Расчет парогазовой установки

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

• 1.Исходные данные для расчета
• 2.Определение теплофизических характеристик уходящих газов
• 3.Расчет Котла-Утилизатора
• 4.Приближенный расчет паровой турбины
• 5.Определение экономических показателей парогазовой установки
• Список литературы

• 1. Исходные данные для расчета
• 1. Тепловая схема включает в себя две одинаковые ГТУ с КУ, деаэратор и паровую турбину с конденсацией отработавшего пара. Деаэратор питается паром из коллектора, к которому присоединены трубопроводы контуров НД обоих КУ.
• Потоки перегретого пара, выходящие из контуров ВД двух КУ, смешиваются и подаются паровой турбине. Потоки пара, вышедшие из контура НД также перемешиваются друг с другом и подаются в камеру смешения, расположенную в ЦВД.
• 2. Химический состав природного газа: , , его плотность
• 3. Каждая ГТУ имеет следующие характеристики:
• -электрическая мощность
• -расход воздуха на входе в компрессор кг/с
• -температура газов на выходе
• -электрический КПД ГТУ
• 4. Температура наружного воздуха , давление
• 5. Давление в конденсаторе
• 6. Давление перед стопорно-регулирующими клапанами (СРК) ЦВД:
• ; перед СРК ЧНД
• 7. Давление в деаэраторе
• 8. КПД генератора , механический

• Рис. 1 Принципиальная схема двухконтурной утилизационной ПГУ
• 2. Определение теплофизических характеристик уходящих газов
• 1. Теплота сгорания природного газа
• кДж/(н
• 2. Расход топливного газа в камеру сгорания ГТУ
• 2,82 (н
• 3. Расход уходящих газов ГТУ
• = (кг п.с )/с
• 4. Стехиометрический расход воздуха
• (нвоздуха)/ (н)
• 5. Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах ГТУ
• 6. Теоретические объемы чистых продуктов сгорания
• (нп с)/ (н)
• (нп с)/ (н)
• (нп с)/ (н)
• Действительный объем водяных паров
• Полный объем продуктов сгорания
• 7. Теплоемкости составляющих уходящих газов ГТУ при температуре
• 1,92832 кДж/(кг*К)
• 1,3167 кДж/(кг*К)
• 1,56 кДж/(кг*К)
• 8. Энтальпия чистых продуктов сгорания в уходящих газах ГТУ
• 6544,52 кДж/()
• Энтальпия воздуха в уходящих газах ГТУ
• 5303,78 кДж/()
• Энтальпия уходящих газов, отнесенную к 1 н сожженного топливного газа
• 22585 кДж/()
• Удельная весовая энтальпия уходящих газов ГТУ для
• 441,53 кДж/кг
• Построим графики зависимости энтальпии и температуры

	и, ?С		300	325	350	375	400	425	450	475	500	525	550	575	600	625	650	675	700
	Hг, кДж/кг т.г.		16860	18300	19740	21190	22650	24120	25590	27070	28550	30050	31550	33060	34570	36090	37620	39160	40070
	Iг, кДж/кг		335	364	393	422	451	480	509	539	568	598	628	658	688	718	748	779	810
				100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200	1300	1400	1500	1600

• 
• 3. Расчет Котла-Утилизатора
• Зададим температурный напор на выходе из ППВД °С, тогда температура пара перед СРК ВД
• °С
• Энтальпия пара перед СРК ВД 3180 кДж/кг
• Давление пара в барабане ВД 6,825МПа
• Температура насыщения в нем 284°С
• Энтальпия насыщенного пара 2775кДж/кг
• Недогрев питательной воды поступающей в барабан ВД
• Энтальпия недогретой воды 1160,63кДж/кг
• Температура газов за ИВД
• 292,2
• где температурный напор в пинч-точке ВД
• Энтальпия газов на входе в КУ и на выходе из ИВД
• 553,384 кДж/кг кДж/кг
• Расход пара ВД, генерируемый одним КУ
• 8,85 кг/с
• Параметры питательной воды в деаэраторе при давлении
• Температура насыщения 155,5
• Энтальпия насыщенной воды 656 кДж/кг
• Энтальпия газов за контуром ВД КУ
• 288,22 кДж/кг а температура 264
• Энтальпия газов за ППВД
• 420 кДж/кг а температура 381,2
• Определение тепловой мощности поверхности нагрева контура ВД
• ( 3585 кВт
• 14290 кВт
• 4469 кВт
• Зададимся температурным напором на выходе из ППВД
• Температура пара перед СРК НД 240,4
• Давление перед СРК , то энтальпия 2937 кДж/кг
• Давление в барабане НД
• Температура насыщения в нем
• Энтальпия насыщенной воды 678,7 кДж/кг
• Энтальпия насыщенного пара 2758,6 кДж/кг
• Энтальпия недогретой воды, поступающей в барабан НД из деаэратора
• 644,422 кДж/кг
• Температура газов в пинч- точке НД
• 170
• где температурный напор в пинч-точке НД
• Которой соответствует энтальпия 183,638 кДж/кг
• Паропроизводительность контура НД
• 6,49кг/с
• Принимаем температуру питательной воды на входе в ГПК тогда ей соответствует энтальпия кДж/кг
• Принимаем недогрев конденсата за ГПК до температуры насыщения в деаэраторе парогазовый установка турбина двухконтурный
• Температура и энтальпия недогретого пара соответственно равны
• 620,12 кДж/кг
• Расход пара на деаэратор
• 0,3267 кг/с
• По заданному давлению в конденсаторе определим:
• Температура конденсата
• Энтальпию конденсата кДж/кг
• Энтальпию конденсирующего пара 2560,8 кДж/кг
• Удельный объем пара
• Расход рециркуляции для одного КУ
• 4,778 кг/с
• Расход конденсата через ГПК
• 19,96кг/с
• Энтальпия уходящих газов КУ
• 131,94 кДж/кг
• Их температура 123,11
• При температуре наружного воздуха 15 энтальпия уходящих газов
• 15,271, тогда КПД КУ 0,728
• Энтальпия газов за ППНД
• )/280 кДж/кг
• Температура газов за ППНД 256,7
• Тепловые мощности ППНД, ИНД, ГПК
• 1159,4кВт
• 13732кВт
• 7361кВт
• Тепловая мощность, отданная газами ГТУ в паровой цикл
• 89198кВт а полученная паром двух КУ
• 89223кВт

• Рис.2 Тепловая диаграмма для котла утилизатора ПГУ
• 4. Приближенный расчет паровой турбины
• Суммарный объемный расход, проходящий через последние ступени паровой турбины
• 856
• Выбираем двухпоточный ЦНД с рабочей лопаткой последней ступени длинной , и корневым диаметром , КПД последней ступени , потеря с выходной скоростью
• Таким образом, паровая турбина для рассматриваемой ПГУ должна быть двухцилиндровой с ЦВД и двухпоточным ЦНД. Поступив во внутренний корпус ЦВД, пар проходит 1-й отсек и поступает в поворотную камеру с давлением . В ней он разворачивается на 180 градусов, проходит между внутренним и внешним корпусом ЦВД и поступает во 2-й отсек, за которым расположена камера смешения и поддерживается давление . После камеры смешения пар расширяется в 3- (последнем в ЦВД) отсеке и поступает на вход двухпоточного ЦНД с давлением
• Исходя из количества ступеней в 1-м и 2-м отсеках и давлении перед СРК ЦВД, принимаем давление . Давление перед ЦНД оценим в
• Принимаем потерю давления в СРК , тогда давление в камере смешения
• Давление пара перед проточной частью ЦВД
• По этому давлению определим параметры:
• -энтальпия перед СРК ВД кДж/кг
• -температура
• -удельный объем
• -энтропия
• Строим изоэнтропический процесс расширения пара в 1-м отсеке, определяем энтальпию кДж/кг и удельный объем в конце процесса расширения
• Изоэнтропический теплоперепад 1-го отсека 305 кДж/кг
• Относительный внутренний КПД 1-го отсека
• 0,754, где 0,0751
• Использованный теплоперепад 1-го отсека 230,08кДж/кг
• Внутренняя мощность 1-го отсека 4073 кВт
• Энтальпия пара в поворотной камере 2950 кДж/кг
• Эта энтальпия и давление определяют все параметры пара в поворотной камере: , ,
• Строим изоэнтропический процесс расширения пара во 2-м отсеке до давления в камере , определяем энтальпию кДж/кг и удельный объем в конце процесса расширения
• Изоэнтропический теплоперепад 2-го отсека 231,9 кДж/кг. Относительный внутренний КПД 2-го отсека
• 0,84, где 0,196
• Использованный теплоперепад 2-го отсека 195,37кДж/кг
• Внутренняя мощность 2-го отсека 3459кВт
• Энтальпия пара поступающая в камеру смешения из 2-го отсека
• 2754кДж/кг
• Энтальпия пара в камере смешения(перед ЧНД ЦВД)
• 2830 кДж/кг
• Эта энтальпия и давление определяют все параметры в камере смешения
• 200 , кДж/кг, 6,96
• Строим изоэнтропический процесс расширения пара в 3-м отсеке до давления , определяем энтальпию кДж/кг, удельный объем и сухость в конце процесса расширения (перед ЦНД). Изоэнтропический перепад отсека 179,035 кДж/кг. Процесс расширения пересекает пограничную кривую в точке с энтальпией h(x=1)=2723 кДж/кг и тогда влажная часть процесса расширения 97,5 кДж/кг
• Расход пара через 3-й отсек 30,37кг/с
• Средний для процесса удельный объем =0,608
• Коэффициент учитывающий влажность
• Относительный внутренний КПД 3-го отсека
• 0,892
• Использованный теплоперепад 3-го отсека 183 кДж/кг
• Внутренняя мощность 3-го отсека 5559кВт
• Энтальпия пара на выходе из ЦНД 2647 кДж/кг
• Расход пара через один поток ЦНД D(4)=15,18кг/с
• Строим изоэнтропический процесс расширения пара в 4-м отсеке до давления , определяем энтальпию кДж/кг, изоэнтропический теплоперепад отсека 486,86кДж/кг. Весь процесс расширения протекает в области влажного пара.
• Коэффициент учитывающий влажность
• Потеря с выходной скорость кДж/кг
• Относительный внутренний КПД 4-го отсека
• 0,836
• Использованный теплоперепад 4-го отсека 408,7 кДж/кг
• Энтальпия пара на выходе из ЦНД 2238,9 кДж/кг
• Значение сухости за ЦНД , влажность , энтропия
• Внутренняя мощность ЦНД 12413кВт
• Внутренняя мощность ЦВД 13091кВт
• Внутренняя мощность паровой турбины 25505кВт
• Электрическая мощность паровой турбины 24745кВт

• Рис. 3 Процесс расширения пара в турбине двухконтурной ПГУ
• 5. Определение экономических показателей парогазовой установки
• Абсолютный электрический КПД ПТУ
• 0,277
• Абсолютный электрический КПД ПСУ
• 0,202
• Электрическая мощность ПГУ
• 94745кВт
• Теплота подведенная в камеру сгорания одной ГТУ
• 101573кВт
• Абсолютный электрический КПД брутто ПГУ
• 0,466

• Список литературы
• 1. Основы современной энергетики. Учебник для ВУЗов. В 2х частях - 3е изд. Под общей редакцией А.Д. Трухний , А.А.Макаров , В.В.Клименко .Современная теплоэнергетика М.: Издательство МЭИ, 2004. 375 с.
• 2. Турбины тепловых и автономных электрических станций / А.Г. Костюк, В.В.Фролов, А.А.Булкин, А.Д. Трухний. М.: Издательство МЭИ, 2004. 488 с.
• 3. Пичугин И.И. , Цветков А.М. ,Симкин М.С. Особенности проектирования паровых турбин ЛМЗ// Теплоэнегретика. 1993 №5. С. 10-21.
• 4. М.М. Масленников, Ю.И. Шальман Авиационные газотурбинные двигатели. - М.: Машиностроение, 1975.
• Размещено на Allbest.ru