Определение энтальпии пара и воды

а) энтальпия перегретого пара: i_пе = 3432,5 кДж/кг

б) энтальпия питательной воды: i_п.в. = 1039,1 кДж/кг

в) энтальпия вторичного пара на входе во вторичный пароперегреватель: i’_втор = 3100 кДж/кг

г) энтальпия вторичного пара на выходе из вторичный пароперегреватель: i’_втор = 3620 кДж/кг

 

Технические характеристики топлива

Вид топлива – газ. Газопровод принимается Саратов – Москва. Объемный состав газа:

СН₄ = 84,5%

С₂Н₆ = 3,8%

С₃Н₈ = 1,9%

С₄Н₁₀ = 0,9%

С₅Н₁₁ и более тяжелые = 0,3%

N₂ = 7,8%

СО₂ = 0,8%

Теплота сгорания низшая сухого газа: Q^с_н = 35,80 мДж/м³

Объем воздуха и продуктов сгорания м³/м³ при 0^оС и давлении 0,1 МПа:

V^о = 9,52 м³/м³

V_RО2 = 1,04 м³/м³

V^о_N2 = 7,60 м³/м³

V^о_Н2О = 2,19 м³/м³

 

Определение температуры горячего воздуха

t_г.в. = 250^оС

 

Определение температуры воздуха на входе в регенеративный воздухоподогреватель

t_вп = 30^оС

 

Определение температуры уходящих газов

υ_ух = 120^оС

 

Расход топлива

В = (Q_ка · 100%) / (Q^р_р ·10³ · η^бр_ка) м³/ч (5.1)

 

где Q_ка – тепло, полезно используемое в котле, кДж/м³

Q^р_р – располагаемое тепло топлива, кДж/м³

Q^р_р = Q^с_н = 35,80 МДж/м³

η^бр_ка – кпд котла брутто (учитывает только тепловые потери), %

Q_ка = D ·(i_пе – i_п.в.) ·10³ + D_втор ·(i''_втор – i'_втор) ·10³ кДж/м³ (5.2)

 

Q_ка = 670 ·(3432,5 – 1039,1) ·10³ + 603 ·(3620 – 3100) ·10³= 1917071000 кДж/м³

 

η^бр_ка = 100% – (q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆) % (5.3)

 

где q₆ = 0%

q₅ = 0,5%

q₄ = 0,5%

q₃ = 0%

 

q₂ = [(Н_ух – α_ух ·Н^о_х.в.) ·(100 – q₄)] / Q^р_р % (5.4)

 

где Н_ух – энтальпия уходящих газов, кДж/м³

Н^о_х.в-энтальпия холодного воздуха, кДж/м³

α_ух – коэффициент избытка воздуха в уходящих газах

α_ух = 1,7

 

Н_ух = Н^о_гух + Н^о_вух (α_ух – 1) кДж/м³ (5.5)

 

Н_ух и Н^о_х.в определяют методом интерполяции.

 

Н^о_гух = (Н^о_{г при 200}^о_С / 200^оС) · υ_ух кДж/м³ (5.6)

 

где Н^о_{г при 200}^о_С – теоретическая энтальпия дымовых газов при 200^оС

Н^о_{г при 200}^о_С = 2985 кДж/м³

Н^о_гух = (2985/200) ·120 = 1791 кДж/м³

 

Н^о_вух = (Н^о_{в при 200}^о_С / 200^оС) · υ_ух кДж/м³ (5.7)

где Н^о_{в при 200}^о_С – теоретическая энтальпия воздуха при 200^оС

Н^о_{в при 200}^о_С = 2537 кДж/м³

Н^о_вух = (2537/200) ·120 = 1522,2 кДж/м³

Н_ух = 1791 + 1522,2 · (1,7 – 1) = 2856,54 кДж/м³

 

Н^о_х.в = (Н^о_{в при 200}^о_С / 200^оС) · t_х.в кДж/м³ (5.8)

 

где t_х.в-температура холодного воздуха, ^оС

t_х.в = 30^оС

Н^о_х.в = (2537/200) · 30 = 380,55 кДж/м³

q₂ = [(2856,54 – 1,7 ·380,55) ·(100 – 0,5)] / 35800 = 6,14%

η^бр_ка = 100 – (6,14 +0 +0,5 +0,5 +0) = 92,86%

В = 191707100000/(35800 ·92,86) = 52327,5194 м³/ч

 

Расход резервного топлива

В_м = (Q_ка ·100%) / (Q^р_р ·η^бр_ка) кг/ч (5.10)

 

где Q^р_р = 40·10³ кДж/кг

η^бр_ка = 91%

В_м = 191707100000 / (40000 ·91) = 5266,7857 кг/ч

 

 

Выбор схемы топливного хозяйства на основном топливе и его описание

Газопровод к котлу

Вдоль котельной проложен газовый коллектор, в торце которого предусмотрен продувочный трубопровод. На вводе в каждый котел установлены 2 запорные задвижки с электроприводом, а между ними продувочный трубопровод.

Далее установлено фланцевое соединение, внутрь которого перед ремонтом котла ставят заглушку. Далее – штуцер для подсоединения трубопровода сжатого воздуха от компрессора.

Далее на газопроводе предусмотрены ответвления к запальникам горелок. По сигналу с пульта включается подача газа на запальники и одновременно подается напряжение на электроды, запальник зажигается. После этого на пульт поступает сигнал, разрешающий подавать газ в горелки.

Далее установлен клапан – отсечка, который мгновенно отключает подачу газа в горелки, если на котле происходит аварийная ситуация (упуск уровня в барабане, пожар в РВП, отключение дымососов и т.д.).

Для управления количеством газа, поступающего в котел, установлен регулирующий клапан. При растопке котла расход газа составляет 10% от максимального. Для управления растопочным расходом параллельно с регулирующим клапаном установлен растопочный вентиль на D_у = 40 мм.

На вводе в каждую горелку установлены 2 запорные задвижки с электроприводом, а между ними трубопровод безопасности. Нормальное положение трубопровода безопасности – он закрыт. Его включают, если котел останавливают в резерв и заглушку не устанавливают.

Газопровод после остановки котла до начала ремонта должен быть продут сжатым воздухом через продувочные трубопроводы (свечи). Продувка длится до тех пор, пока в продуваемом газе не станет метана СН₄ ≤ 0,1%.

Перед пуском котла из ремонта опять должна быть проведена продувка газопровода для удаления из него воздуха. Продувка газом через продувочные трубопроводы длится до тех пор, пока О₂ ≤ 1%.

Продувочные трубопроводы выводят на крышу котельного цеха.

 

1. Запорная задвижка с электроприводом

2. фланцевое соединение с заглушкой

3. клапан – отсечка

4. дроссельное устройство для измерения расхода

5. регулирующий клапан

5а. растопочный клапан

6. продувочный трубопровод (свеча)

7. трубопровод безопасности

8. манометр

 

Газорегуляторный пункт (ГРП)

 

Газ поступает на электростанцию по магистральному газопроводу, в котором давление 12 ат. Для устойчивой работы горелок котла давление газа перед котлом должно быть 1,5 ат. Поэтому на территории электростанции сооружается газорегуляторный пункт (ГРП), где происходит дросселирование газа.

ГРП – это одноэтажное здание с облегченной крышей из огнестойкого материала, закрытое на замок, персонала в ГРП нет.

 

Расчет диаметров, выбор типоразмеров и материала главных паропроводов

Таблица 7.1 – Исходные данные

№ п/п	Наименование	Обозначение	Размерность	Источник информации	Значение
1	Расход пара на турбину	Gп	т/ч	стр. 326 [1]	670
2	Рабочее давление свежего пара	Рп	МПа	стр. 484 [1]	12,75
3	Температура свежего пара	tо	оС	стр. 326 [1]	545
4	Плотность	ρп =1/υ	кг/м3	Ривкин	37,3
5	Скорость пара	ωп	м/с	стр. 554 [1]	60
6	Материал	-	-	стр. 552 [1]	12х1МФ
7	Допустимое напряжение	σдоп	МПа	стр. 221 [1]	58
8	Поправочный коэффициент сварки	φ	-	принимаем	1
9	Поправка	С	мм	принимаем	1

 

d_вн = √[(4· G_п) / (ω_п · ρ_п ·π)] м (7.1)

 

d_вн = √[(4· 67,36) / (60 · 37,3 ·3,14)] = 0,196 м

 

S = [(Р_п ·d_вн) /(2 σ_доп ·φ – Р_п)] + С мм (7.2)

 

Где S – толщина

S = (12,8 ·196) / (2 ·58 ·1 – 12,8) = 24,3 мм

 

d_н = d_вн + 2S мм (7.3)

 

d_н = 296+ 2 ·24,3 = 244,6 мм

С учетом поправки:

S = 24,3 + 1 = 25,3 мм

d_н = 196 + 2 · 25,3 = 246,6 мм

В соответствии с полученными расчетами d_н х S = 247 х 25 по стр. 553 [1] условный проход d_у = 200 мм.

 

 

Расчет диаметров, выбор типоразмеров и материала главных паропроводов питательной воды

 

Таблица 8.1 – Исходные данные

№ п/п	Наименование	Обозначение	Размерность	Источник информации	Значение
1	Расход питательной воды	Gпв	кг/с	стр. 326 [1]	186
2	Давление питательной воды	Рпв	МПа	стр. 484 [1]	18,5
3	Температура питательной воды	tпв	оС	стр. 326 [1]	240
4	Плотность	ρпв =1/υ	кг/м3	Ривкин	830,97
5	Скорость питательной воды	ωпв	м/с	стр. 554 [1]	4
6	Материал	-	-	стр. 552 [1]	16 ГС
7	Допустимое напряжение	σдоп	МПа	стр. 221 [1]	144
8	Поправочный коэффициент сварки	φ	-	принимаем	1
9	Поправка	С	мм	принимаем	10

 

d_вн = √[(4· G_пв) / (ω_пв · ρ_пв ·π)] м (8.1)

 

d_вн = √[(4· 140) / (841,3 · 4 ·3,14)] = 0,23 м

 

S = [(Р_пв ·d_вн) /(2 σ_доп ·φ – Р_пв)] + С мм (8.2)

 

Где S – толщина

S = (18,5 ·230) / (2 ·144 ·1 – 18,5) = 15,8 мм

 

d_н = d_вн + 2S мм (8.3)

 

d_н = 230 + 2 ·15,8 = 261,6 мм

С учетом поправки:

S = 15,8 + 10 = 25,8 мм

d_н = 230 + 2 · 25,8 = 281,6 мм

В соответствии с полученными расчетами d_н х S = 282 х 26 по стр. 553 [1] условный проход d_у = 250 мм.