По условию задания, рассчитываемая ГРЭС имеет оборотную систему технического водоснабжения, с водозабором из реки Енисей.
Прямоточное водоснабжение – технически наиболее совершенная и, как правило, экономичная система водоснабжения, и позволяет получать более глубокий вакуум в конденсаторах турбин по сравнению с другими системами водоснабжения
При прямоточной системе водоснабжения главный корпус электростанции размещают вблизи от берега реки. Территория ГРЭС должна быть незатопляемой во время максимального уровня воды в реке. При значительных колебаниях этого уровня в течение года циркуляционные насосы обычно размещают в береговой насосной станции (рис.11.1). На крупных ТЭС применяют осевые насосы поворотно-лопастного типа с вертикальным валом. Они работают с подпором воды в 2 – 5 м, и их колеса размещаются ниже уровня воды (рис.11.2). Подача насосов может изменяться на работающем агрегате специальным устройством дистанционного поворота лопастей рабочего колеса (например, от – 7 до +4 угловых градусов). Перед поступлением в насосы вода освобождается от крупных плавающих или взвешенных предметов и механических решетках, очищаемых специальными решеткоочистными машинами. После «грубой» очистки вода проходит через тонкие вращающиеся сетки, представляющие собой вертикальную бесконечную ленту, огибающую барабаны сверху и снизу. Сетки снабжены промывным струйным устройством, автоматически включающимся при их загрязнении.
Расход технической воды на охлаждение конденсатора и прочих потребителей технической воды.
Таблица 11.1
| назначение расходуемой воды | расход воды % | расход воды м³/ч |
| конденсация пара | 100 | 2´25740 |
| охлаждение газа и воздуха турбогенератора и крупных электродвигателей | 3 | 1544,4 |
| Охлаждение масла турбоагрегата | 1,5 | 772,2 |
| охлаждение подшипников вспомогательных механизмов | 0,5 | 257,4 |
продолжение таблицы 11.1
| назначение расходуемой воды | расход воды % | расход воды м³/ч |
| гидротранспорт золы и шлака | 0,2 | 102,96 |
| итого | 105,2 | 54156,96 |
Выбор циркуляционного насоса:
Необходимый напор насосов определяют с учетом действия сифона. Нагретая вода сливается по трубе из конденсаторов в колодец, в котором поддерживается необходимый ее уровень. Сливной трубопровод погружают выходным сечением под уровень воды; труба заполняется водой и благодаря действию атмосферного давления на поверхность воды в колодце в трубе поддерживается столб воды высотой hсиф=7¸8 м (с учетом гидравлического сопротивления и остаточного воздуха, в частности выделяемого из воды). Благодаря этому от насосов требуется подъем воды от уровня ее в реке, до уровня в сливном колодце на высоту hг не включая высоту подъема ее до верха конденсатора, если последняя не превышает высоты сифона.
Уровень воды можно обеспечить, выполняя в сливном канале порог; это позволяет отказаться от сливных колодцев. Действие сифона основано на известном из физики явлении перетока жидкости (воды) из верхнего сосуда в нижний через изогнутую трубку, заполняемую водой, вытесняющей воздух, с коленом выше уровня воды в верхнем сосуде теоретически на величину атмосферного давления, равного 0,1 МПа.
В нашем случае вода подается из нижнего сосуда (реки) в верхний (сливной колодец или канал) насосами., поднимающими ее на высоту hг равную разности уровней в сосудах (рис.11.2). При пуске системы, воздух из нее удаляют пусковыми эжекторами или вакуум-насосами.
Общий напор насосов (давление, создаваемое насосом), МПа, составится в виде суммы:
D Р= D Рг+ D Рк+ D Рс
где D Рг;=ghг – давление, необходимое для подъема воды на геометрическую высоту, , МПа;
g»9,81 кН/м³»0,01 МН/м³ – удельный вес воды;
hг геодезическая высота подъема воды, равная разности отметок сечения в месте сброса и уровня в заборном устройстве, 3м;
D Рг=0,01 ´ 3=0,03
D Рк – гидравлическое сопротивление конденсатора, равное 0,04 МПа;
D Рс – гидравлическое сопротивление всасывающих и напорных трубопроводов с арматурой, » 0,01 МПа;
D Р=0,03+0,04+0,01=0,08 МПа » 8 м.вод.ст
Значения D Рг, и D Рс стремятся всемерно уменьшить, размещая электростанцию и машинный зал по возможности ближе к реке с минимальным превышением их над уровнями воды в ней.
Мощность, потребляемую насосами, МВт, определяют по формуле
Wн= VDР/hн
где V – объемный секундный расход охлаждающей воды, м/с³;
DР – напор (давление), создаваемое насосом, МПа.
Wн=14,8´0,08/0,8
По справочнику по насосам выберем по два насоса ОП6-145 на один энергоблок.
технические характеристики насоса:
подача воды: 18710-36160 м³/ч
напор: 8,1-4,4 м.вод.ст.
частота вращения: 365 об/мин
Максимальная мощность 338-796 кВт
Каждый из насосов обеспечивает более 60% потребности блока в тех. воде.
На проектируемой ГРЭС установим шесть циркуляционных насосов ОП6-145 , по два на каждый энергоблок.
Сливные каналы подогретой технической воды, закрытые на территории электростанции и открытые за ее пределами, сливают воду в реку через водосброс, обеспечивающий допустимую разность температур
рис 11.1
рис 11.2
12. Выбор оборудования конденсационной установки.
Основные требования и обоснования выбора конденсатора.
Среди основных требований, предъявляемых к современным конденсаторам, одними из главных являются обеспечение высоких теплотехнических показателей и удовлетворение эксплуатационных требований при высокой степени надежности оборудования с учетом блочности турбоустановки и сверхкритических параметров.
Решение вышеперечисленных требований, в свою очередь, должно основываться на оптимальных конструктивно-технологических показателях.
Высокие теплотехнические показатели конденсатора определяются главным образом эффективной работой его трубного пучка и характеризуются равномерной паровой нагрузкой различных участков трубного пучка; минимальным уровнем парового сопротивления; отсутствием переохлаждения конденсата; высокой степенью деаэрации конденсата с обеспечением в нем нормативных показателей по кислороду; оптимальными аэродинамическими условиями движения отработавшего пара из выхлопного патрубка ЦНД к трубному пучку конденсатора.
Особенности турбоустановки и эксплуатационные требования обеспечиваются с наличием соответствующих устройств в конденсаторе, удовлетворяющих различным
режимам работы блока; повышенной плотностью конденсатора по водяной стороне в условиях длительной эксплуатации; конструктивным решением по конденсационному устройству, исключающим останов блока при нарушении плотности как о водяной, так и по паровой стороне.
В соответствии с количеством ЦНД в конденсационной установке приняты два конденсатора – по одному на каждый ЦНД. Конденсаторы являются однопоточными по воде, т. е. имеют по одному подводящему и сливному патрубку. Определено это невозможностью компоновки на одном конденсаторе четырех (два подводящих и два сливных) циркуляционных водоводов сравнительно большого диаметра. Применение однопоточных конденсаторов, в свою очередь, привело к их объединению по паровому пространству для предотвращения полной потери мощности блока при вынужденном отключении одного из конденсаторов.
Конденсаторы связаны с ЦНД переходными патрубками, между которыми установлены так называемые перепускные патрубки, объединяющие паровые пространства двух конденсаторов. В связи с тем, что в фундаменте турбоустановки между ЦНД установлена дополнительная колонна, подпирающая поперечную балку, связь по паровому пространству осуществляется двумя перепускными патрубками, площадь которых принята максимально возможной из условия их расположения в фундаменте и на переходном патрубке и составляет примерно 25%, площади выхлопа ЦНД. В соответствии. с этим при отключении одного конденсатора мощность блока должна быть снижена примерно на 50 – 40%.
Проведенные испытания блока с одним отключенным конденсатором подтвердили возможность работы при мощности 60 – 70%. Перепускные патрубки конструктивно выполнены с системой компенсаторов, которая, с одной стороны, обеспечивает компенсацию температурных удлинений ЦНД от своих фикс-пунктов, а с другой – восприятие усилий от атмосферного давления на стенки переходного патрубка в зоне расположения компенсаторов.
Соединение переходного патрубка с турбиной и конденсатором осуществляется при помощи сварки, по этому для компенсации температурных удлинений выхлопного патрубка ЦНД от опорных лап, переходного патрубка и корпуса конденсатора последний устанавливается на пружинных опорах, которые, в свою очередь, устанавливаются а бетонные подушки фундамента турбоустановки.
Для обеспечения нестационарных режимов работы блока (пуск и сброс нагрузки) предусмотрены специальные приемносбросные устройства, через которые осуществляется прием пара в конденсаторы, а также устройство для приема растопочной воды котлов.
В днище конденсатора расположены конденсатосборники деаэрационного типа, предназначенные для сбора конденсата с одновременной дополнительной его деаэрацией. В конденсатосборнике поддерживается постоянный уровень конденсата, чем обеспечивается необходимый подпор на всасе конденатных насосов. Емкость конденсатосборников выбрана из условия обеспечения указанного подпора исходя из времени срабатывания клапана рециркуляции и производительности конденсатных насосов.
Конденсаторы:
Количество 2
Тип К-11520, поверхностные двухходовые по охлаждающей воде, с центральным отсосом воздуха,
Поверхность охлаждения 2*11520 м²
Количество охлаждающих трубок 2*14740
Длина трубок 9 м.
Сортамент трубок 28*1 мм, 28*2 мм
Материал трубок сплав МНЖ-5-1
Расход охлаждающей воды 2*25740 м³/ч
Гидравлическое сопротивление по водяной стороне. 39,2 кПа (4 м вод. столба)
Конденсатные насосы I ступени :
Расчетный напор в коллекторе конденсатного насоса первой ступени определяется по формуле:
Ркн1= D Рбоу+ D Рэж+ D Ртр+ D Ркн2–Рк
где DРбоу – гидравлическое сопротивление обессоливающей установки, 0,6 МПа;
DРэж гидравлическое сопротивление эжекторной группы, 0,07 МПа;
DРтр - гидравлическое сопротивление трубопроводов, 0,05 МПа;
DРкн2 –необходимое давление на всасе конденсатного насоса второй
ступени, 0,2 МПа;
Рк – давление в конденсаторе 0,0035 МПа;
Ркн1=0,6+0,07+0,05+0,2-0,0035= 0,916 » 92 м.вод.ст
По литературе (л7; стр 369) выбираем конденсатный насос:
количество: 2 ( 1 резервный)
тип: КсВ-1600-90
производительность: 1600 м³/ч
напор: 90 м вод. ст.
Конденсатные насосы II ступени :
Напор конденсатных насосов второй ступени определяем следующим образом:
Ркн2 » Рд- D Ркн2+ D Рпнд+ D Ррку + D Ргеод
где Рд – давление в конденсаторе, 0,7 МПа;
DРкн2 – давление создаваемое конденсатным насосом первой ступени, 0,2 МПа;
D Рпнд сопротивление теплообменников ПНД1 – 0,05978 МПа; ПНД2 – 0,06762 МПа; ПНД3 0,07938 ПНД4 – 0,0892; ПНД5 – 0,07938 МПа ; D Рпнд =0,376 МПа;
Рск – общее гидравлическое сопротивление ПНД, трубопроводов с арматурой » 0,2 МПа -
DРгеод – геодезический подпор, определяется разницей в высотах места входа воды в конденсатный насос и уровнем установки деаэратора. 28м. вод.ст.»0,28 МПа
DРрку – сопротивление регулирующего клапана уровня 0,4 МПа;
Ркн2 » 0,7-0,2+0,376+0,2+0,28+0,4 » 1,756 МПа » 180 м.вод.ст
По литературе ( ) выбираем конденсатный насос второго подъема:
количество: 2 ( 1 резервный)
тип: ЦН-1600-220
производительность: 1600 м³/ч
напор: 220м вод. ст.
13. Выбор тягодутьевых установок и дымовой трубы.
Выбор тягодутьевых установок сводится к подбору машины, обеспечивающей производительность и давление, определенные при расчете воздушного и газового трактов, и потребляющей наименьшее количество электроэнергии при эксплуатации.
Для расчета дутьевого вентилятора определим расход
Vдв=Вр´V0(aт-Daт-Daпл+Daвп)´(tхв+273)/273
где Vдв количество холодного воздуха засасываемого дутьевым вентилятором.
Вр – расчетный расход топлива кг/с;
V0 – теоретическое количество воздуха м³/кг; aт– коэфф. избытка воздуха в топке;
Daт – коэфф. присосов воздуха в топке;
Daпл - коэфф. присосов воздуха в системе пылеприготовления;
Daвп – коэфф. присосов воздуха в воздухоподогревателе;
tвзп – температура воздухоподогревателя
tх.в= 30°С
Vдв=296000´4,42(1,2-0,7-0,04+0,25)´(30+273)/273= =1030985 м³/ч
Подача воздуха вентиляторами должна обеспечивать полную производительность парогенератора с запасом в 10%
Vдв.расч =1,1´Vдв=1,1´674= 741,4 м³/с= 1134083 м³/ч
Оснащаем парогенератор двумя дутьевыми вентиляторами, производительностью не менее 567048 м³/ч, один дутьевой вентилятор должен обеспечивать не менее половинной нагрузки парогенератора,. номограмме VII-86 (л4; стр. 249) выбираем центробежный дутьевой вентилятор ВДН-24´2-IIу
Выбор дымососов сводится к подбору машины, обеспечивающей производительность и давление, определенные при расчете воздушного и газового трактов, и потребляющей наименьшее количество электроэнергии при эксплуатации.
Расход газов (в м³/ч) рассчитывается по формуле:
Vд=Вр(Vг.+DaV0)´Jд+273
273
где
Вр – расчетный расход топлива кг/с;
V0 – теоретическое количество воздуха м³/кг; aт– коэфф. избытка;
Vг. объем продуктов горения на 1 кг топлива;
Da - присос воздуха в газопроводах за воздухоподогревателем для котлов с электрофильтрами Da=0,1;
V0 – теоретическое количество воздуха м³/кг;
Vд=296000(479+01´4,42)´145+273 = 2371227 м³/ч
273
Подача дымовых газов дымососом должна обеспечивать полную производительность парогенератора с запасом в 10%
Vд.р=1,1´Vд= 2608349,7 м³/ч
Оснащаем парогенератор двумя осевыми дымососами, один дымосос должен обеспечивать не менее половинной нагрузки парогенератора производительность дымососа должна быть не менее, 1304174,85 м³/ч. По таблице ( )
выбираем осевой двухступенчатый дымосос ДОД – 43.
характеристики дымососа ДОД – 43 :
подача: 1335/1520 тыс. м³/ч
Напор: 3500/4500 Па,
КПД: 82,5%
Число оборотов: 370
Потребляемая мощность: 1570/2500 кВт.
Расчет дымовой трубы.
Определение высоты дымовой трубы производим в такой последовательности:
Определяем выброс золы:
6
Мзл=10 ´Вр/3600´(1-hзу/100)´
´[(1-q4/100)´Ар/100+q4/100]
где Вр – расчетный часовой расход топлива всеми котлами работающими на одну трубу, т/ч;
hзу – КПД золоуловителя 99%;
q4 – потеря теплоты от механического недожога = 1.
Мзл=1000000´893/3600(1-99/100)´
´[(1-1/100)´38,1/100+1/100]= 960 г/с
Определяется выброс SO2 ;
6
М SO2=10 ´Вр/3600´Sр/100´mSO2/mS
где Sр –содержание серы в рабочей массе топлива, 0,8%;
mSO2 , mS – молекулярная масса SO2 и S, соотношение их равно 2.
М SO2=1000000´893/3600´0,8/100´2= 3968,8 г/с
Определяется выброс оксидов азота
М NO2=0,034b1´k´Вр´Qр.н.(1-q4/100)b3
Где b1 – безразмерный поправочный коэффициент учитывающий качество топлива, 1,0;
Вр расход натурального топлива 248 кг/с
b3 – коэффициент учитывающий конструкцию горелок 1,0;
k - коэффициент характеризующий выход оксидов азота на 1т сожженного условного топлива, k=12D/(200+Dн )
где D и Dн действительная и номинальная паропроизводительность котла. » 10;
Qр.н низшая теплота сгорания натурального топлива 16,760 МДж/кг
М NO2= 0,034´1´10´248´16,760(1-1/100)´1=1399 г/с
Определяется диаметр устья трубы
Dу.тр=Ö4Vтр/pwвых
где Vтр – объемный расход продуктов сгорания через трубу, 2371227 м³/ч= 658,7 м³/с
wвых – скорость продуктов сгорания при выходе из дымовой трубы, 20 м/с;
Dу.тр= aÖ4´658,7/3,14´20=6,4 м
Определяем минимальную высоту дымовой трубы.
Н=Ö А´ МSO2+ПДКso2/ПДКNO2´MNO2 Öz/VтрDt
ПДК so2
Где А – коэффициент зависящий от метреологических условий местности, 200;
ПДКso2 – 0,5; ПДКNO2 0,085 мг/м³
z - число дымовых труб 1,
Dt разность температуры выбрасываемых газов и средней температуры самого жаркого месяца в подень » 110°с;
Н=Ö 200´ 3968,8 +0,5 /0,085 ´1399 Ö1/ 658,7 ´110
0,5
Н= 342 м
Дата: 2019-05-28, просмотров: 357.
