 бар;
сtэ = f(Роэ, tоэ) = 146,6 кДж/кг;
Составляем уравнения для ПНД-1, ПНД-2 и ПНД-3.
П3
,
(9’)
На основе уравнений (1-10) составляем матрицу.
и решаем ее с помощью программы MATHCAD-14.
Из найденной системы уравнений имеем следующие коэффициенты для расходов:
Найдем коэффициенты расходов для следующих расходов:
П2
D2=0.0303D
П1
D1=0.0309D
К расчету коэффициентов недовыработки и :
Отборы на обогреватели | * | ||
0,0377D | 0,0213D | ||
0,0243D | 0,0109D | ||
0,0303D | 0,00948D | ||
0,0309D+0,00019*D= =0,0311D | 0,00522D | ||
Расход пара и значение Dj.*hj по отсекам турбины
Расход пара через часть турбину, Dj | Тепловой перепад через эту часть турбины, hj | Dj hj |
DV = DIV– D4 = 0,61221D – - 0,0377D = 0,57451D | h4 - h3 = 2824,3 – 2713,2 = 111,1 | 63,78D |
DVI = DV –D3 = 0,57451D – - 0,0243D = 0,55021D | h3 – h2 = 2713,2– 2585,4 = 127,8 | 70,26D |
DVII = DVI –D2 = 0,55021D – - 0,0303D = 0,51991D | h2 – h1 = 2585,4 – 2447,9 = 178,4 | 71,43D |
DVIII = Dк =DVII – D1 – Dхв = = 0,51991D – 0,0309D – 0,00019D = = 0,48882D | h1 – hк = 2447,9– 2289 = 149,6 | 77,61D |
åDj hj | 595,38D |
W = = = 1200,866 МВт,
Определим невязку
DW = 100 = 0,0457%. что является допустимым
Проведем проверку правильности расчета по материальному балансу в конденсаторе:
Расход пара из ЦНД в конденсатор:
С другой стороны (со стороны конденсатора):
Где
Тогда
При этом погрешность составляет 0,08%, что является допустимым.
Найдем числовые значения расходов пара:
Проверка по балансу мощности:
Мощность, вырабатываемая паром отбора для отборов из ЦВД, определяется по формуле:
А для отборов из ЦНД:
Находим:
Определяем показатели тепловой экономичности турбоустановки.
Расход на турбоустановку:
Подставим числовые значения и найдем тепловую мощность и КПД по выработке электроэнергии соответственно:
Рассчитаем расходы на собственные нужды станции.
Для базового режима
Затраты на КН.
Затраты на циркнасосы
Режим с одним смешивающим ПНД.
Затраты на КН.
Затраты на циркнасосы
Режим с двумя смешивающими ПНД.
Затраты на КН.
Затраты на циркнасосы
Результаты сводим в таблицу
Затраты | Базовый режим | 1 смешивающий ПНД | 2 смешивающих ПНД |
WКН, МВт | 3,941 | 3,327 | 2,977 |
WЦН, МВт | 4,065 | 4,046 | 4,04 |
34,39 | 34,41 | 34,47 | |
34,16 | 34,2 | 34,26 |
По результатам исследовательской части строим графики зависимости КПД контура от количества смешивающих ПНД и зависимости КПД контура от затрат на собственные нужды.
График зависимости КПД контура от количества смешивающих ПНД
График зависимости электрической мощности контура от количества смешивающих ПНД
Вывод: по результатам выполнения исследовательской части мы можем сказать, что установка смешивающих ПНД ведет к повышению выработки электрической мощности турбогенератора, уменьшает затраты на собственные нужды станции, а как следствие приводит к общему повышению КПД нетто контура. Причем установка двух смешивающих ПНД дает больший прирост эффективности, нежели установка одного ПНД вследствии уменьшения затрат на перекачку основного конденсата и большей выработки мощности в отборах на эти подогреватели.