Выбор конденсатных насосов

Конденсатные насосы всегда выбираются с резервом. По возможности число насосов должно быть минимальным: 2 по 100% или 3 по 50% производительности.

Подача насоса:

, (64)

где = 45,83 (кг/с) = 165 (т/ч) - максимальный расход пара в конденсатор;

(м³/кг) – удельный объем конденсата при давлении в конденсаторе (МПа).

(м³/ч).

Напор конденсатного насоса:

, (65)

где (МПа) – давление в деаэраторе;

(МПа) – сопротивление группы ПНД;

(МПа) – сопротивление охладителя эжекторов;

(МПа) – сопротивление регулятора уровня конденсата;

(МПа) – суммарное гидравлическое сопротивление трубопровода;

(м) – высота установки бака деаэратора. /12/

(МПа)=130,8(м.вод.ст).

Выбираем 1 рабочий насос марки КсВ 320-160 и один резервный марки КсВ 320 – 160 на одну турбину.

Характеристики насоса :

- производительность Q_КН = 320 м³/ч;

- напор Н_КН = 160 м. в. ст;

- частота вращения n = 1480 об/мин;

- мощность N = 250 кВт;

- КПД (не менее) = 76,5 %.

Выбор дренажных насосов ПНД

Дренажные насосы на ТЭЦ устанавливаются без резерва, один насос на 100 % производительности.

Производительность дренажного насоса ПНД7:

(66)

где G_ПНД5 – расход конденсата из ПНД7;

G_ПНД5 = D₄ + D₅ + D₆ + D₇ + D_УПЛ2, (67)

D₄ – расход пара на ПНД4 при номинальном режиме, кг/с;

D₅ – расход пара на ПНД3 при номинальном режиме, кг/с;

D₆ – расход пара на ПНД2 при номинальном режиме, кг/с;

D₇ – расход пара на ПНД1 при номинальном режиме, кг/с;

D_УПЛ2 – расход пара с уплотнений, кг/с;

G_ПНД5 = (12,1 + 8,86 + 7,1 + 6,98 + 5,32)/3,6 = 11,21 кг/с;

v = 0,00104 м³/кг - удельный объём при Р₇ = 0,094 МПа,

D_Н = 11,21*0,00104*3600 = 41,97 м³/ч.

Выбираем 1 насос марки ЦНСГ – 60 – 165. Характеристики насоса:/6/

- подача Q_ДН = 60 м³/ч;

- напор Н_ДН = 165 м. в. ст.

- частота вращения n = 2900 об/мин.

- КПД (не менее) η = 67%.

Выбор редукционно-охладительной установки

Редукционно-охладительные установки (РОУ) предназначены для снижения параметров пара (давления и температуры). На ТЭЦ РОУ используются для резервирования производственных отборов пара, устанавливаются по одной для данных параметров пара производительностью равной отбору одной турбины. РОУ для резервирования отопительных отборов не предусматриваются.

Выбираем марку РОУ: РОУ – VIII –43ЭМ.

Техническая характеристика :/8/

- давление перед дроссельным клапаном 13,7 МПа,

- температура перед ним 550^ОС,

Охлаждающая вода:

- давление 5,5 МПа,

- температура 160^ОС,

Редуцированный пар:

- давление 1,4 2 МПа,

- температура 250^ОС,

производительность 300 т/ч

Газовое хозяйство ТЭЦ

Для электростанций, использующих газ в качестве основного и буферного топлива, предусматривается газорегулирующий пункт (ГРП) для понижения давления газа с 6-12 до 1-3 атм, необходимого по условиям работы горелок . Производительность ГРП рассчитывается на максимальный расход газа всеми котлами ТЭЦ. Располагается ГРП в отдельном здании на территории ТЭЦ. Постоянство давления газа перед ГРП поддерживается газораспределительной станцией (ГРС) вне территории ТЭЦ.

Подвод газа от ГРС к ГРП производится по одному газопроводу.

На газомазутных ТЭЦ мощностью до 1200 МВт сооружается один ГРП с одной резервной ниткой.

Прокладка всех газопроводов в пределах ГРП и до котлов выполняется надземной. Подвод газа от ГРП к магистрали котельного отделения и от магистрали к котлам не резервируется и может производиться по одной нитке.

Выбор воздуходувных машин

Поскольку выбранный котел работает под наддувом, в качестве воздуходувных машин будут использоваться дутьевые вентиляторы.

Паропроизводительность котлов меньше 500 т/ч, по соображениям надежности на каждый котел устанавливаем по два дутьевых вентилятора.

Объемный расход воздуха перед дутьевыми вентиляторами определяется по выражению:

, (68)

где a_В - коэффициент избытка воздуха, для газомазутных котлов он принимается равным 1,15 /10/;

В_Р - расчетный расход топлива на котел, кг/с;

V^O_B - объём воздуха, теоретически необходимый для горения, м³/кг;

Т_ХВ – температура воздуха, подаваемого в котел, К, принимаем

Т_ХВ=303 К.

Расчетный расход топлива определяем по формуле:

, (69)

где Q^c_н=34320 кДж/м³ - низшая теплота сгорания сухой массы топлива;

= 0,556 кг/м³ – плотность топлива при 0⁰С и 760 мм. рт. ст.

7,9 кг/с.

Объём воздуха теоретически необходимый для горения:

, (70)

м³/м³;

С учетом плотности имеем:

м³/кг

Тогда объемный расход воздуха:

м³/с (549360 м³/ч)

Производительность воздуходувной машины с учетом коэффициента запаса b = 1,1:

, (71)

Q_В = 1,1*152,6 = 167,86 м³/с (604296 м³/ч).

Поскольку дымососы отсутствуют, следовательно давление дутьевого вентилятора должно составлять 10 – 15 кПа ./11/

В соответствии с расчетами выбираем 2 дутьевых вентилятора

ВДН-26-II Характеристики вентиляторов :/9/

- производительность Q_ДВ = 350000 м³/ч;*2=700000 м³/ч

- давление р_ДВ = 10,57 кПа;

- частота вращения n = 750 об/мин;

- мощность N = 630 кВт.

Расчет дымовой трубы

Расчет дымовой трубы заключается в правильном выборе ее конструкции и подсчете высоты, обеспечивающей допустимую концентрацию вредных веществ в атмосфере.

Рассчитаем минимальную высоту дымовой трубы.

Диаметр устья дымовой трубы D₀, м, определяется по формуле:

, /12/ (72)

где N – предполагаемое число дымовых труб (принимаем N = 1);

w₀ – скорость дымовых газов в устье дымовой трубы, м/с

(принимаем w₀ = 22 м/с /8/);

V – объемный расход дымовых газов, м³/с,

V = V_Г*B, (73)

где В – суммарный расход топлива на станцию, кг/с;

V_Г – удельный объем дымовых газов, м³/кг,

, (74)

где - удельный объем дымовых газов, соответствующий теоретически необходимому объему воздуха, м³/кг,

, (75)

Объемы продуктов сгорания подсчитываются по формулам:

, (76)

м³/м³;

, (77)

м³/м³;

, (78)

где d_Г – влагосодержание топлива (при температуре топлива 20 ⁰С

d_Г = 19,4 );

м³/м³;

Тогда действительный объем газов:

м³/м³;/10/

С учетом плотности топлива имеем:

м³/кг.

Суммарный расход топлива всеми котлами:

В = В_Р*n, (79)

где В_Р – расчетный расход топлива на один котел, кг/с;

n – число котлов.

В = 7,9*4 = 31,6 кг/с.

Тогда объемный расход дымовых газов:

V = 19*31,6 = 600,4 м³/с.

Диаметр устья дымовой трубы:

м.

Высота дымовой трубы Н, м, определяется по формуле :

, (80)

где F – поправочный коэффициент, учитывающий содержание примесей в дымовых газах (для газообразных примесей F = 1);

A – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (для данного региона А= 200);

m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из трубы;

ПДК – предельно допустимая концентрация какого-либо элемента в атмосфере, мг/м³;/4/

C_Ф – фоновая концентрация вредных веществ, обусловленная внешними источниками загазованности, мг/м³;/14/

М – массовый выброс вредных веществ в атмосферу, г/с;

- разность температур уходящих газов и атмосферного воздуха, ⁰С.

Разность температур определяется формулой:

, (81)

Т – температура воздуха самого жаркого месяца в 13 часов дня

(Т=30 ⁰С );/13/

=150-30 = 120 ⁰С.

Фоновая концентрация С_Ф зависит от промышленной развитости района сооружения станции. Поскольку город Тобольск является крупным промышленным центром, то фоновая концентрация велика: С_Ф = 0,01 мг/м³./14/

Поскольку в топливе отсутствует сероводород, будем вести расчет только по выбросам диоксида азота NO₂. ПДК по содержанию в воздухе этого элемента составляет 0,2 мг/м³.

Массовый выброс диоксида азота определяется пол формуле:

, (82)

где q₄ – потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива (при сжигании газообразного топлива q₄ = 0 %);

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов азота качества сжигаемого топлива (для газообразного топлива, при отсутствии содержания в нем N, =0,9 );

- коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (для вихревых горелок =1);

- коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления ( = 1);

- коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку ( =0);

r – степень рециркуляции дымовых газов (r = 0 %);

- коэффициент, характеризующий снижение выброса оксидов азота при подаче части воздуха помимо основных горелок ( =1).

К – коэффициент, характеризующий выход оксидов азота, кг/т;

, /12/ (83)

где D – паропроизводительность котла, т/ч;

кг/т.

Итак массовый выброс оксида азота:

М_NO2 = 0,034*7,67*0,9*31,96*34,32 = 254,54 г/с.

Для того, чтобы определить коэффициенты m и n, необходимо знать высоту трубы. Поэтому расчет ведется методом последовательных приближений.

Задаемся высотой трубы H = 120 м.

Коэффициент m определяем по формуле:

, (84)

где f – безразмерный параметр, определяемый по формуле:

, (85)

;

.

Коэффициент n зависит от параметра V_М, который определяется по формуле:

V_M = , (86)

V_M = = 15,9;

Поскольку V_M>2, то n = 1.

Итак определяем высоту дымовой трубы по формуле 80:

м.

Принимаем ближайшее к полученному значение высоты дымовой трубы из стандартного ряда Н = 90 метров, что совпадает с ранее принятым значением. Выбираем железобетонную конструкцию дымовой трубы с естественно-вентилируемым зазором.

Определим максимально возможную приземную концентрацию диоксида азота по формуле :

, (87)

где К_Р – безразмерный коэффициент, учитывающий рельеф местности (для ровной местности К_Р = 1 );

мг/м³.

Проверим соблюдения условий экологической безопасности по концентрации вредных веществ в атмосфере. Проверить можно с помощью двух формул:

1) С_М + С_Ф <= ПДК, (88)

0,137+0,01 = 0,147;

0,147<0,2, условие соблюдается;

2) , (89)

;

0,74<1, условие соблюдается.

Таким образом, сооружение дымовой трубы высотой 90 метров позволит обеспечить содержание диоксида азота в рамках ПДК.

Расстояние от дымовой трубы, на котором достигается это значение максимальной приземной концентрации определим по формуле:

, (90)

где d – безразмерный коэффициент, определяемый по формуле:

, (91)

.

Тогда

м.