Выбор питательного насоса и его привода

В соответствии с нормами технологического проектирования, для блочных электростанций, произ­водительность питательных насосов принимается при максимальном расходе питательной воды с запасом не менее 5%.

Максимальное количество питательной воды определяется максимальным расходом на котел с запасом 5-8%: т/ч.

Объёмный расход питательной воды (подача), по которому будет выбрана производительность насосов:

м³/ч.

Необходимый напор (повышение давления) пи­тательного насоса определяется из:

, где

− давление перегретого пара за котлом: МПа;

- давление в деаэраторе;

ΔН − разность между условным уровнем воды в котле и уровнем в деаэраторе, м;

− сум­марное гидравлическое сопротивление напорной линии, принимаем МПа;

− полное гидравлическое сопротивление котла, примем (по рекомендации) 4 МПа;

=0,33 МПа – изменение давления на ПВД, - количество ПВД.

Тогда необходимый напор:

МПа.

Напор питательного насоса:

м.

Мощность приводной турбины питательного насоса МВт.

Исходя из значений: Q_п.н = 1135 м³/ч; Н_п.н = 3267 м; =11,67 МВт, выберем необходимое оборудование:

- питательный насос ОСПТ 1150М (Q = 1150 м³/ч, H = 3400 м) – 2 шт (1 в работе, 1 в резерве);

- приводная турбина К-12-10ПА (ОК-12А) (N =12 МВт, P₀ = 0,97 МПа) – 2 шт (1 в работе, 1 в резерве).

Выбор деаэратора (головки и бака)

Деаэратор питательной воды выбирать по максимально возможной пропускной способности. Примем два деаэратора на блок с производительностью каждого:

кг/с.

Объём бака деаэрированной воды принимаем с учетом запаса питательной воды:

где

= 420 сек – время работы блока на воде деаэратора по ПТЭ;

= 0,001037 м³/кг – удельный объем воды в баке.

Выбираем колонку бака деаэратора (на расход питательной воды кг/с) и деаэраторный бак:

- типоразмер деаэраторной колонки – ДП 500/65;

- номинальная производительность 140 кг/с;

- рабочее давление 0,7 МПа;

- рабочая температура 164^оС;

- полезная вместимость 65 м³;

- диаметр корпуса колонки 2032 мм;

- диаметр бака 3439 мм;

- длинна аппарата 9100 мм.

Выбор ПНД

Выбор первого по ходу основного конденсата подогревателя низкого давления (по схеме П8) проведем с учетом расхода и параметров питательной воды и греющего пара.

В ходе расчета были получены следующие данные:

- расход греющего пара на подогреватель: кг/с;

- температура греющего пара: ºC;

- расход основного конденсата: кг/с;

- температура конденсата на выходе: ºC.

Исходя из этих параметров выбираем следующее оборудование:

- тип подогревателя – ПН 400 -26 -2;

- максимальная температура пара на входе - t_п=300 ^оC;

- расход конденсата - D_К=208,3 кг/с;

Выбор ПВД

Выбор подогревателя проводим на основе расчета поверхности нагрева и последующего выбора по каталогу стандартного подогревателя с параметрами, близкими по значению расчётному. Выполним тепловой конструкторский расчет по полученным ранее данным.

Запишем исходные данные для расчета.

По параметрам греющего пара:

- расход G_п = G₁ = 15,5 кг/с;

- давление P_п=P_п1 = 5,33 МПа;

- температура t_п = t_отб1 = 275 ^оС;

- энтальпия h_п = h_отб1 = 2893 кДж/кг;

- температура насыщения в корпусе подогревателя t_н1 = 268 ^оС;

- энтальпия конденсата пара за собственно подогревателем - h_н1 = 1160 кДж/кг;

- температура конденсата греющего пара на выходе из охладителя дренажа

t_др.п1 = 250,8 ^оС;

- энтальпия h_др.п1 = 1090 кДж/кг.

По параметрам питательной воды:

расход G_п.в = 291,67 кг/с;

давление P_п.в. = 30, 5 МПа;

температура на входе в охладитель конденсата: =240,8 ^оС;

энтальпия воды на входе в охладитель конденсата = 1056 кДж/кг;

температура воды на выходе из подогревателя: ºC;

энтальпия воды на выходе из подогревателя: кДж/кг.

Рис 10. Расчетная схема ПВД.

В охладитель конденсата поступает часть пита­тельной воды с расходом G_ок = 43,8 кг/с (15% от общего расхода). Через собственно подогреватель проходит весь поток обогреваемой среды G_п.в = 291,677 кг/с. Расход воды через пароохладитель принят равным 70% расхода пара, поступающего в подогреватель:

G_оп= 0,7 × G_п = 0,7 × 15,5 = 10,9 кг/с.

Темпера­тура пара на выходе из охладителя пара: = t_н + Dt₃, где

Dt₃ – остаточный перегрев пара, примем по рекомендациям Dt₃ = 12 ^оС, тогда:

= 268 + 12 = 280 ºC.

Его энтальпия = 2842 кДж/кг.

Из уравнения теплового баланса для охла­дителя конденсата определим энтальпию питательной воды на выходе из него:

кДж/кг.

Температура питательной воды за охладителем конденсата: 248,4 ºC;

Уравнение теплового баланса для смешения потоков воды после охладителя конденсата:

Тогда энтальпия воды на входе в собственно подогреватель:

кДж/кг.

Соответствующая температура: ºC.

Тепловая нагрузка охладителя конденсата:

кВт.

Уравнение теплового баланса для собственно подогревателя имеет вид:

.

Из этого уравнения выразим энтальпию питательной воды на выходе собственно подогревателя:

кДж/кг.

Соответствующая температура: ºC.

Тепловая нагрузка собственно подогревателя:

кВт.

Тепловая нагрузка охладителя пара:

кВт.

Из теплового баланса для смешения потоков воды после ОП:

кДж/кг.

Температура пара на выходе из охладителя пара: 265 ºC.

Определим среднелогарифмические температурные напоры в подогревателе, для этого найдем:

СП: ºC;

ºC;

ОП: ºC;

ºC;

ОК: ºC;

ºC.

Найдем средний логарифмический температурный напор:

1) для собственно подогревателя:

ºC;

2) для охладителя пара:

ºC;

3) для охладителя конденсата:

ºC.

Для определения площади теплообменной поверхности подогревателя примем коэффициенты теплопередачи k: для СП Вт/(м²·К); для ОП Вт/(м²·К); для ОК Вт/(м²·К).

Площади теплообменных поверхностей:

м²;

м²;

м².

Общая площадь подогревателя :

м².

Подогреватель необходимо выбрать с учетом появления коррозии в трубках, возможности загрязнения их поверхности или заваривания при появлении свищей. Следовательно, конструктивная поверхность нагрева должна быть больше расчетной. В результате, исходя из полученных в ходе расчета данных, выбираем два включенных параллельно подогревателя типа ПВ-1200-380-42 с номинальным расходом воды 300 кг/с.

Выбор испарителя

Выбор испарителя произведем с помощью теплового расчета с определением поверхности нагрева. По поверхности определим марку испарителя.

Исходными данными для выбора будут значения, полученные в расчёте испарительной. Тепловая нагрузка испарителя равна:

кВт.

Принимая коэффициент теплопередачи испарителя k_исп = 2,2 кВт/(м²·К), рассчитаем площадь теплообменной поверхности:

м².

Необходимая производительность по вторичному пару:

5,22 кг/с ..

Исходя из этих параметров выбираем следующее оборудование:

- тип испарителя: И-1000-1;

- производительность по вторичному пару: 43 – 50 т/ч;

- габариты ( h / D_вн x S₁ ): 12,8 / 3400 х 22;

- масса - 61,4 т.