Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Насосы тепловых электростанций характеризуются следующими параметрами:

· объемной производительностью (подачей) Q, м³/с;

· давлением на стороне нагнетания р_н, Па;

· плотностью перемещаемой среды r, кг/м³.

В расчетах тепловой схемы ТЭС расход воды определяется как массовый D, кг/с. Между объемным и массовым расходами выполняется соотношение

Q = D / r = D u

Напор насоса Dр, Па, определяется как разность давлений на стороне нагнетания р_н и на стороне всасывания р_в

Dр = р_н – р_в

Мощность, потребляемая насосом, N_н, Вт,

 

N_н = Q (P_н – Р_в)/h_н = D (P_н – Р_в)u_ср/h_н         (1)

 

где u_ср – среднее значение удельного объема среды, м³/кг; h_н – КПД насоса, учитывающий суммарные гидравлические, объемные и механические потери в насосе. Современные насосы электростанций имеют КПД 0,83 – 0,85.

Давление нагнетания р_н, развиваемое насосом, определяется заданным давлением в конечной точке тракта р_к, суммарными гидравлическими сопротивлениями тракта SDр_с и разницей геометрических отметок Н между точками перемещения среды

                                 р_н = р_к + SDр_с + Н gr, Па,                           (2)

где g = 9,81 м/с².

Давление на стороне всасывания рассчитывается из условия недопущения вскипания воды при падении её на быстровращающиеся лопасти колеса насоса (условие обеспечения бескавитационной работы). Оно выражается в обеспечении определенного давления, зависящего от температуры среды,

р_в = р¹ + Dр,                                                (3)

 

где р¹ – давление насыщения, соответствующее температуре воды; Dр – запас по давлению.

Допустимое давление на всасывающей стороне (называемое кавитационным запасом) указывается в справочниках для большинства типов насосов или рассчитывается по формуле (3).

Питательные насосы

Давление нагнетания питательных насосов определяется в соответствии с формулой (2), схема рис. 1.

Для барабанных котлов с естественной циркуляцией максимальное давление питательной воды р_пв, МПа, которое должен создать питательный насос, определяется давлением в барабане р_б с запасом по давлению на открытие предохранительных клапанов Dр_пк:

 

р_пв = р_б + Dр_пк                

Для котлов на давление пара на выходе р_пе = 13,8 МПа правилами Котлонадзора устанавливается значение Dр_пк = (0,05 – 0,08) р_пе. Для котлов на давление выше 22,5 МПа Dр_пк = 0,10 р_пе.

Давление в барабане котла р_б определяется через р_пв и потери давления в перегревателе Dр_пп = 1,0 – 1,5 МПа.

Р_б = р_пе + Dр_пп

С учетом запаса по давлению на срабатывание предохранительных клапанов

р_к = р_пе + Dр_пп + р_пк, МПа.

Суммарное гидравлическое сопротивление тракта от барабана до питательного насоса имеет следующие составляющие:

 

SDр_с = Dр_вэ + Dр_рпк + Dр_пвд + Dр_тр                   (4)

 

где Dр_вэ = 0,35 – 0,75 МПа –сопротивление экономайзера; Dр_рпк = 0,1 МПа – сопротивление регулирующего клапана питания котла; Dр_пвд = 0,8 – 1,2 МПа – суммарное гидравлическое сопротивление ПВД (более точно определяется по справочнику [5] для выбранных типов подогревателей); Dр_тр = 0,15 – 0,35 МПа – сопротивление трубопроводов от насоса до экономайзера котла.

При определении геодезического напора учитывают высоту Н_к, м, подъема воды от оси насоса до верхнего коллектора испарительного контура котла (см. характеристики котлов). Определение средней плотности воды проводится аналогично котлам барабанного типа.

Давление воды на входе в насос рассчитывается по формуле (5), как и для барабанных котлов. Однако при установке питательных насосов к блокам мощностью 250 МВт и более применяют быстроходные насосы с турбо- и электроприводом, для обеспечения бескавитационной работы которых недостаточно подъема деаэратора на высоту 22 – 25 м. Для создания давления на всасе питательного насоса устанавливают предвключенные бустерные насосы; давление нагнетания бустерного насоса (р_н = 2 – 5 МПа) является давлением на всасывающей стороне питательного насоса, достаточным для предотвращения кавитации.

 

При установке бустерных насосов их необходимо выбирать так же, как основные питательные насосы.

Бустерные насосы энергоблоков 500, 800 и 1200 МВт являются встроенными в главный питательный насос, имея с ним общий привод от турбины через понижающий редуктор.

Выбрав число насосов, рассчитав производительность, давление нагнетания и напор, по справочным данным определяют типоразмер насоса и рассчитывают потребляемую мощность по формуле (1).

В случае установки насосов с турбо- и электроприводом выбирают оба типа насосов. Для насоса с турбо приводом определяется мощность и тип приводной турбины.

Конденсатные насосы

Конденсатные насосы входят в оборудование, поставляемое комплектно с турбиной, наряду с конденсатором и эжекторами. Тип и количество насосов, хотя они и указаны в комплектующем оборудовании, должны быть выбраны, поскольку технические решения по выбору этих насосов зависят от конкретных условий тепловой схемы.

Число насосов в зависимости от мощности турбоагрегата может быть равно двум, трем и четырем. Конденсатные насосы всегда устанавливаются с резервом. По возможности число наосов должно быть минимальным: 2 по 100 % или 3 по 50 % производительности.

Общая подача D_кн рассчитывается по максимальному расходу пара в конденсатор D ^max, известному из расчета тепловой схемы, или определяется по справочнику [6]. Кроме того, учитываются дренажи подогревателей и турбоприводов, добавочная обессоленная вода и т.п:

D_кн = D_к^max + D_дв + SD_др, кг/с.

Производительность конденсатных насосов теплофикационных турбин выбирается по конденсационному режиму с выключенными теплофикационными отборами при работе с максимальной электрической нагрузкой.

Давление конденсатных насосов р_н зависит от схемы установки насосов в тракте конденсата. При одноподъемной схеме, применяемой на блоках с барабанными котлами, давление нагнетания рассчитывается, исходя из давления в деаэраторе р_д, суммарного сопротивления тракта от конденсатора до деаэратора и разности уровней воды в деаэраторе Н_д и насосов:

р_н = р_д + Н_д gr *10^-6 + SDр_с, МПа.

Суммарное сопротивление тракта

SDр_с = Dр_оэ + Dр_рпк + Dр_пнд + Dр_тр,

где Dр_пнд – сопротивление всех ПНД (определяется по справочнику, или принимается равным 0,07 – 0,1 МПа на каждый подогреватель); Dр_оэ = 0,05 –

0,07 МПа – сопротивление охладителя пара эжекторов; Dр_рпк = 0,04 МПа – сопротивление регулятора питания (уровня) конденсата; Dр_тр – суммарное гидравлическое сопротивление трубопроводов.

Давление перед конденсатным насосом р_в должно быть достаточным для предотвращения кавитации. Необходимый подпор указывается в справочных данных, для конденсатных насосов с частотой вращения 960 – 1500 об/мин он составляет 0,02 – 0,04 МПа.

Для блоков с прямоточными котлами применяют двух подъемную схему установки конденсатных насосов. Это вызвано тем, что конденсат турбин необходимо пропускать через обессоливающую установку (БОУ), которая может работать при давлении не более 0,8 МПа. При двухподъемной схеме конденсатные насосы разделяют на две ступени; насосы первой ступени устанавливают после конденсатора; они создают давление, достаточное для преодоления гидравлического сопротивления БОУ, трубопроводов и обеспечения необходимого подпора перед конденсатным насосом второй ступени. Конденсатные насосы второй ступени развивают давление, необходимое для подачи конденсата через ПНД в деаэратор.

Давление нагнетания насосов первой ступени, КН I:

р_н = Dр_боу + Dр_тр + Dр_под, МПа.

Гидравлическое сопротивление БОУ является переменной величиной, увеличивающейся по мере загрязнения фильтров. Максимальное значение

Dр_боу = 0,55 – 0,65 МПа. Сопротивление участка трубопроводов от КН I до БОУ должно быть не более 0,1 МПа; величина необходимого подпора на входе в КН II Dр_под указывается в характеристике насосов и составляет около 0,15 МПа.

Давление нагнетания КН II рассчитывается так же, как и при одноподъемной схеме, с учетом сопротивления тракта от насоса до деаэратора и высоты установки деаэратора.

Применение ПНД смешивающего типа может потребовать установки дополнительного перекачивающего (конденсатного) насоса, что усложнит

схему. Если использовать гравитационный принцип включения двух смешивающих ПНД, то насос между ними на требуется. Высота Н, м, на которую должен быть поднят подогреватель более низкого давления р₁ над подогревателем с большим давлением р₂, определяется из расчета геодезического напора столба жидкости, расходуемого на преодоление разности давлений между подогревателями и гидравлического сопротивления участка трубопроводов Dр_тр (0,01 МПа):

Н_д gr *10^-6 = р₁ - р₂ + Dр_тр, МПа.

Производительность конденсатных насосов второго подъема известна из расчета тепловой схемы. Выбор типоразмера насосов проводится так же, как питательных насосов – по давлению нагнетания и производительности. Мощность насосов каждой ступени определяется по формуле (1).

Циркуляционные насосы

По условиям работы циркуляционные насосы перекачивают большое количество воды при относительно невысоком давлении. Расход воды на конденсатор рассчитывается по летнему режиму работы при условии обеспечения номинальной электрической мощности и покрытия летних тепловых нагрузок [1].

Для электростанций с турбинами типа ПТ расход охлаждающей воды принимается с учетом среднего летнего отбора пара на производство, но не ниже 60 % от расхода воды на конденсационном режиме. Для первых двух турбин ПТ, устанавливаемых на электростанции, расход воды принимается по конденсационному режиму.

Расход охлаждающей воды D_ов, кг/с, при конденсационном режиме приводится в данных завода - изготовителя конденсатора или рассчитывается по формуле

D_ов = m D_к^п,

 

где D_к^п – максимальный расход пара в конденсатор, кг/с, определяемый в

расчете тепловой схемы; m – кратность охлаждения, кг/кг. Оптимальное значение m принимается в зависимости от системы водоснабжения и конструкции конденсатора (m = 45 – 100).

Расчетный расход охлаждающей воды, D ^р_ов, кг/с,

 

D ^р_ов = (1,1 – 1,2) D_ов

 

выбирается с учетом подачи части воды на газо- и воздухоохладители генератора, маслоохладители, водяные эжекторы, водоподготовку и прочие нужды.

На электростанциях блочного типа принята блочная схема водоснабжения. Устанавливаются два циркуляционных насоса по 50% производительности без резерва. Каждый насос работает на свою систему, включающую напорный водовод, половину конденсатора и сливной водовод.

На неблочных ТЭС устанавливают не менее четырех насосов (без резерва).Резервные насосы предусматривают только на электростанциях, использующих для охлаждения морскую воду.

Давление циркуляционного насоса зависит от выбранной системы водоснабжения и размещения оборудования на территории ТЭС. Наиболее приемлемой во всех отношениях является прямоточная система водоснабжения (см. рис. 2), но условия ее применения ограничены. Давление нагнетания насоса р_н при прямоточной системе должно преодолевать гидравлическое сопротивление тракта и геодезический напор (подъем) воды от уровня в приемном колодце до верха конденсатора Н_п. Для равнинных местностей высота подъема Н_п не превышает 10 – 15 м. Уменьшение расчетной величины подъема при перетекании воды с одного уровня на другой можно достичь, используя свойство сифона. Реальная величина сифона Н_с меньше теоретической (10 м) из-за сопротивления сливной линии и составляет 6,5- 8 м. При использовании сифона давление нагнетания насоса р_н, кПа,

 

р_н = Dр_вх + Dр_к + Dр_сп + (Н_п - Н_с) gr *10^-3 , кПа,

 

где Dр_вх, Dр_сп – сопротивление входного и сливного трактов; каждое из них не

должно превышать 20 – 25 кПа; Dр_к – сопротивление конденсатора, Dр_к ~ 40 – 60 кПа (точное значение указано в справочниках для выбранного типа конденсатора).

Давление во всасывающем патрубке циркуляционного насоса Dр_вх определяется допустимым кавитационным запасом, указываемом в типоразмере насоса; в среднем оно составляет 20 – 80 кПа.

На насосных станциях блочного типа применяются преимущественно вертикальные осевые насосы с поворотными лопастями (тип ОПВ) производительностью до 120000 м³/ч и давлении нагнетания от 70 до 220 кПа.

При оборотной системе водоснабжения с прудами-охладителями давление определяется так же, как в прямоточной схеме. В системах охлаждения с градирнями расчетное давление насосов существенно выше, чем при прямоточной схеме за счет подачи воды к оросительному устройству градирни на высоту 10 – 20 м и составляет 220 – 250 кПа.

 

Сетевые насосы

Сетевые насосы устанавливаются на ТЭС индивидуально (на каждую турбоустановку) или как групповые. Число насосов регламентируется следующим образом: при индивидуальной установке ставят два насоса по 50% производительности каждый; на складе предусматривается один резервный насос для всей ТЭЦ или один на каждый тип насосов.

При групповой установке сетевых насосов, если число их не более трех, устанавливается один резервный насос; при четырех насосах и более – резерва не устанавливают.

Подача насосов рассчитывается по расходу сетевой воды D_св, определяемому при расчете тепловой схемы.

Подогреватели сетевой воды современных турбин (от ПТ – 60/80 – 130 до Т – 250/300 - 240) допускают давление воды до 0,8 МПа; сопротивление трубопроводов теплосети значительно выше. Это приводит к необходимости

применять две ступени сетевых насосов: первая ступень (СН I) устанавливается до сетевых подогревателей, вторая (СН II) – перед ПВК.

Давление нагнетания СН I, Р_н^I, МПа, рассчитывается на преодоление сопротивления подогревателей и создания допустимого кавитационного запаса на входе в насос второй ступени:

 

Р_н^I = DР_сп1 + DР_сп2 + Р_в^II.

 

Кавитационный запас Р_в^II указан в справочнике [6] и составляет в зависимости от производительности насоса 0,05 – 0,40 МПа. Входное давление насосов первой ступени Р_в^I определяется давлением обратной сетевой воды (0,3 – 0,5 МПа). Давление нагнетания сетевых насосов второй ступени Р_в^II в зависимости от сопротивления внешних трубопроводов теплосети составляет 1,5 – 2,2 МПа. Электропитание сетевых насосов производится от двух независимых источников.

Конденсат сетевых подогревателей СП1 и СП2 составляет основную часть потока питательной воды котлов. Конденсатные насосы подогревателя второй ступени СП2 устанавливают без резерва; насосы подогревателя первой ступени СП1 имеют резервный насос.

 

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ НАСОСОВ

ЗАДАЧА №1