Тепловые электрические станции

Калининградский Государственный  Технический Университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

В.П. Канталинский 

Тепловые  и атомные электрические  станции 

Методическое  пособие по выполнению курсового  проекта для

 студентов-теплоэнергетиков  специальности

100500 –  Тепловые электрические станции 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Издательство  КГТУ

2005

Калининградский Государственный  Технический Университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

В.П. Канталинский 

Тепловые  и атомные электрические  станции 

Методическое  пособие по выполнению курсового  проекта для

 студентов-теплоэнергетиков специальности

100500 –  Тепловые электрические станции 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Издательство  КГТУ

2005

УДК 621.311.22 

      УТВЕРЖДЕНО 

Ректором Калининградского

государственного  технического

университета 
 
 
 

АВТОР – Канталинский В.П., профессор кафедры судовых энергетических установок и теплоэнергетики Калининградского государственного технического университета 
 
 
 

           Методическое пособие  рассмотрено и одобрено кафедрой судовых энергетических установок и теплоэнергетики Калининградского государственного технического университета 
 
 
 

Рецензент – кафедра судовых энергетических установок и теплоэнергетики  Калининградского государственного технического университета 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     Целями  курсового проекта по дисциплине “Тепловые и атомные электрические станции” являются:

• систематизация, закрепление и расширение знаний по специальным курсам;
• усвоение принципов повышения эффективности ТЭС и АЭС, а также методов расчета тепловых схем паротурбинных установок (ПТУ) и анализа влияния технических решений, принятых при выборе тепловой схемы, и режимных факторов на технико-экономические показатели установок;
• приобретение навыков самостоятельной творческой работы;
• использование справочных и нормативных материалов, периодической и учебной литературы.

     Курсовое проектирование по ТЭС следует рассматривать в качестве подготовительного этапа дипломного проектирования, составной частью которого, как правило, является выбор и расчет тепловой схемы ТЭС или АЭС. 

I. Объём и содержание курсового проекта

     Объем и содержание курсового проекта определяются выпускающей кафедрой. В качестве типового можно рекомендовать следующее содержание проекта:

     1. Выбор принципиальной тепловой схемы для заданной паротурбинной установки ТЭС или АЭС и обоснование принятых технических решений.

     2. Расчет принципиальной тепловой схемы для заданного или выбранного режима работы установки.

     3. Выполнение расчетов по анализу влияния структурных изменений в тепловой схеме, а также принятых технических решений при ее составлении, таких как схема сброса дренажей, величина температурных напоров в подогревателях и др., на технико-экономическую эффективность ПТУ.

     4. Определение технико-экономических показателей установки и

сравнение их с нормативными значениями.

     5. Выполнение специального задания, в качестве которого может быть предложено следующее:

     -совершенствование тепловой технологической схемы ПТУ, например, за счет замены поверхностных ПВД на смешивающие;

     -изменения типа привода питательных насосов;

     -изменение  схемы подогрева сетевой воды;

     -организация дополнительных отборов пара, в т.ч. на внешние тепловые потребители;

     -устройство теплофикационных пучков в конденсаторе и др. При этом необходимо выполнить расчет дополнительных элементов и подогревателей тепловой схемы и определить технико-экономическую эффективность предложенного решения.

     В объеме спецзадания возможно также  построение энергетических и расходных  характеристик ПТУ на основе многовариантных  расчетов  тепловой схемы на ПЭВМ.

     В объем курсового проекта входит расчетно-пояснительная записка (20-25 стр.) с обобщением результатов расчетов и заключением, а также графический материал на одном - двух листах. На первом листе изображается принципиальная тепловая схема ПТУ, на втором (при необходимости) - результаты исследований по спецзаданию.

     Записка и чертежи должны выполняться  с учетом требований единой системы  конструкторской и технологической документации документации, а расчеты – в системе единиц СИ. Условные обозначения тепломеханического оборудования и арматуры, а также условные обозначения потоков пара, конденсата и воды можно принять по [1,2,6]. 

     2. Выбор принципиальной тепловой схемы паротурбинной установки

     Принципиальная  тепловая схема ПТУ отражает связи  между ее элементами и определяет совершенство технологической схемы  и экономичность работы 'ГЭС. При составлении принципиальной тепловой схемы решаются следующие вопросы:

1. Выбирается тип котлов, и в случае применения барабанных котлов

(что  возможно при докритическом давлении пара) разрабатывается схема использования теплоты непрерывной продувки. Возможно применение одно- и двухступенчатой схемы расширителей непрерывной продувки с направлением выпара соответственно в деаэраторы повышенного давления (0,588-0,686 МПа) и атмосферные. Двухступенчатая схема расширителей непрерывной продувки применяется на промышленно-отопительных ТЭЦ    (с турбинами типа Р и ПТ), одноступенчатая - на КЭС и отопительных ТЭЦ. Теплота продувочной воды после расширителей используется для подогрева добавочной воды.

     2. Обосновываются основные решения по схеме регенерации турбоустановки, определяется количество и тип регенеративных подогревателей, схемы включения деаэраторов и сброса дренажей (конденсата греющего пара) подогревателей и др.

     В качестве первых по ходу воды подогревателей низкого давления (ПНД) рекомендуется применять смешивающие подогреватели как обеспечивающие более высокую тепловую экономичность.

     В установках с промежуточным перегревом пара отбор на один из подогревателей высокого давления (ПВД) выполняется из "холодной" линии промперегрева, ввиду более высокой эффективности такого решения против отбора пара из "горячей" линии промперегрева.

     Деаэратор основной ступени дегазации воды чаще включается не как отдельная  ступень подогрева воды, а по предвключенной схеме.

     При составлении тепловой схемы обосновывается также применение в подогревателях охладителей перегретого пара и конденсата, разрабатывается схема использования пара уплотнений, предусматривается установка охладителей эжекторов в случае применения пароструйных эжекторов.

     3. Выбирается схема включения питательного насоса (обычно принимается одноподъемная - за деаэратором повышенного давления) и тип привода питательного насоса (электрический или паровой). Для обеспечения надежной работы питательных насосов блоков сверхкритического давления перед ними устанавливают предвключенные (бустерные) насосы.

     4. Принимается схема отбора пара  на сушку топлива, подогрев  мазута и воздуха (подогрев  воздуха возможен также сетевой  водой, конденсатом или питательной  водой), а также схема включения турбопривода воздуходувок котлов под наддувом (в случае выбора парового привода их).

     5. Определяется способ подготовки  добавочной воды (химический и  термический), схемы включения испарителей  и ввода добавочной

воды  в тепловую схему ТЭС.

     Для теплофикационных установок принимаются схемы отпуска, теплоты внешним потребителям с паром и горячей водой и использования возвращаемого с производства конденсата. Современные теплофикационные турбины обеспечивают двух- или трехступенчатый (с учетом теплофикационных пучков в конденсаторе) подогрев сетевой воды. Дегазация конденсата, возвращаемого с производства, осуществляется в атмосферных деаэраторах, для дегазации добавочной воды тепловой сети следует принимать вакуумные деаэраторы.

     Типовые схемы регенерации различных  турбоустановок приведены в [2,3]. Они могут быть взяты за основу при выполнении курсового проекта. 

3. Порядок расчёта тепловой схемы ПТУ

     В результате расчета тепловой схемы  определяется величины потоков пара и воды и технико-экономические  показатели ПТУ. Расчет тепловой схемы производится для характерных режимов ТЭС.

     Для ТЭС такими режимами являются:

     1. Режим максимальной (номинальной)  нагрузки ПТУ, который определяет  выбор числа и мощности котлов  и вспомогательного оборудования.

     2. Режим технического минимума  нагрузки блоков, определяющий экономичность работы их в часы провала графика электрических нагрузок энергосистемы.

     3. Режим промежуточной частичной  нагрузки ПТУ.

При частичных  нагрузках следует предусмотреть  возможность работы блоков со скользящим начальным давлением пара.

     Для отопительных ТЭЦ характерные режимы ПТУ определяются графиками тепловых нагрузок по их продолжительности:

     а) зимний режим при максимальной тепловой нагрузке турбины и давлениях  в отопительных отборах, определяемых графиком подогрева сетевой воды при расчетной для отопления температуре наружного воздуха . По этому режиму выбирают мощность котлов и вспомогательного оборудования;

     б) режим максимальной тепловой нагрузки турбины при температуре наружного  воздуха  , соответствующей моменту включения пиковых водогрейных котлов. Этому режиму отвечает максимальная теплофикационная мощность ПТУ;

     в) летний режим при максимальном расходе  теплоты из отборов турбины на горячее водоснабжение;

     г) конденсационный режим при отключенных отопительных отборах пара,

     Для турбин типа ПТ, кроме отмеченных, для  расчета могут приниматься режимы, отличающиеся величиной нагрузки производственного  отбора (нулевой, номинальный или  максимальный).

     Различают следующие основные методы расчета тепловых схем:

     1. Метод расчета в неявном виде, когда расходы пара в отборы определяются в долях от искомого расхода пара на турбину, который затем находится из уравнения мощности турбины с отборами пара.

     2. Метод последовательных приближений,  когда расчет ведется по предварительно принятому расходу пара на турбину с последующим его уточнением.

     3. Метод расчета по заданному  расходу пара в конденсатор.

     4. Расчет с использованием диаграммы  режимов турбины.