Схемы главных трубопроводов станции
Тепловая схема ТЭС
Тепловая схема ТЭС - условное изображение взаимного расположения агрегатов и аппаратов станции, участвующих в технологическом процессе выработки тепловой и электрической энергии.
Различают принципиальную и полную тепловую схему.
Разработка полной тепловой схемы - суть проектирования ТЭС.
Этапы разработки:
1) определение типа (КЭС, ТЭЦ) и мощности станции как энергетической установки, предназначенной для покрытия потребности в тепловой и электрической энергии определенного района (населенного пункта, предприятия);
2) выбор цикла и начальных параметров;
3) выбор типа, количества, единичной мощности турбоагрегатов или блоков; выбор типа, количества, единичной мощности котельных агрегатов (если станция не блочная);
4) разработка и составление принципиальной тепловой схемы;
5) расчет принципиальной тепловой схемы;
6) выбор вспомогательного оборудования;
7) составление полной тепловой схемы станции со схемами всех трубопроводов пара, питательной воды и вспомогательными трубопроводами.
1. Определение типа (КЭС, ТЭЦ) и мощности станции как энергетической установки, предназначенной для покрытия потребности в тепловой и электрической энергии определенного района (населенного пункта, предприятия)
Необходимо учитывать следующие особенности: рабочая мощность станции должна покрывать максимальную нагрузку потребителей, собственные нужды и потери в сети.
Установленная мощность станции
Nав – мощность, обеспечивающая покрытие нагрузки при аварийном выходе из строя энергоблоков.
Nрем – мощность ремонтного резерва.
Nрез |
затраты на резерв |
ущерб от недоотпуска эл.энергии |
затраты |
убытки |
Nрез |
Холодный резерв - агрегаты на станции, которые не выдают полезной нагрузки в сеть, но находятся в прогретом состоянии (через турбину идет пар).
Горячий (вращающийся) резерв - недозагрузка агрегатов, т.е. есть возможность поднять мощность полной загрузкой.
2. Выбор цикла и начальных параметров
3. Выбор типа, количества, единичной мощности турбоагрегатов или блоков
Выбор основного оборудования определяется тепловой схемой станции – блочный вариант или с поперечными связями.
Для блочных КЭС выбор основного оборудования сводится к выбору стандартных энергоблоков.
Единичная мощность вводимых энергоблоков не должна превышать аварийную мощность системы.
=10%
ТЭС строятся очередями, причём мощность блока на каждой очереди одинакова.
Для не блочных ТЭС выбор котлов и турбин производится отдельно. При этом каждая турбина снабжается паром из одного или двух паровых котлов. установка одного парового котла в секции экономичнее, однако может потребовать для обеспечения надёжного теплоснабжения применения резервных паровых котлов низкого давления.
Целесообразна установка на данной ТЭЦ одинаковых паровых котлов. Отсюда следует, что на ТЭЦ с секционной или блочной схемой расход пара на разные теплофикационные турбины должен быть одинаковый. Таким образом, теплофикационные турбины данных параметров пара нужно унифицировать по расходу пара на них.
4. Разработка и составление принципиальной тепловой схемы
Принципиальная тепловая схема отражает:
1) все этапы преобразования энергии, выделившейся при сжигании топлива, в тепловую и электроэнергию.
2) показывает взаимную связь основных элементов станции;
3) отражает все основное и вспомогательное оборудование (от котла до турбины), а также оборудование для отпуска тепла внешним потребителям.
На схеме отмечаются параметры, расходы и направления потоков теплоносителей в основных узлах и элементах схемы.
При разработке принципиальной тепловой схемы решаются следующие задачи:
· регенеративный подогрев питательной воды до оптимальной температуры на основании технико-экономических расчетов;
· удаление газов из потоков питательной, сетевой, добавочной воды;
· восполнение потерь теплоносителей в основном цикле паротурбинной установки и вспомогательных устройствах;
· выбор вида параметров и оптимальной схемы отпуска тепла внешним потребителям;
· рациональное использование внешних потоков пара и дренажей в тепловой станции;
· рациональное использование вторичных энергоресурсов промышленного предприятия в тепловой схеме станции.
5. Расчет принципиальной тепловой схемы
Задача расчета - в определении расходов, параметров и направлений рабочего тела во всех аппаратах тепловой схемы; в определении показателей тепловой экономичности и расхода пара на турбину.
Методы расчета:
1) составление системы балансных уравнений для всех элементов схемы;
2) метод последовательных приближений: по аналитическим выражениям или диаграммам оценивается расход пара на турбину и определяется точно по расхождению → задаются снова.
Последовательность расчета:
1) построение процесса расширения пара в турбине для определения энтальпий пара в точках отбора пара;
2) оценка расхода пара на турбину по Nэ, Qот, Qпр. Оценку предпочтительнее делать по диаграмме режимов. Можно по формуле:
- коэффициент регенерации; учитывает увеличение расхода пара на турбину для обеспечения той же самой электрической мощности (1,15÷1,25).
Оценка делается для максимального (минимального) зимнего и летнего периодов.
3) Составление уравнений тепловых балансов для отдельных элементов схемы (начиная с последнего ПВД, затем ПВД по ходу слива дренажей, ПНД, деаэратор). Искомые величины - расходы греющего пара.
При расчетах элементов учитывают потери в окружающую среду (1-2%) и потери давления в трубопроводах пара (7-12%).
4) Проверка принятого расхода пара
, если расхождение больше 1%, то определяют величину расчетной электрической нагрузки:
- срабатываемый в турбине теплоперепад потоком пара, идущим в отопительный отбор.
5) Показатели тепловой экономичности станции.
Методы расчета (упрощенные для инженерных расчетов)
1. С использованием коэффициента ценности теплоты. Метод основан на использовании понятия относительной ценности теплоты в данном цикле при неизменной мощности паротурбинной установки.
Дает возможность определить изменение расхода теплоты, отпускаемой на турбоустановку, а значит изменение расхода топлива в ПГ, в результате отклонений расходов и параметров теплоносителей в любой точке тепловой схемы.
Считается, что каждый поток теплоты в любой точке тепловой схемы имеет определенную ценность, под которой подразумевается возможная относительная выработка мощности единицей теплоты этого потока по отношению к выработке мощности острым паром.
- ценность теплоты на входе острого пара
- на выходе из турбины
0<ξ<1 - в любой точке
Любое тепловое возмущение Qвозм вызывает изменение расхода теплоты на паротурбинную установку:
у - коэффициент недовыработки электрической энергии потоком пара в точке, в которой рассматриваем возмущение;
k - коэффициент, который зависит от параметров паротурбинной установки.
- энтальпия воды в состоянии насыщения при давлении в ПГ;
- энтальпия конденсата;
- энтальпия пара.
2. Метод с использованием коэффициента изменения мощности (е)
6, 7. Выбор основного и вспомогательного оборудования
8. Составление полной (развернутой) тепловой схемы
Она включает все тепловое оборудование (как основное, так и резервное),трубопроводы всех видов, соединяющие все элементы станции, всю запорную и регулирующую арматуру.
Задачи:
1. выбор схемы главных трубопроводов, их диаметра и количества параллельных линий, расстановка на них запорной и регулирующей арматур (паропроводы от ПК до турбины, паропроводы регенеративных отборов от турбины до регенеративных подогревателей и до внешних потребителей, трубопровод питательной воды от деаэратора до питательного насоса и ПК);
2. выбор схемы вспомогательных трубопроводов (все дренажные, продувочные, трубопроводы добавочной воды, обратной сетевой воды, циркуляционной воды)
3. выбор пусковых схем и трубопроводов, позволяющих обеспечить пуск паротурбинной установки из холодного состояния.
Требования к главным трубопроводам:
1. Должны обеспечить бесперебойную и безопасную для персонала передачу рабочего тела (пар, питательная вода, конденсат) между отдельными элементами станции. Должны отвечать ГОСТам и соответствовать правилам устройства и безопасной эксплуатации тепловых станций (Ростехнадзор).
2. Трубопроводы должны обеспечивать быстрое переключение оборудования при изменениях режимов и внештатных ситуациях.
3. Системы трубопроводов станции должны быть простыми и требовать минимальных затрат на сооружение.
4. Потери давления и теплоты в трубопроводах при передаче рабочего тела должны быть экономически оправданы.
5. Трубопроводы должны иметь возможность расширяться при нагреве, иметь соответствующую маркировку и окраску.
6. Трубопроводы должны оборудоваться дренажными устройствами для удаления конденсата при пуске для предотвращения гидроударов и должны оборудоваться устройствами для спуска воздуха при снижении оборотов.
Схемы главных трубопроводов станции
1. Схема с одиночной сборкой
"-" наличие большого количества задвижек на главном трубопроводе ведет к увеличению стоимости и снижению надежности.
Схема реализуется в котельных или на маленьких ТЭС.
2. Схема с двойной сборкой
Надежность выше, диаметр трубопровода меньше и, следовательно, меньше диаметр регулирующей арматуры. Схема сложная; применяется на станциях малой мощности.
3. Секционная схема с переключательной магистралью
Схема позволяет достаточно быстро переключать оборудование. Используется на станциях средней и большой мощности неблочной структуры.
4. Блочная схема (наиболее распространена)
Блочная станция большой мощности Дубль сборка
"+" практически нет арматуры.
Дата добавления: 2016-12-27; просмотров: 2463;