Теплоэнергетические системы и энергоипользование

                                          Содержание 
 

      Введение                                                                                                                    3                

1    Выбор  и обоснование системы  теплоснабжения, и ее состав                        4

1.1 Расчет тепловых  нагрузок                                                                                   4

1.2 Выбор основного оборудования ТЭЦ                                                                 5

1.3 Выбор энергетических котлоагрегатов                                                               6

1.4 Выбор пиковых  водогрейных котлов                                                                  7

2   Построение в i S -диаграмме процесса расширения пара в турбине                  8                   составление сводной таблицы параметров регенеративных отборов

2.1 Построение в i S -диаграмме процесса расширения пара в турбине                  8

2.2 Порядок расчета тепловой схемы паротурбинной установки                          9

3    Технико-экономические показатели                                                                     14

3.1 Технико-экономические показатели паротурбинной установки                        14

3.2 Технико-экономические показатели ТЭЦ                                                        15

      Заключение                                                                                                           19

      Список использованной литературы                                                                20

            Приложения

А   i S – диаграмма для водяного пара

Б   Годовой  график тепловых нагрузок 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 
 

     Курсовая  работа предназначена для углубления и закрепления знаний, полученных в курсе «Теплоэнергетические системы и энергоиспользование», и приобретения навыков решения расчетных задач, возникающих при проектировании и выборе основного оборудования ТЭЦ, при построении тепловой схемы системы теплоснабжения предприятия, при описании технологического процесса одного из производств.

     В курсовом проекте требуется: рассчитать тепловые нагрузки: I-режим максимально зимний,  II-режим отвечает средней за наиболее холодный месяц, III-режим среднезимний, IV-режим летний, характеризует работу ТЭЦ в летний период, когда отсутствует нагрузка на отопление и вентиляцию; построить годовой график тепловых нагрузок;

     Выбрать основное оборудование ТЭЦ: основное оборудование ТЭЦ выбирается по среднезимней нагрузке третьего режима. В справочной литературе для теплофикационных турбин, как характеристика регулируемых отборов; построить в i-s диаграмме процесс расширения пара в турбине и составить сводную таблицу параметров отборов: график строится на миллиметровой бумаге формата A3;

     Выбор энергетических котлоагрегатов: количество и единичная мощность устанавливаемых котлов зависит от суммарных тепловых нагрузок котельной и режима отпуска тепла и определяется режимом потребления тепла отдельными предприятиями. По характеристикам выбранных турбин находится суммарный расход острого пара на турбины и параметры пара. Зная суммарный расход пара и его параметры, выбираем количество и паропроизводительность котлоагрегатов; построение в iS -диаграмме процесса расширения пара в турбине и составление сводной таблицы параметров регенеративных отборов: построение процесса расширения пара в турбине в i-S -диаграмме производится в следующей последовательности. По давлению и температуре острого пара и конечному давлению строится теоретический процесс расширения пара; технико-экономические показатели паротурбинной установки.

     Классификация и обозначение турбин отражают: 1) тип турбины; 2) мощность; 3) начальное давление; 4) противодавление. Паротурбинная установка является частью тепловой или атомной электростанции. Она предназначена в первую очередь для экономичного преобразования энергии пара в работу, затрачиваемую на привод электрического генератора. 
 
 
 
 
 
 

     1 Выбор и обоснование системы  теплоснабжения, и ее состав 
 

     1.1 Расчет тепловых нагрузок 

     Расчет  тепловых нагрузок производится для  четырех режимов работы теплоэлектроцентрали.

     1 – режим   максимально   зимний,   отвечающий   расчетной   температуре наружного воздуха, для проектирования отопления

        вычисляется  как сумма максимальных нагрузок, заданных по заданию вычисляется по формуле (1)

      
                                                                                                               (1) 

     где – нагрузка отопительного водоснабжения, МВт;

            – нагрузка горячего водоснабжения, МВт. 

                                               

     2 – режим отвечает средней за наиболее холодный месяц температуре наружного воздуха и вычисляется по формуле (2) 

                                                           (2) 

     где t_в  – температура внутри помещения по санитарным нормам. 

     

 

     Вычисляем сумму 2 – режима (средней за наиболее холодный месяц) и нагрузки горячего водоснабжения по формуле (3) 

                                                                                                      (3)

            

     

 

     3 – режим среднезимний, соответствует средней температуре наружного воздуха на отопительный период вычисляется по формуле (4)

     

                                 (4) 

     

 

     Вычисляем сумму 3 – режима (среднезимний) и нагрузки горячего водоснабжения по формуле (5)

      

                                                                                                      (5) 

     

 

     4 – режим летний, характеризует работу ТЭЦ в летний период, когда отсутствует нагрузка на отопление и вентиляцию вычисляется по формуле (6) 

                                   (6) 
 
 

     1.2 Выбор основного оборудования ТЭЦ 

     Основное  оборудование ТЭЦ выбирается по среднезимней нагрузке третьего режима - . В справочной литературе для теплофикационных турбин, как характеристика регулируемых отборов. Задается расход пара из отбора или расход тепла. В курсовой работе для выбора турбины необходимо перевести количество тепла в эквивалентное количество пара из отборов. Для ориентировочных расчетов можно выбрать среднее давление Рт=0,12 МПа и среднюю температуру t=105°C в теплофикационном отборе. Тогда, определив энтальпию пара і_т=2686 кДж/кг и конденсата і_ок= 439 кДж/кг по таблицам воды и водяного пара, найдем расход пара турбины по формуле (7) 

                                                                                               (7)

      

     где – тепловая нагрузка, кВт;

            =0,98 – КПД подогревателя. 

     

     Единичная мощность и тип теплофикационных агрегатов на ТЭЦ, входящих в энергосистемы, выбираются, возможно, более крупными с учетом характера и перспективной величины тепловых нагрузок района.

     Выбор турбин производится по заданному расходу  пара на производственные нужды - D_n, т/ч, причем вначале выбираются турбины типа "ПТ" или "Р" , затем выбираются турбины типа "Т". Турбины с производственным отбором пара выбираются с учетом длительного использования этого отбора в течение года. Турбины с противодавлением выбираются для покрытия базовой части производственной паровой и отопительной нагрузок.

     При установке турбин с двойным значением  номинальной мощности, например Т-250/300-240, установленная электрическая мощность ТЭЦ определяется по максимальному  значению мощности турбин. Рабочая  мощность таких агрегатов и выработка  электроэнергии определяется в проекте  ТЭЦ в соответствии с графиком тепловой нагрузки. В зимнем режиме использование максимальной электрической  мощности агрегата в проекте не учитывается, т.к она допускается только в  аварийных ситуациях.

     По  заданному расходу пара на производственные нужды - D_n, т/ч, и вычисленному расходу пара турбины D_т выбираю соответственную марку турбины типа "ПТ" и выписываем его данные:

     – марка ПТ – 60/75 – 130/13, (одна турбина)

     – давление свежего пара –12,75 МПа;

     – температура свежего пара 565 ˚C;

     – давление после промежуточного перегрева МПа

     – температура после промежуточного перегрева C;

     – давление (производственный отбор) р_п=1,28 МПа;

     – давление (отопительный отбор) р_т=1.18 – 2.16МПа;

     – максимальный расход – 160; 300/200 т/ч;

     – число оборотов пара для регенерации  – 7

     – давление отработавшего пара – 0,00343 МПа

     – температура охлаждающей воды – 10 ˚C;

     – максимальный расход пара ЧВД – 760 т/ч. 
 

     1.3 Выбор энергетических котлоагрегатов

      

     Количество  и единичная мощность устанавливаемых  котлов зависит от суммарных тепловых нагрузок котельной и режима отпуска  тепла и определяется режимом  потребления тепла отдельными предприятиями. По характеристикам выбранных турбин находится суммарный расход острого пара на турбины и параметры пара. Зная суммарный расход пара и его параметры, выбираем количество и паропроизводительность котлоагрегатов.

     Число и единичную теплопроизводительность  устанавливаемых котлоагрегатов следует  выбирать по величине расчетной производительности котельной установки с тем ,чтобы  при выходе из строя наибольшего  по производительности котла оставшиеся обеспечивали максимальный отпуск тепла  технологическим потребителям, а  также отпуск тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в количестве, определяемом по II режиму.

     Производительность  котлоагрегатов, устанавливаемых в  блоке с турбоагрегатами, выбирается по максимальному пропуску острого пара через турбину с учетом расхода на собственные нужды и запаса в размере 3%. Паропроизводительность и число котлоагрегатов, устанавливаемых на теплофикационных электростанциях с поперечными связями, выбирается по максимальному расходу пара машинным залом с учетом расхода пара на собственные нужды в размере 3%.

     По  характеристикам выбранных турбин находится суммарный расход острого пара на турбины и параметры пара. Зная суммарный расход пара и его параметры, выбираем количество и паропроизводительность котлоагрегатов:

     – марка Пп–1000/255Ж (ТПП-312А)

     – производительность – 100 т/ч;

     – давление – 25,05 МПа;

     – температура – 545 ˚C;

     – температура питательной воды t_п.в.=260 ˚C;

     – температура уходящих газов t_у.г.=136 ˚C;  
 

     1.4 Выбор пиковых  водогрейных котлов 

     Теплопроизводительность и число ПВК выбирается исходя из условия покрытия ими, как правило, 40-45% максимальной тепловой нагрузки на отопление и горячего водоснабжения.