Расчет принципиальной тепловой схемы паровой котельной для выбора основного оборудования

 – энтальпия пара низкого  давления, ;

 – условная энтальпия возвращаемого  конденсата, . Т.к. конденсат не возвращается от потребителя, то

 

 

 

4.3. Предварительный выбор числа котлов

По выбранному типу паровых котлов и по определенному  значению выбирается предварительное число котлов из номенклатурных справочников котлов, выпускаемых заводами-изготовителями.

Выбор паровых  котлов производится с учетом следующих  рекомендаций проектных организаций:

• число котлов должно быть не менее 3-х;
• выбираются котлы с наибольшей производительностью одинакового типоразмера.

Предварительное число котлов определяется по формуле

 

где – расчетная (номинальная) производительность выбранного котла (единичная мощность), ;

.

 

Принимаю  число котлов .

5. Выбор  числа котлов с учётом условий их работы в неотопительном периоде и требований аварийного резервирования

5.1. Учёт работы котлов в неотопительном периоде

Выбранный тип котлов необходимо проверить  на возможность их работы при минимальных  нагрузках в неотопительный период. Для этого нужно определить минимальную  допустимую единичную тепловую мощность одного котла при его разгрузке и минимальную тепловую нагрузку котельной в неотопительный период .

Определяем  величину , МВт

 

где – доли для угольных котлов с камерными топками;

 – единичная тепловая мощность  котла, МВт.

Определяем  величину , МВт

 

 

Определяем величину , МВт

 

где – расчетная тепловая нагрузка горячего водоснабжения в неотопительный период, МВт;

 – тепловая нагрузка промышленных  потребителей пара соответственно  с высоким и низким давлением  в неотопительный период, МВт.

Определяем  величину , МВт

 

где – коэффициент, показывающий снижение потребления горячей воды в неотопительный период.  Для жилых микрорайонов, кроме курортных городов принимается равным 0,8, для промпредприятий – равным 1;

 – температура воды в холодном  источнике в неотопительный период;

 

 

 

Определяем  величины , МВт

 

 

где – доля тепловой нагрузки в неотопительный период от расчётного значения в паропроводе соответственно высокого и низкого давления.

 

Т.к. выполняется  условие

 

 

выбранный тип  котлов, т.е. их единичная тепловая мощность, удовлетворяет условиям работы в  неотопительном периоде.

5.2. Учет требований аварийного резервирования котлов

После предварительного выбора числа котлов и проверки технической  возможности их работы в неотопительном периоде необходимо проверить количество котлов на выполнение нормативных требований аварийного резервирования.

Определяем  минимально-допустимый расход тепла  на отопление и вентиляцию в расчетном  режиме по формуле, МВт

 

где – минимально-допустимая доля расчётного расхода теплоты на отопление и вентиляцию;

(при ).

 

Методика  проверки предварительно выбранного числа  котлов. Принимая за величину суммарную производительность оставшихся в работе котлов, необходимо проверить возможность предварительно выбранных котлов, включая котлы, выбранные для работы в неотопительном периоде, обеспечить минимально-допустимые нагрузки внешних потребителей. Для этого необходимо выполнить расчеты аварийного режима в следующей последовательности.

5.2.1. По величине определяется величина по формуле,

 

где – минимально-допустимый расход пара по паропроводу высокого давления, определяемая по заданной норме подачи пара внешним потребителям в аварийном режиме, .

Определяем  величину ,

 

Определяем  величину ,

 

 

5.2.2. Из уравнения материального и теплового баланса РОУ определяем расход пара низкого давления после РОУ

 

 

 

 

 

 

5.2.3. Расход пара в паропроводе собственных нужд котельной, т.е. после РОУ,

 

где – минимально-допустимый расход пара по паропроводу низкого давления, определяемая по заданной норме подачи пара внешним потребителям в аварийном режиме,

 

 

5.2.4. Определяем расход пара на ПСВ

 

 

5.2.5. Определяем тепловую производительность ПСВ и ОК, МВт

;

.

5.2.6. Определяем величину , МВт

 

 

5.2.7. Определяем по формуле

 

Т.к. выполняется  условие 

 

поэтому сохраняется предварительно принятое число котлов.

6. Определение расхода топлива  в котельной

6.1. Расчётный расход топлива определяется по формуле,

 

где – расход пара на выходе из котлов, ;

 – КПД для угольных котлов  с камерными топками;

 

6.2. Удельный расход топлива на единицу выработанной теплоты,

 

Удельный  расход условного топлива на единицу  выработанной теплоты,

 

Удельный  расход условного топлива на единицу  выработанной теплоты,

 

6.3. Годовой расход топлива в котельной,

 

где – годовая выработка тепловой энергии в котельной, МВт

 

где – коэффициент собственных нужд котельной;

 – годовой отпуск теплоты  в паре на производственные  нужды промпредприятий, ;

 – годовой отпуск теплоты  в горячей воде на бытовые  нужды, .

Определяем  величину ,

 

где – годовое число часов использования расчётной паровой нагрузки промпредприятий, получающих пар высокого и низкого давления, ;

 

Определяем  величину , 

 

где – годовой отпуск теплоты на отопление и вентиляцию, ;

 – годовой отпуск теплоты  на горячее водоснабжение, .

 

где – суммарная расчетная тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию жилого микрорайона и промузла, МВт;

 – расчетная температура  воздуха в отапливаемых помещениях;

 – средняя температура наружного  воздуха в течение отопительного  периода и продолжительность  этого периода.

Для Иркутска ; .

 

 

где – среднечасовая нагрузка горячего водоснабжения жилого микрорайона и промузла в течение отопительного и неотопительного периода, ;

8400 – расчетное  годовое число часов работы  системы горячего водоснабжения,  учитывающее плановую продолжительность  ремонтного периода, .

 

 

 

 

 

 

 

Определяем  годовой расход топлива в котельной,

7. Выбор основного оборудования ТЭЦ

7.1. Выбор теплофикационных турбин для обеспечения базовой паровой нагрузки

Исходные  данные:

Расход пара высокого давления при давлении пара ;

Расход пара низкого давления при давлении пара .

7.1.1. Выбор турбин для обеспечения паровой нагрузки на производство высокого давления

Выбираем  турбину Р-40-12,75/3,1 со следующими техническими характеристиками:

1. Электрическая  мощность ;

2. Параметры  пара перед турбиной:

2.1. Давление ;

2.2. Температура;

2.3. Расход .

3. Параметры  пара в противодавление:

3.1. Давление ;

3.2. Температура.

Расход  пара от турбины Р-40-12,75/3,1 с давлением  определяется на основе расчета РОУ 3,1/2,4, т.к. давление пара на выходе из турбины Р больше, чем требуется потребителю на производство. Охлаждающей водой для РОУ на ТЭЦ будет питательная вода после ДПВ.

7.1.2. Расчет РОУ 3,04/2,4

Расход  пара перед РОУ () определяется из уравнений материального и теплового балансов РОУ и в результате решения этих уравнений получаем формулу

 

где – энтальпия пара на производство, ;

 – энтальпия пара в противодавлении,  ;

 – энтальпия охлаждающей  воды при .

 

7.1.3. Определение базовой часовой паровой нагрузки,

 

где – расчетный коэффициент теплофикации производственной паровой нагрузки, принимаем равным 0,85.

 

7.1.4. Определение числа турбин

 

Принимаем одну турбину Р-40-12,75/3,1.

7.1.5. Определение базовой часовой паровой нагрузки низкого давления

 

7.1.6. Определение расхода пара на собственные нужды ТЭЦ

При заданном потреблении пара давления необходимо предусмотреть, что из отбора П турбины ПТ обеспечивается расход на собственные нужды ТЭЦ. Эта величина составляет 40% от величины отбора

 

На основании  величин  и выбираем турбину ПТ-80/100-12,75/1,3 со следующими техническими характеристиками:

1. Электрическая  мощность ;

2. Номинальные  параметры пара

2.1. Давление ;

2.2. Температура;

2.3 Расход  пара 354 ;

3. Параметры  пара в производственном отборе

3.1 Давление ;

3.2. Расход 185 ;

4. Параметры  пара в верхнем коммунальном  отборе

4.1. Давление ;

4.2 Расход  пара 200 .

7.1.7. Определение числа турбин

 

Принимаем одну турбину типа ПТ-80/100-12,75/1,3.

7.2. Выбор теплофикационных турбин для обеспечения нагрузки в горячей воде

7.2.1. Определение суммарной тепловой нагрузки на ТЭЦ

 

где – коэффициент, учитывающий собственные нужды ТЭЦ, принимается на 30% больше ;

 – коэффициент, учитывающий  собственные нужды паровой котельной  и равный 0,25;

 – расчетные тепловые нагрузки  на отопление, вентиляцию и  горячее водоснабжение жилого  микрорайона и промузла, МВт;

 – расчетные потери теплоты  с утечками в тепловых сетях  и через тепловую изоляцию  трубопроводов тепловой сети, МВт.

 

Расчетная нагрузка в горячей воде, обеспечиваемая паром отопительных отборов ПТ турбины, определяется по формуле, МВт

 

где – номинальный расход пара отбора Т турбины, ;

 – энтальпия пара и конденсата  при максимальном давлении пара  в верхнем отопительном (коммунальном) отборе на линии насыщения  (0,25 МПа), .

 

7.2.2. Определение расчетного коэффициента теплофикации

 

Т.к. полученное значение не удовлетворяет условию

 

то есть необходимость  в установке одной турбины  типа Т минимальной мощности.

Выбираем  турбину Т-50/60-12,75 со следующими техническими характеристиками:

1. Электрическая  мощность ;

2. Номинальные  параметры пара

2.1. Давление ;

2.2. Температура;

2.3 Расход  пара 265 ;

3. Параметры  пара в верхнем коммунальном отборе

3.1 Давление ;

3.2. Расход 160 .

Расчетная нагрузка в горячей воде, обеспечиваемая паром отборов Т турбины типа Т определяется по формуле, МВт

 

 

Уточненное  значение расчетного коэффициента теплофикации

 

Полученное значение удовлетворяет  условию

 

Так как  номинальная тепловая нагрузка отборов  Т турбины типа Т обеспечивает необходимое значение, то принимаем  одну турбину Т-50/60-12,75.

7.2.3. Определение предельного коэффициента теплофикации

 

где – доля тепловой нагрузки на горячее водоснабжение;

 – максимальная температура  сетевой воды после основного  подогревателя, зависящая от давления в отборе Т (при ),

 

 – температура воды в обратном  трубопроводе, равная 70;

 – температура воды в подающем  трубопроводе, равная 150 .

Величина  определяется по формуле

 

 

Т.к. , то для дальнейших расчетов оставляем ранее рассчитанное значение .

7.3. Выбор энергетических котлов

Выбор числа  и типа энергетических котлов производим по двум параметрам:

• максимальному расходу пара на турбину;
• давлению острого пара на выбранные турбины.

7.3.1. Определение суммарного расхода пара на турбины,

 

7.3.2. Определение типа и числа энергетических котлов

Выбираем  котлы типа Е-160-1,4 со следующими техническими характеристиками:

1. Паропроизводительность ;

2. Номинальные  параметры пара

2.1 Давление ;

2.2Температура .

 

Принимаем три котла.

7.4. Выбор пиковых источников подогрева сетевой воды

7.4.1. Определение пиковой тепловой нагрузки, МВт

 

 

7.4.2. Определение избытков пара от турбины Р