Определение расхода пара на турбину.

Расход пара на турбину подсчитываем по уравнению, основанному на балансе мощностей потоков пара в ней, МВт,

S N_m = N_э = К S D_m H_im ,

где: ,

H_im – используемые тепловые перепады в турбине соответствующих расходов пара из отборов; (определяли в разделе 2.3) D_m H_im– произведение этих величин показывает количество энергии, которое вырабатывает поток пара, проходящий до отбора; h_м = 0,99 – механический КПД (определяет потери на трение в подшипниках турбоагрегата); h_э = 0,986 – КПД электрогенератора.

Значения h_м и h_э приняты при номинальной мощности турбоагрегата N_э = 80 МВт. В курсовой работе значения этих КПД те же.

Определяем величину D_m × H_im для каждого отбора:

D_V ( h₀ - h₅ ) = 0,0988066 D ( 3242,4 - 3138 ) = 10,315409 D_;

D_IV ( h₀ - h₄ ) = 0,0922986 D ( 3242,4 - 3000 ) = 22,373181 D_;

D_III ( h₀ - h₃ ) = 0,03766 D ( 3242,4 - 2864 ) =14,250544 D;

D_II ( h₀ - h₂ ) = 0,0658349 D ( 3242,4 - 2682 ) = 36,893878 D_,

D_I ( h₀ - h₁ ) = 0,059328 D ( 3242,4 - 2471 ) = 45,765619 D

Определяем количество энергии, которое вырабатывает поток пара, проходящий через всю турбину в конденсатор: D_к H_i = 0,646072 D ×1043,1 = 673,9177 D.

Суммируем полученные выше выражения:

S D_m H_im= D_V (h₀ - h₅ ) + D_IV (h₀ - h₄ ) + D_III (h₀ - h₃) + D_II (h₀ - h₂) + D_I (h₀ - h₁ ) + + D_кH_i= 10,315409D+ 22,373181D + 14,250544D + 36,893878D + 45,765619D + + 673,9177 D = 803,516331D.

Таким образом S D_m H_im = 803,516331D.

Тогда S N_m = N_э = К S D_m H_im, следовательно:

80 МВт = 0,0002711 * 803,516331D = 0,217833 D.

Расход пара на турбину: D = 80 / 0,217833 = 367,253 т / ч.

Проверку правильности определения расхода пара на турбину сделаем подсчетом “D” по уравнению мощности, т / ч, : D = d_э N_э + S y_т D_эт.

Здесь удельный расход пара на выработку электрической энергии:

,

где : h_м– механический КПД ; h_э – КПД электрогенератора; H_i - используемый теплоперепад в турбине; y_т– коэффициент недовыработки мощности турбины.

Определяем коэффициенты недовыработки мощности турбины:

Таким образом, коэффициент недовыработки, например, пятого отбора у₅ =0,8999 (у₅ @ 0,9) показывает, что поток пара направленный в этот отбор выработал только 1 - у₅ = 1 - 0,9 = 0,1 или 10% энергии, от энергии, которую он мог выработать, если бы он прошел через всю проточную часть турбины до конденсатора. Соответственно, коэффициент недовыработки потока пара, направленного в первый отбор у₁ @ 0,26, и следовательно, этот поток выработал при прохождении проточной части турбины от ее начала до места отбора 1 – у₁ = 1 – 0,26 = 0,74 или 74% потенциально имевшейся в нем энергии. Аналогичные выводы можно сделать по остальным потокам пара, направляемым в соответствующие отборы.

Определяем произведение y_тD_эт :

у₅ D_V = 0,8999 * 0,0988066 D = 0,088916 D;

у₄ D_IV = 0,7676 * 0,0922986 D = 0,070848 D;

у₃ D_III = 0,6372 * 0,03766 D = 0,023997 D;

у₂ D_II = 0,46275 * 0,065835 D = 0,030465 D;

у₁ D_I = 0,2605 * 0,059328 D = 0,015455 D

S y_т D_эт = 0,229681 D

Тогда расчет расхода пара на турбину из уравнения мощности:

D = d_э N_э + S y_т D_эт;

D= 3,53561 × 80 + 0,229681 D;

0,770319 D = 282,8849 ;

D= = 367,231 т / ч.

Невязка, равная DD =367,253 -367,231 =0,022 т / ч, ничтожно мала (бD = 0,006% ).

Расход пара на регенеративные подогреватели:

ПВД – 5: D₅ = 0,0988066D = 0,0988066 × 367,253 @ 36,287 т / ч ;

ПВД – 4: D₄ = 0,0922986 D = 0,0922986 × 367,253 @ 33,897 т / ч ;

Д – 6: D_д = 0,03766 D = 0,03766 × 367,253 @ 13,831 т / ч ;

ПНД – 2: D_к = 0,0658349 D = 0,0658349 × 367,253 @ 24,178 т / ч ;

ПНД – 1: D₁ = 0,059328 D = 0,059328 × 367,253 @ 21,788 т / ч ;

Энергетические показатели турбоустановки и блока котел-турбина

Показатели турбоустановки

Удельный расход пара на турбину, кг / кВт ,

d_э = D / Nэ = ( 367,253 × 10³ ) / ( 80 ×10³ ) = 4,59.

Удельный расход тепла на производство электроэнергии, кДж / кВт ,

где: сt_пв = сt₅ - энтальпия питательной воды за подогревателем № 5; Q_э = 794588,59 кДж/ч - расход тепла на производство электроэнергии.

Абсолютный электрический КПД турбоустановки:

Расход тепла в турбинной установке на выработку электроэнергии, без учета затрат тепла на подогрев химически очищенной воды подаваемой в цикл паротурбинной установки для восполнения потерь, кДж / ч:

Q_wэ = Q_э - D_дв (сt_пв - сt_прир ) = 794588,6 × 10³ - 7,35 ( 1078,8 - 62,94 ) × 10³ =

= 794588,6 × 10³ - 7466,57* 10³ = 787122,03,

где сt_прир – энтальпия охлаждающей воды, поступающей в конденсатор из внешнего источника водоснабжения, температура воды в котором принимается 15 °С (для всех вариантов), и тогда сt_прир =62,94 кДж / кг;

D_дв - количество химически очищенной воды подаваемой в цикл паротурбинной установки для восполнения потерь: D_дв = 0,02 D = 0,02×367,253 = 7,35 т/ч

Удельный расход тепла на выработку электроэнергии ( без учета расхода на собственные нужды ), кДж / (кВт × ч),

q_wэ = Q_wэ / N_э = 787122,03 × 10³ / 80 × 10³ = 9839,02.

Коэффициент полезного действия турбоустановки по выработке электроэнергии:

Удельный расход тепла на Дж, Дж / Дж,

.