Выбор оборудования и расчет тепловой схемы промышленной ТЭЦ мощностью 2400 МВт

Выбор основного оборудования определяется тепловой схемой станции  – блочный вариант или с  поперечными связями.

Для блочных КЭС выбор  основного оборудования сводится к  выбору стандартных энергоблоков.

Единичная мощность вводимых энергоблоков не должна превышать аварийную  мощность системы.

=10%

ТЭС строятся очередями, причём мощность блока на каждой очереди  одинакова.

6.1 Выбор котельных агрегатов ТЭС

На КЭС используются только паровые энергетические котлы. На каждый энергоблок устанавливается один котел.

Вычислим паропроизводительность котла:

         (6.1)

Давление на выходе из пароперегревателя:

         (6.2)

По найденным величинам  выбираем следующий прямоточный котел: П-67.

Котельный агрегат П-67 предназначен для работы на березовских бурых углях Канско-Ачинского месторождения в блоке с турбиной мощностью 800 МВт [4]. Котел сверхкритического давления, с промперегревом, прямоточный, однокорпусный, Т-образной компоновки, с уравновешенной тягой, с твердым шлакоудалением, гаплотный.

Регулирование температуры  перегрева первичного пара производиться  впрыском, регулирование температуры  перегрева вторичного пара байпасированием паро-парового теплообменника.

Паропроизводительность: номинальная  – 2650 т/ч. Параметры острого пара за котлом – 25 МПа.

6.2 Выбор сетевых и регенеративных подогревателей

Таблица 6.1 – Выбор сетевых  и регенеративных подогревателей

Подогре- ватель	Расчетные характеристики			Выбранные
	Gв т/ч	Dп т/ч	t п0С	Тип	F, м2	tmax0С	Gв т/ч
ВСП	159,7	18,27	204	ПСВ-45-7-15	45	400	180
НСП	159,7	17,208	114	ПСВ-45-7-15	45	400	180
ПВД №1	2819,3	183,72	346	ПВ-2900	3100	470	2900
ПВД №2	2819,3	241,164	284	ПВ-2900	3100	470	2900
ПВД №3	2819,3	124,578	469	ПВ-2900	3100	470	2900
ПНД №5	2189,2	125,345	300	ПН-1800-42-8-I	1800	400	2519
ПНД №6	2189,2	188,22	204	ПН-1800-42-8-I	1800	400	2519
ПНД №7	2189,2	108,4	114	ПН-1800-42-8-I	1800	400	2519
ПНД №8	2189,2	86,83	110	ПН-1800-42-8-I	1800	400	2519

 

6.3 Выбор деаэраторов

Деаэратор выбираем по :

,           (6.3)

Выбираем 2 деаэратора повышенного давления ДСП-2900:

Номин. производительность                                                 2850 т/ч

Рабочее давление                                                                    0,7 МПа

Рабочая температура                                                                 400 ⁰С

6.4 Выбор насосов

6.4.1 Питательные насосы

 

Питательные насосы являются важнейшими из вспомогательных машин  паротурбинной электростанции; их рассчитывают на подачу питательной воды при максимальной мощности ТЭС с запасом не менее 5%.

Для энергоблока мощностью 800 МВт устанавливают с целью  разгрузки выхлопных частей турбин питательные насосы с конденсационной  приводной турбиной, по два рабочих  турбонасоса, каждый на 50% полной подачи с резервированием подвода пара к приводной турбине. Бустерные насосы в энергоблоке имеет общий с главным питательным насосом привод от турбины через редуктор.

Выбираем питательный  насос по :

,

,       (6.4)

.             (6.5)

Принимаем:

.

,

,   (6.6)

Выбираем Турбонасосы  ПТН 1450-340-15 (2 шт + 1резервный):

Подача                                                                    1450 м³/ч

Напор                                                                           1970 м

Допустимый кавитационный запас                                 15 м

Мощность                                   16 МВт

6.4.2 Конденсатные насосы

 

Конденсатные насосы выбирают в минимальном по возможности  числе – один на 100% или два  рабочих по 50% общей подачи и соответственно резервный (на 100% или 50% полной подачи). Общую подачу определяют по наибольшему  пропуску пара в конденсатор с  учетом регенеративных отборов.

При прямоточных паровых  котлах применяется химическое обессоливание  конденсата турбины, поэтому устанавливают  конденсатные насосы двух ступеней: после  конденсатора турбины с небольшим  напором и после обессоливающей установки с напором, необходимым  для подачи конденсата через поверхностные  регенеративные подогреватели низкого  давления в деаэратор питательной  воды.

Выбираем по

,   (6.7)

,

,

,       (6.8)

.

Выбираем КсВ-1600-90 ( 2 шт + 1 резервный):

Подача                                                            1600 м³/ч

Напор                                                                      90 м

Допустимый кавитационный запас                       1,6 м

Частота вращения                                      1000 об/мин

Потребляемая мощность                                   500 кВт

КПД насоса                                                             75 %

 

6.4.3 Сетевые насосы

 

По G_с.в= 159 т/ч

Выбираем СЭ-500-70 (2 шт. один в резерв):

Подача                                                                500 м³/ч

Напор                                                                        70 м

Допустимый кавитационный запас                          10 м

Частота вращения                                       3000 об/мин

Потребляемая мощность                                     120 кВт

КПД насоса                                                               82 %

 

6.4.5 Циркуляционные насосы

 

Насосы охлаждающей воды конденсаторов турбин (циркуляционные насосы) выбирают обычно по одному или  по два на турбину. В машинном зале насосы устанавливают индивидуально, обычно по два насоса на турбину, для  возможности отключения одного из них  при уменьшении расхода воды (в  зимнее время). К циркуляционным насосам  резерв не устанавливают. Их производительность выбирают по летнему режиму, когда  температура охлаждающей воды высокая  и требуется наибольшее ее количество. В зимнее время, при низкой температуре  воды, расход ее существенно снижается (примерно вдвое), и часть насосов  фактически является резервом.

G_о.в=22074 м³/ч

Выбираем Оп2-110 (2 шт):

Подача                                                    11800-21960 м³/ч

Напор                                                                 16,2-9,4  м

Допустимый кавитационный запас                     10-11,7 м

Частота вращения                                            485 об/мин

Потребляемая мощность                                 505-897 кВт

КПД насоса                                                                 80  %

 

6.5 Выбор конденсатора

Исходные данные:

=113,13, , =2405,

Принимаем t_в1=15°С, t_в2=25°С

Тепловой баланс конденсатора:

                  (6.9)

Расход пара через конденсатор:

 

 кг/с

Расход охлаждающей воды:

      (6.10)

, кг/с

Кратность циркуляции охлаждающей  воды:

,     (6.11)

.

Средняя разность температур между водой и паром:

,     (6.12)

.

Коэффициент теплопередачи:

,     (6.13)

где β_з=0,85 – поправка на загрязнение трубок, β_t=1 – поправка учитывает влияние t_в1, β_d=0,91 – поправка на диаметр трубок, =3190, при скорости воды 2 м/с, d_н=19 мм, , .

Поверхность охлаждения конденсатора:

          (6.14)

Выбираю три параллельно  включенных по пару и воде конденсаторов  типа 800-КСЦ-2 расположенных перпендикулярно  к оси турбины под каждым ЦНД.

7 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ВОПРОС. ТОПЛИВОСНАБЖЕНИЕ  ТЭС. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Топливное хозяйство электростанций включает устройства и механизмы- для приема, разгрузки, хранения, подготовки (дробление, подогрев) и подачи топлива к парогенераторам.

Различают три вида топливного хозяйства электростанций:

• на твердом топливе;
• на жидком топливе;
• на газообразном топливе.

Каждая тепловая электростанция заключает договоры с соответствующими топливоснабжающими организациями на поставку топлива. В договорах указываются:

• для твердого топлива – марка топлива, группа по зольности и предельное значение зольности, класс по крупности и максимальные размеры кусков, отсутствие в топливе посторонних включений и максимальное значение влажности;
• для жидкого топлива котлов – марка топлива и предельное содержание серы, а для жидкого топлива ГТУ, кроме того, влажность, зольность, содержание механических примесей и ряда химических элементов;
• для газообразного топлива – низшая теплота сгорания газа, а для топлива ГТУ – пределы изменения теплоты сгорания и плотность газа, содержание серы, механических примесей и конденсатов.

Качество всех видов поставляемого  электростанции топлива должно соотвествовать ГОСТ и техническим условиям на поставку.

Для приема, разгрузки, хранения, подготовки и подачи топлива в  котельную на электростанции создается  топливно-транспортное хозяйство, представляющее собой комплекс технологически связанных  устройств, механизмов, машин и сооружений для выполнения вышеуказанных операций.

 

Твердое и жидкое топливо  на ТЭС доставляется преимущественно  ж/д транспортом. При небольшом удалении ТЭС от места добычи твердого топлива в качестве альтернативы может рассматриваться конвейерный транспорт.

На ж/д станциях ТЭС предусматривают пути приема, отправления, обгонные, а в ряде случаев пути сортировочного парка, весовые с установкой на них ж/д весов, тупики для «больных» вагонов и обслуживания локомотивов. К ж/д станциям присоединяются ж/д пути размораживающих и разгрузочных устройств. Число путей на ж/д станции ТЭС определяется количеством поступающих маршрутов в сутки с учетом коэффициента неравномерности поездов 1,2.

В технологический процесс  работы подъездных путей ТЭС и  станции примыкания при приеме твердого топлива входят следующие операции:

- подача маршрута с  углем, со станции примыкания  на ТЭС;

- взвешивание угля;

- разбивка ж/д маршрута (состава) на ставки и маневренные работы на ТЭС;

- разгрузка вагонов с  углем;

- сбор и ремонт порожняка и его возврат на станцию примыкания.

При разгрузке вагонов  для надвига их в вагоноопрокидыватели применяются электротолкатели. Порожняк должен откатываться специальными маневренными устройствами. Электротолкатели и маневренные устройства поставляются с вагоноопрокидывателями заводом-изготовителем.

На электростанциях периодически проводятся анализы качества поступающего топлива; кроме того, контрольные анализы делаются во всех случаях, когда возникают сомнения в соответствии качества топлива ГОСТ и условиям поставки. Пробы угля и сланца отбираются из вагонов, а музута – из цистерн. Отбирают три образца пробы: 1-й для лаборатории ТЭС, 2-й для лаборатории поставщика, а 3-й в качестве арбитражного хранится на ТЭС.

Все поступающее на ТЭС  топливо подлежит строгому учету. Для  взвешивания топлива на электростанциях  применяются вагонные весы.

Количество жидкого топлива  в цистернах может быть определено измерением его объема и плотности. Количество поступающего газообразного  топлива контролируется расходомерами.