| Задание на курсовой проект | 3 |
|
| 1. | Исходные справочные данные | 4 |
| 2. | Расчет бойлерной установки | 6 |
| 3. | Построение процесса расширения пара в турбине | 8 |
| 4. | Баланс пара и питательной воды | 9 |
| 5. | Определение параметров пара, питательной воды и конденсата по элементам ПТС | 11 |
| 6. | Составление и решение уравнений тепловых балансов по участкам и элементам ПТС | 15 |
| 7. | Энергетическое уравнение мощности и его решение | 23 |
| 8. | Проверка расчёта | 24 |
| 9. | Определение энергетических показателей | 25 |
| 10. | Выбор вспомогательного оборудования | 26 |
| Список литературы | 27 |
|
Задание по курсовому проекту
Студенту: Онучину Д.М
.
Тема проекта: Расчёт тепловой схемы ПТУ ПТ-80/100-130/13
Данные проекта
Р 0 =130 кг/см 2 ;
;
;
Q т =220 МВт;
;
.
Давление в нерегулируемых отборах – из справочных данных.
Подготовка добавочной воды – от атмосферного деаэратора «Д-1,2».
Объём расчётной части
Проектный расчёт ПТУ в системе СИ на номинальную мощность.
Определение энергетических показателей работы ПТУ.
Выбор вспомогательного оборудования ПТУ.
1. Исходные справочные данные
Основные показатели турбины ПТ-80/100-130.
Таблица1.
| Параметр | Величина | Размерность |
| Номинальная мощность | 80 | МВт |
| Максимальная мощность | 100 | МВт |
| Начальное давление | 23,5 | МПа |
| Начальная температура | 540 | С |
| Давление на выходе из ЦВД | 4,07 | МПа |
| Температура на выходе из ЦВД | 300 | С |
| Температура перегретого пара | 540 | С |
| Расход охлаждающей воды | 28000 | м 3 /ч |
| Температура охлаждающей воды | 20 | С |
| Давление в конденсаторе | 0,0044 | МПа |
Турбина имеет 8 нерегулируемых отборов пара , предназначенных для подогрева питательной воды в подогревателях низкого давления, деаэраторе, в подогревателях высокого давления и для питания приводной турбины главного питательного насоса. Отработавший пар из турбопривода возвращается в турбину.
Таблица2.
| Отбор | Давление, МПа | Температура, 0 С |
|
| I | ПВД №7 | 4,41 | 420 |
| II | ПВД №6 | 2,55 | 348 |
| III | ПНД №5 | 1,27 | 265 |
| Деаэратор | 1,27 | 265 |
|
| IV | ПНД №4 | 0,39 | 160 |
| V | ПНД №3 | 0,0981 | - |
| VI | ПНД №2 | 0,033 | - |
| VII | ПНД №1 | 0,003 | - |
Турбина имеет два отопительных отбора пара верхний и нижний, предназначенный для одно и двухступенчатого подогрева сетевой воды. Отопительные отборы имеют следующие пределы регулирования давления:
Верхний 0,5-2,5 кг/см 2 ;
Нижний 0,3-1 кг/см 2 .
2. Расчет бойлерной установки
ВБ – верхний бойлер;
НБ – нижний бойлер;
Обр – обратная сетевая вода.
Д ВБ, Д НБ -расход пара на верхний и нижний бойлер соответственно.
Температурный график: t пр / t o бр =130 / 70 C;
Т пр = 130 0 С (403 К);
Т обр = 70 0 С (343 К).
Определение параметров пара в теплофикационных отборах
Примем равномерный подогрев на ВСП и НСП;
Принимаем величину недогрева в сетевых подогревателях 
.
Принимаем потери давления в трубопроводах 
.
Давление верхнего и нижнего отборов из турбины для ВСП и НСП:
бар;
бар.
h ВБ =418,77 кДж/кг
h НБ =355,82 кДж/кг
D ВБ (h 5 - h ВБ /)=К W СВ (h ВБ - h НБ) →
→ D ВБ =1,01∙870,18(418,77-355,82)/(2552,5-448,76)=26,3 кг/с
D НБ h 6 + D ВБ h ВБ / +К W СВ h ОБР = КW СВ h НБ +(D ВБ +D НБ) h НБ / →
→ D НБ =/(2492-384,88)=25,34кг/с
D ВБ +D НБ =D Б =26,3+25,34=51,64 кг/с
3. Построение процесса расширения пара в турбине
Примем потерю давления в устройствах парораспределения цилиндров:
;
;
;
В таком случае давления на входе в цилиндры (за регулирующими клапанами) составят:
Процесс в h,s-диаграмме изображён на рис. 2.
4. Баланс пара и питательной воды.
Принимаем, что на концевые уплотнения (D КУ) и на паровые эжектора (D ЭП) идёт пар высшего потенциала.
Отработавший пар концевых уплотнений и из эжекторов направляется в сальниковый подогреватель. Принимаем подогрев конденсата в нем:
Отработавший пар в охладителях эжекторов направляется в подогреватель эжекторов (ЭП). Подогрев в нем:
Принимаем расход пара на турбину (D) известной величиной.
Внутристанционные потери рабочего тела: D УТ =0,02D.
Расход пара на концевые уплотнения примем 0,5%: D КУ =0,005D.
Расход пара на основные эжектора примем 0,3%: D ЭЖ =0,003D.
Тогда:
Расход пара из котла составит:
Т.к. котёл барабанный, то необходимо учесть продувку котла.
D прод = 0,015D=1,03D К =0,0154D.
Количество питательной воды, подаваемой в котел:
Количество добавочной воды:
Потери конденсата на производство:
(1-K пр)D пр =(1-0,6)∙75=30 кг/с.
Давление в барабане котла примерно на 20% больше, чем давление свежего пара у турбины (засчет гидравлических потерь), т.е.
P к.в. =1,2P 0 =1,2∙12,8=15,36 МПа → 
кДж/кг.
Давление в расширителе непрерывной продувки (РНП) примерно на 10% больше, чем в деаэраторе (Д-6), т.е.
P РНП =1,1P д =1,1∙5,88=6,5 бар →
→
кДж/кг;
кДж/кг;
кДж/кг;
D П.Р.=β∙D прод =0,438∙0,0154D=0,0067D;
D В.Р. =(1-β)D прод =(1-0,438)0,0154D=0,00865D.
D доб =D ут +(1-K пр)D пр +D в.р. =0,02D+30+0,00865D=0,02865D+30.
Определяем расход сетевой воды через сетевые подогреватели:
Принимаем утечки в системе теплоснабжения 1% от количества циркулирующей воды.
Таким образом необходимая производительность хим. водоочистки:
5. Определение параметров пара, питательной воды и конденсата по элементам ПТС.
Принимаем потерю давления в паропроводах от турбины до подогревателей регенеративной системы в размере:
| I отбор | ПВД-7 | 4% |
| II отбор | ПВД-6 | 5% |
| III отбор | ПВД-5 | 6% |
| IV отбор | ПВД-4 | 7% |
| V отбор | ПНД-3 | 8% |
| VI отбор | ПНД-2 | 9% |
| VII отбор | ПНД-1 | 10% |
Определение параметров зависит от конструкции подогревателей (см. рис. 3
). В рассчитываемой схеме все ПНД и ПВД поверхностные.
По ходу основного конденсата и питательной воды от конденсатора до котла определяем необходимые нам параметры.
5.1. Повышением энтальпии в конденсатном насосе пренебрегаем. Тогда параметры конденсата перед ЭП:
0,04 бар, 
29°С, 
121,41 кДж/кг.
5.2. Принимаем подогрев основного конденсата в эжекторном подогревателе равным 5°С.
34 °С; кДж/кг.
5.3. Подогрев воды в сальниковом подогревателе (СП) принимаем равным 5°С.
39 °С, 
кДж/кг.
5.4. ПНД-1 – отключен.
Питается паром из VI отбора.
69,12 °С, 
289,31 кДж/кг = h д2 (дренаж из ПНД-2).
°С, 
4,19∙64,12=268,66кДж/кг
Питается паром из V отбора.
Давление греющего пара в корпусе подогревателя:
96,7 °С, 
405,21 кДж/кг;
Параметры воды за подогревателем:
°С, 
4,19∙91,7=384,22 кДж/кг.
Предварительно задаемся повышением температуры за счет смешения потоков перед ПНД-3 на 
, т.е. имеем:
Питается паром из IV отбора.
Давление греющего пара в корпусе подогревателя:
140,12°С, 
589,4 кДж/кг;
Параметры воды за подогревателем:
°С, 
4,19∙135,12=516,15 кДж/кг.
Параметры греющей среды в охладителе дренажа:
5.8. Деаэратор питательной воды.
Деаэратор питательной воды работает при постоянном давлении пара в корпусе
Р Д-6 =5,88 бар → t Д-6 Н =158 ˚С, h’ Д-6 =667 кДж/кг, h” Д-6 =2755,54 кДж/кг,
5.9. Питательный насос.
КПД насоса примем 
0,72.
Давление нагнетания: МПа. °С, а параметры греющей среды в охладителе дренажа:
Параметры пара в охладителе пара:
°С; 
2833,36 кДж/кг.
Задаёмся подогревом в ОП-7 равным 17,5 °С. Тогда температура воды за ПВД-7 равна °С, а параметры греющей среды в охладителе дренажа:
°С; 
1032,9 кДж/кг.
Давление питательной воды после ПВД-7 равно:
Параметры воды за собственно подогревателем.
Теплофикационная паровая турбина ПТ-80/100-130/13 производственного объединения турбостроения «Ленинградский металлический завод» (НОГ ЛМЗ) с промышленным и отопительными отборами пара номинальной мощностью 80 МВт, максимальной 100 МВт с начальным давлением пара 12,8 МПа предназначена для непосредственного привода электрического генератора ТВФ-120-2 с частотой вращения 50 Гц и отпуска тепла для нужд производства и отопления.
При заказе турбины, а также в другой документации, где ее следует обозначать «Турбина паровая 1ГГ-80/100-130/13 ТУ 108-948-80».
Турбина ПТ-80/100-130/13 соответствует требованиям ГОСТ 3618-85, ГОСТ 24278-85 и ГОСТ 26948-86.
Турбина имеет следующие регулируемые отборы пара: производственный с абсолютным давлением (1,275±0,29) МПа и два отопительных отбора: верхний с абсолютным давлением в пределах 0,049-0,245 МПа и нижний с давлением в пределах 0,029-0,098 МПа.
Регулирование давления отопительного отбора осуществляется с помощью одной регулирующей диафрагмы, установленной в камере верхнего отопительного отбора. Регулируемое давление в отопительных отборах поддерживается: в верхнем отборе — при включенных обоих отопительных отборах, в нижнем отборе — при включенном одном нижнем отопительном отборе. Сетевая вода через сетевые подогреватели нижней и верхней ступеней подогрева пропускается последовательно и в одинаковом количестве. Расход воды, проходящей через сетевые подогреватели, контролируется.
Номинальные значения основных параметров турбины ПТ-80/100-130/13
| Параметр | ПТ-8О/100-130/13 |
| 1. Мощность, МВт | |
| номинальная | 80 |
| максимальная | 100 |
| 2. Начальные параметры пара: | |
| давление, МПа | 12.8 |
| температура. °С | 555 | 284 (78.88) |
| 4. Расход отбираемого пара на производств. нужды, т/ч | |
| номинальный | 185 |
| максимальный | 300 |
| 5. Давление производственного отбора, МПа | 1.28 |
| 6. Максимальный расход свежего пара, т/ч | 470 |
| 7. Пределы изменения давления пара в регулируемых отопительных отборах пара, МПа | |
| в верхнем | 0.049-0.245 |
| в нижнем | 0.029-0.098 |
| 8. Температура воды, °С | |
| питательной | 249 |
| охлаждающей | 20 |
| 9. Расход охлаждающей воды, т/ч | 8000 |
| 10. Давление пара в конденсаторе, кПа | 2.84 |
При номинальных параметрах свежею пара, расходе охлаждающей воды 8000 м3/ч, температуре охлаждающей воды 20 °С, полностью включенной регенерации, количестве конденсата, подогреваемого в ПВД, равном 100% расхода пара через турбину, при работе турбоустановки с деаэратором 0,59 МПа, со ступенчатым подогревом сетевой воды, при полном использовании пропускной способности турбины и минимальном пропуске пара в конденсатор могут быть взяты следующие величины отборов:
— номинальные величины регулируемых отборов при мощности 80 МВт;
— производственный отбор — 185 т/ч при абсолютном давлении 1,275 МПа;
— суммарный отопительный отбор — 285 ГДж/ч (132 т/ч) при абсолютных давлениях: в верхнем отборе — 0,088 МПа и в нижнем отборе — 0,034 МПа;
— максимальная величина производственного отбора при абсолютном давлении в камере отбора 1,275 МПа составляет 300 т/ч. При этой величине производственного отбора и отсутствии отопительных отборов мощность турбины составляет -70 МВт. При номинальной мощности 80 МВт и отсутствии отопительных отборов максимальный производственный отбор составит -250 т/ч;
— максимальная суммарная величина отопительных отборов равна 420 ГДж/ч (200 т/ч); при этой величине отопительных отборов и отсутствии производственного отбора мощность турбины составляет около 75 МВт; при номинальной мощности 80 МВт и отсутствии производственного отбора максимальные отопительные отборы составят около 250 ГДж/ч (-120 т/ч).
— максимальная мощность турбины при выключенных производственном и отопительных отборах, при расходе охлаждающей воды 8000 м /ч с температурой 20 °С, полностью включенной регенерации составит 80 МВт. Максимальная мощность турбины 100 МВт. получаемая при определенных сочетаниях производственного и отопительного отборов, зависит от величины отборов и определяется диафрагмой режимов.
Предусматривается возможность работы турбоустановки с пропуском подпиточной и сетевой воды через встроенный пучок
При охлаждении конденсатора сетевой водой турбина может работать по тепловому графику. Максимальная тепловая мощность встроенного пучка составляет -130 ГДж/ч при поддержании температуры в выхлопной части не выше 80 °С.
Допускается длительная работа турбины с номинальной мощностью при следующих отклонениях основных параметров от номинальных:
- при одновременном изменении в любых сочетаниях начальных параметров свежего пара — давления от 12,25 до 13,23 МПа и температуры от 545 до 560 °С; при этом температура охлаждающей воды должна быть не выше 20 °С;
- при повышении температуры охлаждающей воды при входе в конденсатор до 33 °С и расходе охлаждающей воды 8000 м3/ч, если начальные параметры свежего пара при этом не ниже номинальных;
- при одновременном уменьшении величин производственного и отопительных отборов пара до нуля.
- при повышении давления свежего пара до 13,72 МПа и температуры до 565 °С допускается работа турбины в течение не более получаса, причем общая продолжительность работы турбины при этих параметрах не должна превышать 200 ч/год.
Для данной турбинной установки ПТ-80/100-130/13 используеться подогреватель высокого давления №7 (ПВД-475-230-50-1). ПВД-7 работает при параметрах пара перед входом в подогреватель: давлении 4,41 МПа, температуре 420 °С и расходом пара 7,22 кг/с. Параметры питательной воды при этом: давление 15,93МПа, температура 233 °С и расход 130 кг/с.
Российская ФедерацияРД
Нормативные характеристики конденсаторов турбин Т-50-130 ТМЗ, ПТ-60-130/13 и ПТ-80/100-130/13 ЛМЗ
При составлении "Нормативных характеристик" приняты следующие основные обозначения:
Расход пара в конденсатор (паровая нагрузка конденсатора), т/ч;
Нормативное давление пара в конденсаторе, кгс/см*;
Фактическое давление пара в конденсаторе, кгс/см;
Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор, °С;
Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора, °С;
Температура насыщения, соответствующая давлению пара в конденсаторе, °С;
Гидравлическое сопротивление конденсатора (падение давления охлаждающей воды в конденсаторе), мм вод.ст.;
Нормативный температурный напор конденсатора, °С;
Фактический температурный напор конденсатора, °С;
Нагрев охлаждающей воды в конденсаторе, °С;
Номинальный расчетный расход oxлаждающей воды в конденсатор, м/ч;
Расход охлаждающей воды в конденсатор, м/ч;
Полная поверхность охлаждения конденсатора, м;
Поверхность охлаждения конденсатора при отключенном по воде встроенном пучке конденсатора, м.
Нормативные характеристики включают следующие основные зависимости:
1) температурного напора конденсатора (°С) от расхода пара в конденсатор (паровой нагрузки конденсатора) и начальной температуры охлаждающей воды при номинальном расходе охлаждающей воды:
2) давления пара в конденсаторе (кгс/см) от расхода пара в конденсатор и начальной температуры охлаждающей воды при номинальном расходе охлаждающей воды:
3) температурного напора конденсатора (°С) от расхода пара в конденсатор и начальной температуры охлаждающей воды при расходе охлаждающей воды 0,6-0,7 номинального:
4) давления пара в конденсаторе (кгс/см) от расхода пара в конденсатор и начальной температуры охлаждающей воды при расходе охлаждающей воды 0,6-0,7 - номинального:
5) температурного напора конденсатора (°С) от расхода пара в конденсатор и начальной температуры охлаждающей воды при расходе охлаждающей воды 0,44-0,5 номинального;
6) давления пара в конденсаторе (кгс/см) от расхода пара в конденсатор и начальной температуры охлаждающей воды при расходе охлаждающей воды 0,44-0,5 номинального:
7) гидравлического сопротивления конденсатора (падение давления охлаждающей воды в конденсаторе) от расхода охлаждающей воды при эксплуатационно чистой поверхности охлаждения конденсатора;
8) поправки к мощности турбины на отклонение давления отработавшего пара.
Турбины T-50-130 ТМЗ и ПТ-80/100-130/13 ЛМЗ оборудованы конденсаторами, у которых около 15% охлаждающей поверхности может использоваться для подогрева подпиточной или обратной сетевой воды (встроенные пучки). Предусмотрена возможность охлаждения встроенных пучков циркуляционной водой. Поэтому в "Нормативных характеристиках" для турбин типа Т-50-130 ТМЗ и ПТ-80/100-130/13 ЛМЗ приведены также зависимости по пп.1-6 для конденсаторов с отключенными встроенными пучками (с сокращенной примерно на 15% поверхностью охлаждения конденсаторов) при расходах охлаждающей воды 0,6-0,7 и 0,44-0,5.
Для турбины ПТ-80/100-130/13 ЛМЗ приведены также характеристики конденсатора с отключенным встроенным пучком при расходе охлаждающей воды 0,78 номинального.
3. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ ЗА РАБОТОЙ КОНДЕНСАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ И СОСТОЯНИЕМ КОНДЕНСАТОРА
Основными критериями оценки работы конденсационной установки, характеризующими состояние оборудования, при заданной паровой нагрузке конденсатора, являются давление пара в конденсаторе и отвечающий этим условиям температурный напор конденсатора.
Эксплуатационный контроль за работой конденсационной установки и состоянием конденсатора осуществляется сопоставлением измеренного в условиях эксплуатации фактического давления пара в конденсаторе с определенным для тех же условий (той же паровой нагрузки конденсатора, расхода и температуры охлаждающей воды) нормативным давлением пара в конденсаторе, а также сравнением фактического температурного напора конденсатора с нормативным.
Сравнительный анализ данных измерений и нормативных показателей работы установки позволяет обнаружить изменения в работе конденсационной установки и установить вероятные причины их.
Особенностью турбин с регулируемым отбором пара является длительная их работа, с малыми расходами пара в конденсатор. При режиме с теплофикационными отборами контроль зa температурным напором в конденсаторе не дает надежного ответа о степени загрязнения конденсатора. Поэтому контроль за работой конденсационной установки целесообразно проводить при расходах пара в конденсатор не менее 50% и при отключенной рециркуляции конденсата; это повысит точность определения давления пара и температурного напора конденсатора.
Кроме этих основных величин, для эксплуатационного контроля и для анализа работы конденсационной установки необходимо достаточно надежно определять также и ряд других параметров, от которых зависит давление отработавшего пара и температурный напор, а именно: температуру входящей и выходящей воды, паровую нагрузку конденсатора, расход охлаждающей воды и др.
Влияние присосов воздуха в воздухоудаляющих устройствах, работающих в пределах рабочей характеристики, на и незначительно, тогда как ухудшение воздушной плотности и увеличение присосов воздуха, превышающих рабочую производительность эжекторов, оказывают существенное влияние на работу конденсационной установки.
Поэтому контроль за воздушной плотностью вакуумной системы турбоустановок и поддержанием присосов воздуха на уровне норм ПТЭ является одной из основных задач при эксплуатации конденсационных установок.
Предлагаемые Нормативные характеристики построены для значений присосов воздуха, не превышающих норм ПТЭ.
Ниже приводятся основные параметры, которые необходимо измерять при эксплуатационном контроле за состоянием конденсатора, и некоторые рекомендации для организации измерений и методы определения основных контролируемых величин.
3.1. Давление отработавшего пара
Для получения представительных данных о давлении отработавшего пара в конденсаторе в условиях эксплуатации измерение должно производиться в точках, указанных в Нормативных характеристиках для каждого типа конденсатора.
Давление отработавшего пара должно измеряться жидкостными ртутными приборами с точностью не менее 1 мм рт.ст. (одностекольными чашечными вакуумметрами, баровакуумметрическими трубками).
При определении давления в конденсаторе к показаниям приборов необходимо вводить соответствующие поправки: на температуру столба ртути, на шкалу, на капиллярность (для одностекольных приборов).
Давление в конденсаторе (кгс/см) при измерении вакуума определяется по формуле
Где - барометрическое давление (с поправками), мм рт.ст.;
Разрежение, определенное по вакуумметру (с поправками), мм рт.ст.
Давление в конденсаторе (кгс/см) при измерении баровакуумметрической трубкой определяется как
Где - давление в конденсаторе, определенное по прибору, мм рт.ст.
Барометрическое давление необходимо измерять ртутным инспекторским барометром с введением всех необходимых по паспорту прибора поправок. Допускается также использовать данные ближайшей метеостанции с учетом разности высот расположения объектов.
При измерении давления отработавшего пара прокладку импульсных линий и установку приборов необходимо производить с соблюдением следующих правил монтажа приборов под вакуумом:
- внутренний диаметр импульсных трубок должен быть не менее 10-12 мм;
- импульсные линии должны иметь общий уклон в сторону конденсатора не менее 1:10;
- герметичность импульсных линий должна быть проверена опрессовкой водой;
- запрещается применять запорные устройства, имеющие сальники и резьбовые соединения;
- измерительные устройства к импульсным линиям должны присоединяться с помощью толстостенной вакуумной резины.
3.2. Температурный напор
Температурный напор (°С) определяется как разность между температурой насыщения отработавшего пара и температурой охлаждающей воды на выходе из конденсатора
При этом температура насыщения определяется по измеренному давлению отработавшего пара в конденсаторе.
Контроль за работой конденсационных установок теплофикационных турбин должен производиться при конденсационном режиме турбины с выключенным регулятором давления в производственном и теплофикационном отборах.
Паровая нагрузка (расход пара в конденсатор) определяется по давлению в камере одного из отборов, значение которого является контрольным.
Расход пара (т/ч) в конденсатор при конденсационном режиме равен:
Где - расходный коэффициент, числовое значение которого приведено в технических данных конденсатора для каждого типа турбин;
Давление пара в контрольной ступени (камере отбора), кгс/см.
При необходимости эксплуатационного контроля за работой конденсатора при теплофикационном режиме турбины расход пара определяется приближенно расчетным путем по расходам пара в одну из промежуточных ступеней турбины и расходам пара в теплофикационный отбор и на регенеративные подогреватели низкого давления.
Для турбины T-50-130 ТМЗ расход пара (т/ч) в конденсатор при теплофикационном режиме составляет:
- при одноступенчатом подогреве сетевой воды
- при двухступенчатом подогреве сетевой воды
Где и - расходы пара соответственно через 23-ю (при одноступенчатом) и 21-ю (при двухступенчатом подогреве сетевой воды) ступени, т/ч;
Расход сетевой воды, м/ч;
; - нагрев сетевой воды соответственно в горизонтальном и вертикальном сетевых подогревателях, °С; определяется как разность температур сетевой воды после и до соответствующего подогревателя.
Расход пара через 23-ю ступень определяется по рис.I-15, б, в зависимости от расхода свежего пара на турбину и давления пара в нижнем теплофикационном отборе .
Расход пара через 21-ю ступень определяется по рис.I-15, а, в зависимости от расхода свежего пара на турбину и давлению пара в верхнем теплофикационном отборе .
Для турбин типа ПТ расход пара (т/ч) в конденсатор при теплофикационном режиме составляет:
- для турбин ПТ-60-130/13 ЛМЗ
- для турбин ПТ-80/100-130/13 ЛМЗ
Где - расход пара на выходе из ЧСД, т/ч. Определяется по рис.II-9 в зависимости от давления пара в теплофикационном отборе и в V отборе (для турбин ПТ-60-130/13) и по рис.III-17 в зависимости от давления пара в теплофикационном отборе и в IV отборе (для турбин ПТ-80/100-130/13);
Нагрев воды в сетевых подогревателях, °С. Определяется по разности температур сетевой воды после и до подогревателей.
Давление, принятое за контрольное, необходимо измерять пружинными приборами класса точности 0,6, периодически и тщательно проверенными. Для определения истинного значения давления в контрольных ступенях к показаниям прибора необходимо ввести соответствующие поправки (на высоту установки приборов, поправку по паспорту и т.д.).
Расходы свежего пара на турбину и сетевой воды, необходимые для определения расхода пара в конденсатор, измеряются штатными расходомерами с введением поправок на отклонение рабочих параметров среды от расчетных.
Температура сетевой воды измеряется ртутными лабораторными термометрами с ценой деления 0,1 °С.
3.4. Температура охлаждающей воды
Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор измеряется на каждом напорном водоводе в одной точке. Температура воды на выходе из конденсатора должна измеряться не менее чем в трех точках в одном поперечном сечении каждого сливного водовода на расстоянии 5-6 м от выходного фланца конденсатора и определяться как средняя по показаниям термометров во всех точках.
Температура охлаждающей воды должна измеряться ртутными лабораторными термометрами с ценой деления 0,1 °С, установленными в термометрических гильзах длиной не менее 300 мм.
3.5. Гидравлическое сопротивление
Контроль за загрязнением трубных досок и трубок конденсатора осуществляется по гидравлическому сопротивлению конденсатора по охлаждающей воде, для чего измеряется перепад давлений между напорными и сливными патрубками конденсаторов ртутным двухстекольным U-образным дифманометром, устанавливаемым на отметке ниже точек измерения давления. Импульсные линии от напорного и сливного патрубков конденсаторов должны быть заполнены водой.
Гидравлическое сопротивление (мм вод.ст.) конденсатора определяется по формуле
Где - перепад, измеренный по прибору (с поправкой на температуру столба ртути), мм рт.ст.
При измерении гидравлического сопротивления одновременно определяется и расход охлаждающей воды в конденсатор для возможности сравнения с гидравлическим сопротивлением по Нормативным характеристикам.
3.6. Расход охлаждающей воды
Расход охлаждающей воды на конденсатор определяется по тепловому балансу конденсатора или непосредственным измерением сегментными диафрагмами, устанавливаемыми на напорных подводящих водоводах. Расход охлаждающей воды (м/ч) по тепловому балансу конденсатора определяется по формуле
Где - разность теплосодержаний отработавшего пара и конденсата, ккал/кг;
Теплоемкость охлаждающей воды, ккал/кг·°С, равная 1;
Плотность воды, кг/м, равная 1.
При составлении Нормативных характеристик принималась равной 535 или 550 ккал/кг в зависимости от режима работы турбины.
3.7. Воздушная плотность вакуумной системы
Воздушная плотность вакуумной системы контролируется по количеству воздуха на выхлопе пароструйного эжектора.
4. ОЦЕНКА СНИЖЕНИЯ МОЩНОСТИ ТУРБОУСТАНОВКИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ С ПОНИЖЕННЫМ ПО СРАВНЕНИЮ С НОРМАТИВНЫМ ВАКУУМОМ
Отклонение давления в конденсаторе паровой турбины от нормативного приводит при заданном расходе тепла на турбоустановку к снижению развиваемой турбиной мощности.
Изменение мощности при отличии абсолютного давления в конденсаторе турбины от нормативного его значения определяется по полученным экспериментальным путем поправочным кривым. На графиках поправок, включенных в данные Нормативные характеристики конденсаторов, показано изменение мощности для различных значений расхода пара в ЧНД турбины. Для данного режима турбоагрегата определяется и по соответствующей кривой снимается значение изменения мощности при изменении давления в конденсаторе от до .
Это значение изменения мощности и служит основой для определения превышения удельного расхода тепла или удельного расхода топлива, установленных при данной нагрузке для турбины.
Для турбин Т-50-130 ТМЗ, ПТ-60-130/13 и ПТ-80/100-130/13 ЛМЗ расход пара в ЧНД для определения недовыработки мощности турбины из-за повышения давления в конденсаторе может быть принят равным расходу пара в конденсатор.
I. НОРМАТИВНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОНДЕНСАТОРА К2-3000-2 ТУРБИНЫ Т-50-130 ТМЗ
1. Технические данные конденсатора
Площадь поверхности охлаждения:
без встроенного пучка | |
Диаметр трубок: | |
наружный | |
внутренний | |
Количество трубок | |
Число ходов вода | |
Число потоков | |
Воздухоудаляющее устройство - два пароструйных эжектора ЭП-3-2 |
- при конденсационном режиме - по давлению пара в IV отборе:
2.3. Разность теплосодержаний отработавшего пара и конденсата () принимать:
Рис.I-1. Зависимость температурного напора от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
7000 м/ч; =3000 м
Рис.I-2. Зависимость температурного напора от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
5000 м/ч; =3000 м
Рис.I-3. Зависимость температурного напора от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
3500 м/ч; =3000 м
Рис.I-4. Зависимость абсолютного давления от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
7000 м/ч; =3000 м
Рис.I-5. Зависимость абсолютного давления от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
5000 м/ч; =3000 м
Рис.I-6. Зависимость абсолютного давления от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
3500 м/ч; =3000 м
Рис.I-7. Зависимость температурного напора от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
7000 м/ч; =2555 м
Рис.I-8. Зависимость температурного напора от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
5000 м/ч; =2555 м
Рис.I-9. Зависимость температурного напора от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
3500 м/ч; =2555 м
Рис.I-10. Зависимость абсолютного давления от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
7000 м/ч; =2555 м
Рис.I-11. Зависимость абсолютного давления от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
5000 м/ч; =2555 м
Рис.I-12. Зависимость абсолютного давления от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
3500 м/ч; =2555 м
Рис.I-13. Зависимость гидравлического сопротивления от расхода охлаждающей воды в конденсатор:
1 - полная поверхность конденсатора; 2 - с отключенным встроенным пучком
Рис.I-14. Поправка к мощности турбины Т-50-130 ТМЗ на отклонение давление пара в конденсаторе (по данным "Типовой энергетической характеристики турбоагрегата Т-50-130 ТМЗ" . М.: СПО Союзтехэнерго, 1979)
Рис.l-15. Зависимость расхода пара через турбину Т-50-130 ТМЗ от расхода свежего пара и давления в верхнем теплофикационном отборе (при двухступенчатом подогреве сетевой воды) и давления в нижнем теплофикационном отборе (при одноступенчатом подогреве сетевой воды):
а - расход пара через 21-ю ступень; б - расход пара через 23-ю ступень
II. НОРМАТИВНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОНДЕНСАТОРА 60КЦС ТУРБИНЫ ПТ-60-130/13 ЛМЗ
1. Технические данные
Полная площадь поверхности охлаждения | |
Номинальный расход пара в конденсатор | |
Расчетное количество охлаждающей воды | |
Активная длина конденсаторных трубок Диаметр трубок: | |
наружный | |
внутренний | |
Количество трубок | |
Число ходов воды | |
Число потоков |
Воздухоудаляющее устройство - два пароструйных эжектора ЭП-3-700
2. Указания по определению некоторых параметров конденсационной установки
2.1. Давление отработавшего пара в конденсаторе определять как среднее значение по двум измерениям.
Расположение точек измерения давления пара в горловине конденсатора показано на схеме. Точки измерения давления расположены в горизонтальной плоскости, проходящей на 1 м выше плоскости соединения конденсатора с переходным патрубком.
2.2. Расход пара в конденсатор определять:
- при конденсационном режиме - по давлению пара в V отборе;
- при теплофикационном режиме - в соответствии с указаниями разд.3.
2.3. Разность теплосодержания отработавшего пара и конденсата () принимать:
- для конденсационного режима 535 ккал/кг;
- для теплофикационного режима 550 ккал/кг.
Рис.II-1. Зависимость температурного напора от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
Рис.II-2. Зависимость температурного напора от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
Рис.II-3. Зависимость температурного напора от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
Рис.II-4. Зависимость абсолютного давления от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
Рис.II-5. Зависимость абсолютного давления от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды:
Рис.II-6. Зависимость абсолютного давления от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды.
Теплофикационая паровая турбина ПТ-80/100-130/13 с промышленным и отопительными отборами пара предназначена для непосредственного привода электрического генератора ТВФ-120-2 с частотой вращения 50 об/с и отпуска тепла для нужд производства и отопления.
Номинальные значения основных параметров турбины приведены ниже.
Мощность, МВт
номинальная 80
максимальная 100
Номинальные параметры пара
давление, Мпа 12,8
температура, 0 С 555
Расход отбираемого пара на производственные нужды, т/ч
номинальный 185
максимальный 300
Пределы изменения давления пара в регулируемом отопительном отборе, Мпа
верхнем 0,049-0,245
нижнем 0,029-0,098
Давление производственного отбора 1,28
Температура воды, 0 С
питательной 249
охлаждающей 20
Расход охлаждающей воды, т/ч 8000
Турбина имеет следующие регулируемые отборы пара:
производственный с абсолютным давлением (1,275 0,29) МПа и два отопительных отбора - верхний с абсолютным давлением в пределах 0,049-0,245 Мпа и нижний с давлением в пределах 0,029-0,098 Мпа. Регулирование давления отопительного отбора осуществляется с помощью одной регулирующей диафрагмы, установленной в камере верхнего отопительного отбора. Регулируемое давление в отопительных отборах поддерживается: в верхнем отборе - при включенных обоих отопительных отборах, в нижнем отборе - при включенном одном нижнем отопительном отборе. Сетевая вода через сетевые подогреватели нижней и верхней ступеней подогрева должна пропускаться последовательно и в одинаковых количествах. Расход воды, проходящей через сетевые подогреватели, должен контролироваться.
Турбина представляет собой одновальный двухцилиндровый агрегат. Проточная часть ЦВД имеет одновенечную регулирующую ступень и 16 ступеней давления.
Проточная часть ЦНД состоит из трех частей:
первая (до верхнего отопительного отбора) имеет регулирующую ступень и 7 ступеней давления,
вторая (между отопительными отборами) две ступени давления,
третья - регулирующую ступень и две ступени давления.
Ротор высокого давления цельнокованный. Первые десять дисков ротора низкого давления откованы заодно с валом, остальные три диска - насадные.
Парораспределение турбины - сопловое. На выходе из ЦВД часть пара идет в регулируемый производственный отбор, остальная часть отправляется в ЦНД. Отопительные отборы осуществляются из соответствующих камер ЦНД.
Для сокращения времени прогрева и улучшения условий пусков предусмотрены паровой обогрев фланцев и шпилек и подвод острого пара на переднее уплотнение ЦВД.
Турбина снабжена валоповоротным устройством, вращающим валопровод турбоагрегата с частотой 3,4 об/мин.
Лопаточный аппарат турбины рассчитан на работу при частоте сети 50 Гц, что соответствует частоте вращения ротора турбоагрегата 50 об/с (3000 об/мин). Допускается длительная работа турбины при отклонении частоты в сети 49,0-50,5 Гц.
Турбина паровая типа ПТ-60-130/13 – конденсационная, с двумя регулируемыми отборами пара. Номинальная мощность 60 000 кВт (60 МВт) при 3000 об./мин. Турбина предназначена непосредственно для привода генератора переменного тока типа ТВФ-63-2 мощностью 63 000 кВт, с напряжением на клеммах генератора 10500 В, монтируемого на общем фундаменте с турбиной. Турбина снабжена регенеративным устройством - для подогрева питательной воды и должна работать с конденсационной установкой. При работе турбины без регулируемых отборов (чисто конденсационный режим) допускается нагрузка 60 МВт.
Турбина паровая типа ПТ-60-130/13 спроектирована на следующие параметры:
- давление свежего пара перед автоматическим стопорным клапаном (АСК) 130 ата;
- температура свежего пара перед АСК 555 ºС;
- количество охлаждающей воды, проходящей через конденсатор (при расчетной темпера-туре на входе в конденсатор 20 ºС) 8000 м/ч;
- ориентировочный максимальный расход пара при номинальных параметрах составляет 387 т/час.
Турбина имеет два регулируемых отбора пара: производственный с номинальным давлением 13 ата и теплофикационный с номинальным давлением 1,2 ата. Производственный и теплофикационный отбор имеют следующие пределы регулирования давления:
- производственный 13+3 ата;
- теплофикационный 0,7-2,5 ата.
Турбина представляет собой одновальный двухцилиндровый агрегат. Цилиндр высокого давления имеет одновенечную регулирующую ступень и 16 ступеней давления. Цилиндр низкого давления состоит из двух частей, из которых часть среднего давления имеет регулирующую ступень и 8 ступеней давления, а часть низкого давления имеет регулирующую ступень и 3 ступени давления.
Все диски ротора высокого давления откованы заодно с валом. Первые десять дисков ротора низкого давления откованы заодно с валом, остальные четыре диска надсадные.
Роторы ЦВД и ЦНД соединяются между собой посредством гибкой муфты. Роторы ЦНД и генератора соединяются посредством жесткой муфты. nРВД = 1800 об/мин., nРНД = 1950 об/мин.
Цельнокованый ротор ЦВД турбины ПТ-60-130/13 имеет относительно длинный передний конец вала и лепестковую (безвтулочную) конструкцию лабиринтовых уплотнений. При такой конструкции ротора даже незначительные задевания вала за гребешки концевых или промежуточных уплотнений вызывают местный нагрев и упругий прогиб вала, следствием которого является вибрация турбины, сработка шипов ленточного бандажа, рабочих лопаток, увеличение радиальных зазоров в промежуточных и надбандажных уплотнениях. Обычно прогиб ротора появляется в зоне рабочих оборотов 800-1200 об/мин. во время пуска турбины или во время выбега роторов при ее останове.
Турбина снабжается валоповоротным устройством , вращающим ротор со скоростью 3,4 об/мин. Валоповоротное устройство приводится во вращение от электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
Турбина имеет сопловое парораспределение . Свежий пар подается к отдельно стоящей паровой коробке, в которой расположен автоматический затвор, откуда пар по перепускным трубам поступает к регулирующим клапанам турбины. расположены в паровых коробках, вваренных в переднюю часть цилиндра турбины. Минимальный пропуск пара в конденсаторе определяется диаграммой режимов.
Турбина снабжена промывочным устройством , допускающим промывку проточной части турбины на ходу, при соответственно сниженной нагрузке.
Для сокращения времени прогрева и улучшений условий пуска турбины, предусмотрен фланцев и шпилек ЦВД, а также подвод острого пара на переднее уплотнение ЦВД. Для обеспечения правильного режима работы и дистанционного управления системой при пусках и остановах турбины, предусмотрено групповое дренирование через расширитель дренажей в конденсатор.
