Әдістемелік нұсқауларды бекіту парағы

Әдістемелік нұсқаулардың титулдық парағы

Нысан ПМУ ҰС Н 7.18.4/20

«ЖЭС теориялық негіздері» пәні бойынша

5В071700 "Жылуэнергетика" мамандығының студенттеріне арналған
курстық жұмысқа
ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР

Павлодар

Әдістемелік нұсқауларды бекіту парағы

Нысан ПМУ ҰС Н 7.18/20

ОІ жөніндегі проректор

Пфейфер Н.Э.

_____________________

2013ж «___»__________

Құрастырушы: аға оқытушы ____________ Г.А.Айтмагамбетова

Кафедраның отырысында ұсынылды

2013 ж. «___»____________, №_____Хаттама
Кафедра менгерушісі ___________ Никифоров А.С. 2013 ж. «___»________
Энергетикалық факультетінің оқу-әдістемелік кеңесімен мақұлданды

2013 ж. «_____»______________№____ Хаттама

КЕЛІСІЛДІ

ОӘБ бастығы __________________Е.Н. Жуманкулова 2013 ж. «___»________

2013 ж. «_____»______№____ Хаттама

Мазмұны

Кіріспе
Бұл әдістемелік нұсқаулар «ЖЭС теорилық негіздері» курсы бар іштей және сырттай оқитын студенттерге «ЖЭС жылулық схемасының элементтерінің есебі» курстық жұмысын есептеуге көмектесу мақсатымен жасалған.

Әдістемелік нұсқаулар құрамында курстық жұмысқа тапсырма, ЖЭС жылулық схемасының есебі нұсқасы мен курстық жұмысты есептеуге керекті түсіндірме бар.

h - s диаграммада ЖҚЦ, ОҚЦ және ТҚЦ-дағы будың кеңею процестері салынуы керек.

Тапсырма нұсқасы сынақ кітапшасының соғғы екі саны бойынша №№ 1, 2 (немесе 3) және 4 кестелерден алынады.

1. 
   ЖЭС жылулық схемасын таңдау
   
2. 
   h - s диаграммада турбинаның ЖҚЦ, ОҚЦ және ТҚЦ-дағы будың кеңею процестерін салу
   
3. 
   h - s диаграмма бойынша бу параметрлеріе анықтау
   
4. 
   Ұыздырушы бу конденсаты мен қоректік судың параметрлерін су ен будың термодинамикалық касеттері кестесінен анықтау
   
5. 
   Қоректік су шығындарын анықтау
   
6. 
   ЖҚҚ есебі
   
7. 
   Деаэратор есебі
   
8. 
   ТҚҚ есебі
   
9. 
   Турбинаға бу шығыны мен энергия өндірілмеуі коэффициенттерін анықтау
   
10. 
    ЖЭС техника-экономикалық көрсеткіштері
    

3. 
   ЖЭС жылулық схемасын таңдау
   

ЖЭС жылулық схемасы /2, 3, 4/ әдебиеттегі бу турбинасының типіне байланысты таңдалады да 2 (немесе 3) және 4 кестедегі берілгендер негізінде құрылады. Жылулық схеманың нұсқалары 1-6 суреттерде көрсетілген. ЖЭС жылулық схемасын құрғанда келесілерге назар аудару қажет:

Турбинаның классификациясы және белгіленуі, МЕМСТ-3618-76 сәйкес турбина типін жұмыс істеген будың қолданысына, номиналды электр қуатына, турбина алдындағы бу қысымына, қарсықысымға байланысты ажыратады. Турбина типін белгілеу әріптік және сандық бөліктен турады. Әріптік бөлікте келесі белгілеулер қолданылады:

К – конденсациялық турбина; П –будың реттелетін өндірістік сұрыптаулы конденсациялық турбина(сұрыптаудағы қысым 0,39 - 1,47 МПа); Т – реттелетін жылытуға (жылу-фикациялық) будың сұрыпталуымен конденсациялық турбина(0,069 - 0,24 МПа)

ПТ – өндірістік және жылу-фикациялық екі реттелетін бу сұрыптауымен конденсациялық турбина

Р – қарсықысымдық турбина

Сандық бөлігінде турбинаның номиналды қуатының мәні МВт көрсетіледі, турбина алдындағы, будың реттелетін өндірістік сұрыптаулы турбинадағы таза будың қысымы, қарсықысымды турбинада бу қысымы мөлшері немесе қарсықысым мөлшері көрсетіледі. Нұсқалар:

1) Турбина типі К-200-130

К – конденсациялық турбина, қуаты N = 200 МВт, турбина алдындағы таза бу қысымы Р₀ = 130 ата (12,7 МПа).

2) ТУрбина типі ПТ-50-130/7

Екі реттелетін бу сұрыптауымен конденсациялық турбина П - өндірістік және Т – жылуфикациялық, қуаты N = 50 МВт; турбина алдындағы таза бу қысымы Р₀ = 130 ата (12,7 МПа), өндірістік сұрыптау алдындағы бу қысымы Р_п = 7 ата (0,69 МПа).

Тапсырма бойынша турбина Т немесе ПТ типті болса, жылулық схемада будың жылытулық және өндірістік сұрыптауларын ескеру қажет.(сурет 4-6)
б) турбина корпустары саны (2 немесе 3 кесте)

Тапсырма нұсқалары:

- бір корпусты (сурет 1)

- екі корпусты (сурет 5,6)

Бір және екі корпусты турбиналар үшін шартты түрде ЖҚЦ, ОҚЦ және ТҚЦ көрсету керек.

- үш корпусты турбина

- төрт, бес, алты корпусты турбина

К және Т типті N = 160 МВт одан жоғары қуатты турбиналарда ТҚЦ екі немесе одан көп ағынмен орындалады. Бұл будың көлемді жіберілуі өте үлкен аралықта будың кеңеюі кезіндегі будың меншікті көлемінің қарқынды артуымен түсіндіріледі.Бастапқы және соңғы параметрлерге байланысты бұл арту 1000-2500 аралықта болады.

N = 160 МВт одан жоғары қуатты конденсациялық турбиналарда бу-турбиналық қондырғының жылулық үнемділігін арттыратын аралық бу қыздыру болады. Бу ЖҚЦ-да қызғаннан соң аралық бу қыздырғышқа барады.

Бұл бу қыздырғышты бу температурасы таза бу температурасына дейін өседі де, екінші рет қызған бу турбинаға қайтып келеді және еонденсатор қысымына дейін кеңееді.

Аралық бу қыздырғыштан кейінгі бу параметрлері қысым Р_пп және температура t_пп кесте 2 көрсетілген.

ЖҚҚ мен ТҚҚ саны кесте 4 берілген.

Дренаждың ЖҚҚ-дан шығарылуы деаэраторға өзіндік ағыспен жүзеге асырылады. Дренаждың ТҚҚ-дан да шығарылуы өзіндік ағыспен жүзеге асырылады. Дренаж соңғы ТҚҚ-дан дренаждық сорғымен негізгі конденсат желісіне жіберіледі. Конденсат сорғыдан кейін негізгі конденсат эжектор қыздырғышта және турбина тығыздауындағы бу жылуын жоятын тығыздағыш қыздырғышта қыздырылады.


IV. К-200-130 турбинасының ЖЭС жылулық схемасы есебінің нұсқасы
4.1. Бастапқы берілгендер 1-4 қосымшыларынан сынақ кітапшасының соңғы екі саны бойынша таңдалады.
НҰСҚА №ХХ

Кесте 1

1.	Турбина типі К-200-130
2.	Турбина қуаты N = 200 МВт
3.	Отын: Газли-Каган газ желісі
4.	Отын жануының төменгі жылуы QPH = 36600 кДж/нм3

Кесте 2

1.	Таза бу қысымы Р0 = 12,75 МПа
2.	Таза бу температурасы
3.	Аралық бу қыздырудан кейінгі қысым Р" пп = 2,25 МПа
4.	Аралық бу қыздырудан кейінгі температурасы t" п п = 565°С
5.	Жұмыс істеген бу қысымы Рк = 0,0035 МПа
6.	Қоректік судың температурасы tnB = 235°С
7.	Турбина цилиндрлерінің саны z = 3

№№ сұрыптау	Сұрыптаудағы қысым, МПа	Қыздырғыштар	Ішкі қатысты турбина цилигдрінің ПӘК-і
1	3,66	ЖҚҚ 1	η0iЖҚЦ= 0,845
2	2,35	ЖҚҚ 2
3	1,13	ЖҚҚ 3
4	0,59	ТҚҚ 4	η0iОҚЦ = 0,882
5	0,255	ТҚҚ 5
6	0,121	ТҚҚ 6	η0iТҚЦ = 0,866
7	0,0245	ТҚҚ 7

Будың кеңею процессін ЖҚЦ, ОҚЦ және ТҚЦ үшін кезекпен құрамыз.

(Кесте 1) таза будың параметрлері бойынша Р₀ = 12,75 МПа и t₀ = 565°С h - s диаграммада О нүктесін табамыз (сурет 7) сол жерде энтальпияны h₀ = 3520 кДж/кг анықаймыз.

Турбина алдында дросселдеу процессі өтетін реттеуші және бектіткіш клапандар тұрады. Дросселдеудегі қысым шығыны Р₀ –дан (3 - 5)% құрайды.

∆Р = 0,03* Р₀ = 0,03*12,75 = 0,383 МПа;

Р_0' = Р₀ - ∆Р = Р₀ – 0,03* Р₀ = 12,75 -00,383 = 12,37 МПа;

Р_прI ≈ МПА;

Р_прI = Р_2отб = 2,35 МПа;

Н₀^ЦВД = h₀ - h_прIa = 3520 – 3020 = 500 кДж/кг;

Н_i^ЦВД = Н₀^ЦВД * η_Оi^ЦВД = 500 * 0,845 = 423 кДж/кг;

ЖҚЦ-дан кейінгі бу энтальпиясы:

h_прI = h₀ - Н_i^ЦВД = 3520 – 423 = 3097 кДж/кг;
ЖҚЦ-дан кейінгі бу қысымы P_npi бойынша h-s диаграммада аралық бу қыздыру алдындағы немесе ол болмаса ОҚЦ алдындағы бу күйін сипаттайтын I нүктесі анықталады.
4.3 ОҚЦ будың кеңею пръоцессін салу
Аралық қыздырудан кейінгі будың (кесте 2) берілген параметрлері бойынша Р"пп=2,25 МПа және t"_nn⁼565 С h-s диаграммада аралық бу қыздырудан кейінгі будың энтальпиясын пп нүктесінде (ОҚЦ кірісіндегі) анықтаймыз.

h''_пп = 3610 кДж/кг;

Р_прII ≈ МПа;

Р_прII = Р_6отб = 0,121 МПа;

h_прIIа = 2775 кДж/кг;

Н₀^ЦСД = h''_пп0 - h_прIIa = 3610 – 2775 = 835 кДж/кг;

Н_i^ЦCД = Н₀^ЦCД * η_0i^ЦCД = 835 * 0,882 = 736 кДж/кг;

h_прII = h''_пп - Н_i^ЦСД = 3610 – 736 = 2874 кДж/кг.

h_Ка = 2310 кДж/кг;

Н₀^ЦНД = h_прII – h_Кa = 2874 – 2310 = 564 кДж/кг;

Н_i^ЦНД = Н₀^ЦНД * η_Оi^ЦНД = 564 * 0,866 = 488 кДж/кг;

h_К = h_прII - Н_i^ЦНД = 2874 – 488 = 2386 кДж/кг;

мұндағы: Pi, қыздырғыштағы бу қысымы (буды дросселдеудегі қысым шығындарын есебімен оны құбырлармен тасымалдау кезінде)

Қыздырғыштан кейінгі су температурасы t_пi оны қыздырудың қыздырушы буға қатысты есебімен анықталады.

t_пi = t_нi – (3÷5) ⁰С

Су энтальпиясы h_пi оның температурасы t_пi бойынша кесте 1-ден анықталады.

Шыққан мәндерді Р'_i , t_нi , h_нi , t_пi , h_пi кесте 5 жазамыз.

Ескерту:

1. Деаэратор – қоспарлағыш типті жылуаламастырғыш, сондықтан t_пд=t_нд и h_пд=h_нд

2. ЖҚҚ-дан кейінгі су температурасы – 1 t_п1 қоректік су температурасымен бірдей алынады (кесте 2):

t_п1=t_пв=245⁰С

3. конденсатордағы қысым бойынша Р_к = 0,0035 МПа кесте 1-ден t_нк = 26,7⁰С.

D_пв = D₀ +D_пр + D_ут, кг/с

мұндағы: D₀ – турбинаға бу шығыны;

D_пр – дағырадан үздіксіз үрлеудегі су шығыны;

D_ут – су және бу шығыны.
Егер су мен будың барлық шығындарын турбинаға таза бу шығынының үлесінде көрсетсек.

α₀ = = 1; α_пр = = (0,018÷0,025); α_ут = = (0,008÷0,018);

α_пв = 1 + 0,025 + 0,015 = 1,04 деп аламыз

Q_гр*η_п = Q_нагр,

мұндағы η_п – қыздырғыш ПӘК-і (0,98÷0,99).

Жылуалмастырғышпен берілген немесе алынған жылулық мөлшері

Q = D*(h₁-h₂) немесе шығындардың үлеспен көрсетілуінде = α*(h₁-h₂).

Жылулық схеманың есебін қоректік су жүрісінің соңындағы қыздырғыш ЖҚҚ-дан бастаймыз.

8. 
   ЖҚҚ тобының есебі
   

1. 
   ЖҚҚ 1 есебі
   

Q_гр = D₁*(h₁ – h_н2)* η_п, Вт

Қоректік су энтальпиясы (h_пв – h_п2)–ға артады, қоректік су алатын жылу мөлшері:

Q_нагр = D_пв*(h_пв – h_п2), Вт

ЖҚҚ-1 жылулық баланс теңдеуі:

D₁*(h₁ – h_н2)* η_п = D_пв*(h_пв – h_п2) или α₁*(h₁ – h_н2)* η_п = α_пв*(h_пв – h_п2)

ЖҚҚ-1 жылулық балансы теңдеуінен α₁ мәнін анықтаймыз:

α₁ =

α₁ = 1,04*(1014-907)/[(3150-1031)*0,98]=0,0536

2. 
   ЖҚҚ-2 есебі
   

ЖҚҚ-2 және одан кейінгі қыздырғыштар есебі кезінде конденсат дренажымен аса жоғары қысымды қыздырғыштардан еңгізілетін жылуды есепке алу керек.

ЖҚҚ-2 жылулық баланс теңдеуі:

[α₁*(h_н1 – h_н2)+ α₂*(h₂ – h_н2)]* η_п = α_пв*(h_п2 – h_п3),

Осыдан

α₂ = {[1,04*(907-746)*1/0,98]-0,0536*(1031-920)}/(3097-920) = 0,0757

α₃*(h_н3 – h_н4) + (α₁ + α₂) *(h_н2 – h_н3) = α_пв*(h_п3 – h_пн)/η_п

α₃ =

h_пн = h_пд + δh_пн, кДж/кг,

мұндағы: δh_пн – қоректік сорғыдағы қоректік су энтальпиясының артуы:

δh_пн =

мұндағы ’ – меншікті су көлемі (’=0,001 м³/кг);

Р_д –деаэратордағы қысым (кесте 4), МПа;

η_пн – қоректік сорғы ПӘК-і (0,8÷0,85);

Р_пн – қоректік сорғымен шығарылатын таза бу қысымынан тәуелді қысым:

δh_пн = 0,001*(15,4-0,59)/0,8 = 19 кДж/кг;

h_пн = h_нд + δh_пн = 668 + 19 = 687 кДж/кг

α₃ = {[1,04*(746-687)/0,98] – (0,0536 + 0,0757)*(920-766)}/(3410-766) = 0,016

Деаэратор есебі үшін екуі теңдеу құрылады:

α _д*h₃+h_н3*∑ α_ПВДi + α_кд*h_п4 = α_пв*h_пд/η_п (2)

α_кд = α_пв - ∑ α_ПВДi – α_д (3)

α_д*h₃ + h_н3*∑ α_ПВДi + [(α_пв -∑ α_ПВДi – α_д)]*h_п4 = α_пв*h_пд* (4)

Деаэраторға бу шығыны:

α_д =

α_кд = 0,895 – α_д = 0,895 – 0,0115 = 0,883

8. 
   ТҚҚ тобы есебі
   

α₄*(h₄ – h_н4)*η_п = α_кд*(h_п4 – h_п5)

α₄ =

α₄ = [0,883*(632-504)]/[(3220-649)*0,98] = 0,0448
4.9.2 ТҚҚ-5 есебі
ТҚҚ-5 жылулық баланс теңдеуі:

α₅*(h₅ – h_н5)+α₄*( h_н4 - h_н5) = α_кд*(h_п5 – h_см)/ η_п

мұндағы h_см – жылжу нүктесінен кейінгі негізгі конденсат энтальпиясы:

α₆*(h₆ – h_н6)+(α₄+α₅)*( h_н5 - h_н6) = α_к*(h_п6 – h_п7)/ η_п (5)

Мұндағы α_к – конденсаторға бу шығынының үлесі

α_к = α_кд – α₄ – α₅ – α₆ (7)

α₇*( h₇ – h_н7)* η_п = α_к*( h_п7 – h_{пэ, пу})

α₇ =

α₇ = 0,7605*(243-127)/[(2620-260)/0,98] = 0,0381

Мұндағы h_{пэ, пу} – қыздырғыштардан және эжекторлардан кейінгі негізгі конденсат энтальпиясы, кесте 1- ден t_пэ,пу температурасына байланысты анықталады.

t_пэ,пу = t_нк – (1÷1,5) + (5÷7)⁰С

t_пэ,пу = 26,7-1,2+5,5 = 31⁰С

Аралық бу қыздырғышсыз турбинада сұрыпталған бу энергиясы өндірілмеу коэффициенті келесі теңдеумен анықталады:

Сұрыптау үлесінің турбинада сұрыпталған бу энергиясы өндірілмеу коэффициентіне көбейтінділер жиынтығын анықтаймыз:

D₀ = кг/с

η_г –генератор ПӘК-і (η_г = 0,975÷0,99).

D₂ = α₂*D₀ = 11,3 D₅ = α₅*D₀ = 4,11

D₃ = α₃*D₀ = 2,38 D₆ = α₆*D₀ = 7,52

D_д = α_д*D₀ = 1,71 D₇ = α₇*D₀ = 5,68

Мұндағы: h_кв – дағырадағы қысым Р_б қаныққан күйдегі су энтальпиясы (кесте1 бойынша анықталады)

h_кв = 1627 кДж/кг

η^бр_ПК – бу қазанының Брутто ПӘК-і (жағылатын отын түріне, қоректік су шығынына және таза бу параметрлеріне байланысты кесте 5-7 немесе 3-тен анықталады)

Таңдаоған бу қазаны үшін Е_п-500-140 ГМ (ТГМ-94) η^бр_ПК = 91,7%.

Конденсациялық сатнциядағы және конденсациялық режимде жұмыс істейтін ЖЭО-дағы меншікті бу шығыны:
d₀ = , кг/кВт-ч;
Аралық бу қыздырғышы жоқ турбинаға меншікті жылу шығыны:

q_э = d₀*(h₀ - h_пв), кДж/кВт-ч;

α_пп = α₀ - α₁ - α₂ = 1 – 0,0536 – 0,0757 = 0,8707

q_пп –аралық бу қыздыру жылуы

q_пп = (h^’’_пп – h^’_пп), кДж/кг;

q_пп = 3610 – 3097 = 513 кДж/кг.

q_э = 2,23*[(3520 – 1014) + (0,8707*513)] = 6630 кДж/кВт-ч

η_э = , кг/кВт-ч;

2. В. Я. Рыжкин Тепловые электрические станции. – М.: Энергия, 1976. – 447 с.

3. Паровые и газовые турбины./М. А. Трубилов, Г. В. Артемьев, В. В. Фролов и др.: Под ред. А. Г. Костюка. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 345 с.

4. Щепетильников М. И., Хлопушин В. И. Сборник задач по курсу ТЭС. -,: Энергоатомиздат, 1983. – 175 с.

5. Баженов М. И., Богородский А. С. Сборник задач по курсу «промышленные тепловые электростанции». – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 128 с.

Қосымша

Тапсырма нұсқасын таңдау

Кесте 1 (жалғасы)