ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССА РАСШИРЕНИЯ ПАРА В ТУРБИНЕ В IS – ДИАГРАММЕ
Построение осуществляется следующим образом: 1. По начальным параметрам Ро и to находим точку О в is-диаграмме (рис. 2) и энтальпию io в этой точке, io = 3497,8 кДж/кг. 2. Определяем давление перед проточной частью турбины Ро',приняв потери давления в паровпускных органах DР = 0,03 Роиз рекомендуемого диапазона DР = (0,03-0,05) Ро: 3. Считая процесс дросселирования в паровпускных органах - изоэнтальпийным, строим его в is-диатрамме отрезком горизонтали до пересечения в точке 0' с изобарой Ро=12,416 МПа. Затем определяем to' = 558°С. 4. Принимаем, что турбина имеет сопловое распределение, характерное для современных конденсационных турбин мощностью ниже 1000 МВт. Регулирующую ступень выполняем одновенечной: располагаемый теплоперепад на ней принимаем равным hoР.С == 100 кДж/кг из рекомендуемого для расчета диапазона hoР.С ==80—120 кДж/кг; относительный внутренний КПД ступени принимаем равным = 0,8 из рекомендуемого диапазона =0,76—0,82. Действительный теплоперепад, срабатываемый в регулирующей ступени,
Для построения процесса расширения пара в регулирующей ступени из точки 0' is-диаграммы по вертикали откладываем отрезок, равный = 100 кДж/кг. Точка вертикали 1ИД, в которой =3497,8—100=3397,8 кДж/кг, определяет изобару давления за регулирующей ступенью: PР.С = 9,0 МПа. Откладывая из точки 0' на этой же вертикали отрезок, равный = 80 кДж/кг и проводя через конец его изрэнтальпу i1 = =3497,8—80=3417,8 кДж/кг до пересечения с изобарой Pp.с = 9,0 МПа, получаем точку 1, соответствующую окончанию действительного (с учетом потерь) процесса расширения пара в регулирующей ступени. В точке 1 Р1= Pp.с = 9,0 МПа, i1 = 3417,8 кДж/кг, t1 = 513°С. Действительный процесс расширения пара в регулирующей ступени изображается отрезком прямой, соединяющей точки 0΄ и 1. 5. Давление за ЦВД определяется в результате решения вариационной технико-экономической задачи. В расчете принимаем МПа. 6. Строим изоэнтропный процесс расширения пара в ЦВД. Опуская вертикаль из точки 1 до пересечения с изобарой Р'ПП=2,13 МПа в точке 2ид, находим i2ИД = 3010,3 кДж/кг и располагаемый теплоперепад в ЦВД: 3417,8—3010,3 =407,5 кДж/кг.
7. Задаемся величиной относительного внутреннего КПД ЦВД =0,81 из рекомендуемого диапазона = 0,80—0,83 и определяем действительный теплоперепад, срабатываемый в ЦВД: =330,08 кДж/кг. 8. В is-диаграмме находим точку 2, соответствующую окончанию действительного процесса расширения в ЦВД, как точку пересечения изоэнтальпы =3417,8— 330,08=3087,72 кДж/кг с изобарой давления за ЦВД P'ПП = 2,13 МПа. Действительный процесс расширения пара в ЦВД изобразится отрезком прямой, соединяющей точки 1 и 2. 9. Определяем давление Р"пп на входе в ЦСД, приняв потери давления в системе промежуточного перегрева равными 10%: МПа. 10. По давлению Р"пп=1,92 МПа и заданной температуре промперегрева tпп=560°С определяем на is-диаграмме точку 3, соответствующую состоянию пара перед ЦСД. В точке 3 i3 = 3600,92 кДж/кг. 11. Давление на входе в проточную часть ЦСД определяется как разность давления Р"пп на входе в ЦСД и потерь давления в дроссельно-отсечных клапанах перед ЦСД, которые принимаются равными = 0,025 Р"пп из рекомендуемого диапазона =(0,02—0,03) Р"пп. =0,025·1,92=0,048 МПа, Р"пп=1,92-0,048=1,87 МПа. 12. Точка 3', соответствующая состоянию пара на входе в проточную часть ЦСД, определяется пересечением изоэнтальпы i3 = 3600,92 кДж/кг с изобарой = 1,87 МПа, t3 == 558°С. 13. Выбираем давление на выходе из ЦСД P4 равное давлению Рпер.тр на входе в перепускные трубы из ЦСД в ЦНД: P4 = Рпер тр = 0,23 МПа из рекомендуемого диапазона Рпер тр = 0,20—0,25 МПа. 14. Строим из точки 3 изоэнтропный процесс расширения пара в ЦСД и находим конечную точку 4ид этого процесса как точку пересечения вертикали из точки 3 с изобарой Р4 == 0,23 МПа. В точке 4ид i4ИД=2977 кДж/кг. 15. Определяем располагаемый теплоперепад в ЦСД 3600,92—2977 = 624 кДж/кг. 16. Задавшись относительным внутренним КПД ЦСД =0,91 из рекомендованного диапазона = 0,9—0,92, определяем действительный теплоперепад, срабатываемый в ЦСД: =567,8 кДж/кг. 17. Находим в is-диаграмме точку 4, соответствующую окончанию действительного процесса расширения в ЦСД, как точку пересечения изоэнтальпы =3600,92—567,8==3033,12 кДж/кг с изобарой Р4 == 0,23 МПа. 18. Строим действительный процесс расширения пара в ЦСД, соединяя отрезком прямой линии точки 3' и 4. 19. Процесс расширения пара в ЦНД определяем исходя из того, что давление на входе в ЦНД равно давлению на выходе из ЦСД: P4 = 0,23 МПа, а давление на выходе из ЦНД равно давлению в конденсаторе Рк = 0,004 МПа. Определяем в is-диаграмме точку 5ИД, соответствующую окончанию идеального процесса расширения пара в ЦНД, как точку пересечения изоэнтропы, проходящей через точку 4, с изобарой Рк==0,004 МПа. В этой точке ==2328 кДж/кг. 20. Располагаемый теплоперепад в ЦНД: =705,12 кДж/кг. 21. Задаемся относительным внутренним КПД ЦНД = 0,78 из рекомендуемого диапазона = 0,75—0,80 и определяем действительный теплоперепад, срабатываемый в ЦНД; = 550 кДж/кг. 22. Находим в is-диаграмме точку 5, соответствующую окончанию действительного процесса расширения в ЦНД, как точку пересечения изоэнтальпы =3033,12—550= 2483,12 кДж/кг с изобарой РК= 0,004 МПа. Степень сухости в этой точке х5=0,971.
4.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ В РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ОТБОРАХ, ПОДОГРЕВАТЕЛЕ И ТУРБОПРИВОДЕ
23. Определяем давление в первом отборе ЦВД на подогреватель П8. Температура за ПВД П8 (tП8) равна заданной конечной температуре питательной воды =245°С. Недогрев до температуры насыщения в подогревателе П8, имеющем пароохладитель, принимается равным =2°С из рекомендуемого диапазона =1—3°С. Температура насыщения отборного пара в П8 равна Из таблиц теплофизических свойств воды и водяного пара по температуре насыщения =247°C находим давление пара в подогревателе Р¢П8 МПа. Потерю давления в паропроводе отбора здесь и в дальнейшем принимаем равной 9% давления в подогревателе (из рекомендуемого для расчета диапазона 8— 10%). Тогда давление пара в отборе на П8 равно 24. Давление отбора на ПВД П7 равно давлению за ЦВД, перед промперегревом: =2,13 МПа. Давление в подогревателе П7 с учетом потерь в паропроводе отбора равно Р¢ПП = 0,91РП7= 0,91·2,13 = 1,94 МПа. Температура насыщения в П7 определяется из таблиц по давлению Р¢П7= 1,94 МПа и равна tП7= 211°С. Температура питательной воды на выходе из П7 с учетом недогрева dtП7= 2°С: =209°С. 25. Подогрев питательной воды в П8: °С. 26. Температура насыщения в деаэраторе tД.Н. определяется из таблиц по заданному давлению в деаэраторе Р¢д == 0,685 МПа: tД.Н.= 164,2°С. Принимаем падение давления в паропроводе отбора на деаэратор равным 0,2 МПа. С учетом того, что давление в деаэраторе поддерживается постоянным независимо от нагрузки турбины, а давление в отборах изменяется пропорционально расходу пара через турбину, принимаем запас по давлению в отборе на деаэратор равным 20%, поэтому давление в отборе на деаэратор равно 27. Определяем повышение энтальпии воды в питательном насосе Здесь V¢ — удельный объем воды при температуре tд.н — определяется из таблиц по tд.н = 164,2°С, V¢ =0,0011 м3/кг; DРпн — повышение давления в питательном насосе, Н/м2 (Па), равное разности давления за насосом Рза н и давления перед насосом Pперед н. Давление за насосом должно быть на 25—30% выше давления перед турбиной, чтобы можно было преодолеть сопротивление ПВД и парогенератора. Принимаем Рзан = = 16 МПа. Давление перед насосом принимаем равным давлению в деаэраторе = 0,685 МПа, так что =15,315 МПа =15,315 Па. Внутренний КПД насоса принимаем равным =0,8 из рекомендуемого диапазона = 0,75—0,82, тогда 28. Определяем нагрев воды в насосе: Здесь впереди — температура воды перед насосом, принимается равной температуре насыщения в деаэраторе, 164,2°С. Этой температуре соответствует энтальпия, определенная из таблиц [4], = 692,9 кДж/кг. Энтальпии за насосом, вычисляемой по формуле по таблицам [4] соответствует tЗА Н=168,76 °С, так что подогрев воды в насосе равен °С,
29. Суммарный нагрев в П7 и П6: °С. 30. Приняв из условия повышения экономичности, что подогрев в П7, питающейся от холодной нитки промперегрева, в 1,5 раза больше (из рекомендованного диапазона 1,5-—1,8), чем подогрев в П6, т. е. , из предыдущего уравнения получаем °С; =24,144°С. 31. Температура за П6 =168,76+16,096 184,9°С. 32. Приняв подогрев в П6 d tП6=2,3 °С, определяем температуру насыщения в П6: =184,9+2,3==187,2°С. По этой температуре из таблице [4] найдем давление в П6: = 1,18 МПа и давление в отборе на П6: = 1,29 МПа. 33. Давление за ЦСД принято ранее (п. 13) равным 0,23 МПа, поэтому давление в отборе на ПЗ будет равно РП3 = 0,23 МПа, давление в подогревателе ПЗ = 0,209 МПа, 34. Температура насыщения в ПЗ определяется из таблиц [4] по Р'пз = 0,209 МПа и равна tП3 Н = 121,6°С. Принимая недогрев в ПЗ, не имеющем охладителя пара, равным , определяем температуру на выходе из ПНД ПЗ: = 121,6-5 =116,6°С. 35. Из условия обеспечения надежной работы деаэратора и его регулятора давления принимаем подогрев основного конденсата в деаэраторе равным = 20,2°С из рекомендуемого диапазона = 19—21°С. Тогда температура за подогревателем П4:
36. Температура насыщения в П4, имеющем охладитель пара, равна =144+2= 146°С. Из таблиц [4] по = 146°С находим Р¢П4 = 0,427 МПа. Давление в отборе на П4: =0,466 МПа. 37. Заданному давлению в конденсаторе Рк = 0,004 МПа соответствует температура насыщения tКН= 29°С. Принимаем равномерное распределение подогрева между подогревателями ПЗ, П2 и П1, т. е. , а нагрев конденсата в сальниковом подогревателе равным = 5°С. 38. Температура конденсата на выходе из подогревателя ПЗ: . Отсюда подогрев в каждом из подогревателей равен 39. Температура основного конденсата за подогревателем П2: Подогреватели П2 и П1, так же, как и ПЗ, не имеют охладителей пара, для них принимаем недогрев Температура насыщения в П2: Давление в П2 определим из таблиц [4] по = 94,1°С: Давление в отборе на П2: = 0,0894 МПа. 40. Температура основного конденсата за подогревателем П1: =61,6°С. Температура насыщения П1: =66,6°С. Из таблиц [4] по находим: =0,0268 МПа. Давление в отборе на П1: 41. Строим точки отборов на is-диаграмме (рис. 2) как точки пересечения действительных процессов расширения с соответствующими изобарами и определяем температуры и энтальпии в этих точках: точка П8, как точка пересечения процесса 1—2 с изобарой =4,12 МПа; в этой точке ; точка П7, совпадает с точкой 2 и лежит на изобаре Р'пп = 2,13 МПа; в этой точке ; точка П6, как точка пересечения процесса 3'—4 с изобарой РП6 = 1,29 МПа; в этой точке ; точка д, соответствующая отбору на деаэратор и лежащая на пересечении процесса 3'—4 с изобарой Рд = 1,06 МПа; в этой точке и так далее по рис. 2 (точка ПЗ совпадает с точкой 4, а точка К— с точкой 5). 42. Параметры, полученные в результате расчетов, для удобства последующего использования сводим в табл. 1. Указанные в табл. 1 температуры дренажа за подогревателями определяются из следующих предположении. Для подогревателей, имеющих охладители дренажа (в рассматриваемой схеме П8, П6 и П4), температура дренажа на выходе из подогревателя на 14°С меньше температуры насыщения в данном подогревателе (из рекомендуемого для расчёта диапазона 13—15°С). Для подогревателя П7, также имеющего охладитель дренажа, но питаемого паром из холодной нитки промежуточного перегрева, с целью меньшего вытеснения отбора на П6, питаемый паром высокой температуры после промперегрева, снижение температуры в охладителе дренажа П7 принимаем равным 40° (из рекомендованного диапазона 35—40°С), т. е. = 176°С. Температура дренажа на выходе из подогревателя, не имеющего охладителя дренажа (ПЗ, П2 и П1), равна температуре насыщения в данном подогревателе, т. е. . Энтальпия конденсата и дренажа определяется с помощью таблиц для воды и пара по температурам. Таблица 1
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|