Балансы пара различных параметров. Загрузка турбин и котлов

После расчета схем подготовки подпиточной, сетевой и добавочной воды можно приступать к загрузке турбин и составлению таблиц баланса пара различных параметров (см. табл. 2).

Таблица баланса пара заполняется для четырёх характерных режимов (см. п. 1). В левой части таблицы указывается приход пара, в правой – его расход.

Заполнение таблицы баланса начинают с расчета суммарного расхода теплоты (пара) для каждого режима работы ТЭЦ.

Расход пара из теплофикационных отборов турбин равен сумме расходов пара на подготовку подпиточной, сетевой и добавочной воды:

.

(50)

Расход пара из производственных отборов турбин равен сумме расходов пара, отпускаемого на производство ( ), на пиковые подогреватели сетевой воды ( ) и на собственные нужды ТЭЦ ( ):

.

(51)

Расход пара на собственные нужды в расчете можно принять равным 3% от суммарной паропроизводительности котлов. [6]

Теплофикационные турбины имеют более высокие технико-экономические показатели, когда они работают по тепловому графику, то есть когда они максимально загружены по теплоте, а электрическая мощность является ведомой величиной.

Послеопределения суммарного расхода пара из теплофикационных и производственных отборов по режимам эти расходы распределяются между выбранными турбинами (в пределах их технических характеристик).

В первую очередь следует загрузить теплофикационные и производственные отборы турбин, имеющих наименьшие приросты расхода теплоты (пара) на отпускаемую тепловую энергию и выработку единицы мощности (эти приросты можно определить с помощью диаграмм режимов турбин или уравнений их энергетических характеристик).

После загрузки теплофикационных и производственных отборов турбин приступают к определению расхода острого пара. В данной методике расчета тепловой схемы ТЭЦ не рассчитывается регенеративная схема, расход острого пара на турбину определяется по нормативной характеристике турбины – диаграмме режимов, в которой учтен расход пара на подогрев питательной воды (в регенеративные отборы). Кроме этого, расходы пара на турбины для конкретных режимов можно рассчитать, используя формулы энергетических характеристик турбин.

Для определения расхода пара на турбину по диаграмме режимов (при работе паровых турбин в теплофикационном режиме) должны быть известны:

1) расходы пара в регулируемые отборы (при работе по тепловому графику);

2) электрическая мощность и расходы пара в регулируемые отборы (при работе по электрическому графику).

 

Таблица 2

Баланс пара

Приход	Расход
Оборудование	Ед. изм.	Режимы	Оборудование	Ед. изм.	Режимы
Пар давлением 13,8 МПа (острый пар)
Котлы ст. №1 ст. №2 ст. №3						Турбины типа ПТ Турбины типа Т РОУ 13,8/1,28
Итого						Итого
Пар давлением 1,28 МПа (производственный отбор)
Турбины типа ПТ РОУ 13,8/1,28						Производство Пиковые подогреватели сетевой воды Собственные нужды ТЭЦ РОУ 1,28/0,12
Итого						Итого
Пар давлением 0,12 МПа (теплофикационный отбор)
Турбины типа ПТ Турбины типа Т РОУ 1,28/0,12						Подогреватель подпиточной воды Основные подогреватели сетевой воды Атмосферный деаэратор подпиточной воды Пароводяные подогреватели добавочной воды Атмосферный деаэратор добавочной воды
Итого						Итого

 

Диаграммы режимов турбин и их энергетические характеристики приведены в Приложении Е.

Определённые таким образом расходы свежего пара позволяют загрузить энергетические котлы.

При правильном выборе состава основного оборудования в результате заполнения таблицы баланса пара должен образоваться дефицит пара различных параметров в 1-м и 2-м режимах. Этот дефицит пара покрывается установкой пикового оборудования (пиковых котлов, РОУ).

Расход первичного пара на РОУ [7], кг/ч, определяется по формуле

 

,

(52)

где – расход вторичного пара, кг/ч;

– коэффициент, учитывающий долю воды, не испаряющейся в охладителе и сливаемой в дренажную систему ( =0,65÷0,7);

z – расход охлаждающей воды на 1 кг первичного пара, кг/кг.

 

,

(53)

 

где W – расход охлаждающей воды на охладитель, кг/ч;

и – энтальпии первичного и вторичного пара, кДж/кг;

– энтальпия охлаждающей воды, кДж/кг;

– энтальпия конденсата вторичного пара, кДж/кг.

 

.

(54)

 

Для покрытия пиковых тепловых нагрузок на ТЭЦ применяются, как правило, специализированные пиковые котельные [5, 6]. При использовании для пиковых котельных газомазутного топлива преимущественно должны применяться водогрейные котлы, присоединяемые к тепловым сетям непосредственно или через теплообменники. При использовании пиковых котельных твердого топлива применяются паровые котлы низкого давления или водогрейные котлы с водоводяными теплообменниками на основе технико-экономического обоснования.

Теплопроизводительность и число пиковых водогрейных и паровых котлов низкого давления выбирается на основе технико-экономических расчетов, исходя из условия покрытия ими, как правило, 45÷50% максимальной теплофикационной нагрузки и покрытия 15÷20% тепловой нагрузки в технологическом паре котлами низкого давления [5, 6].

Согласно [5, 6] тепловая схема ТЭЦ должна предусматривать наличие редукционно-охладительных установок (РОУ) для резервирования подачи пара на производство и собственных нужд с производительностью и параметрами пара, равными отбору самой крупной турбины ТЭЦ. Резервные РОУ на давление отопительных отборов не устанавливаются.

Аварийный режим

Наиболее ответственный период работы ТЭЦ – самый холодный месяц. Согласно [5] при выходе из работы одного энергетического блока, турбины или котла оставшееся в работе оборудование, включая пиковые котлы, должно в течение ремонтно-восстановительного периода обеспечить минимальный допустимый отпуск теплоты потребителям, зависящий от категории потребителя и от расчетной температуры для отопления (см. стр. 18 [5]).

Для ТЭЦ, работающих в энергетической системе, в аварийном режиме допускается снижение электрической мощности на величину самого мощного агрегата.

9. Пример расчёта

Исходные данные

Исходными данными для выполнения проекта промышленно-отопительной ТЭЦ являются:

населённый пункт – г. Туринск;

число жителей для проектирования отопления и горячего водоснабжения – 100 000 человек;

расход пара от ТЭЦ внешнему потребителю (D_п) – 100 т/ч (с давлением 1,28 МПа);

топливо – экибастузский каменный уголь;

расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления для г. Туринска – минус 35°С;

средняя температура самого холодного месяца г. Туринска – минус 16,6°С;

средняя температура наружного воздуха за отопительный период г. Туринска – минус 5,7°С;

температурный график сетевой воды – 150/70°С;

система теплоснабжения – открытая.

В данном примере расчета не учитывается расход теплоты на подогрев воздуха перед воздухоподогревателем котла (считается, что воздух нагревается не в калориферах, а присадкой горячего воздуха, взятого после воздухоподогревателя); не учитывается расход теплоты на вентиляцию жилых и общественных зданий; кроме этого, для упрощения расчета не учтены тепловые потери теплообменников (подогревателей, деаэраторов) в окружающую среду.

Соотношения единиц измерения, используемых в расчетах, приведены в Приложении Ж.