Расчет парогазотурбинной установки

Курсовая работа Расчёт парогазотурбинной установки Выполнил: Чепурин В. И.

Принципиальная схема установки

1. Камера с кипящим слоем под давлением

2. Пароперегреватель

3. Парообразователь с экономайзером

4. Паровая турбина

5. Конденсатор

6. Бак для конденсата

7. Циклоны

8. Газовая турбина ГТУ

9. Осевой компрессор ГТУ

10. Воздухоочиститель

11. Уголь

12. Доломит

13. Воздух

14. Электрогенератор

15−16. Насосы

17. Сепаратор

18. Дополнительная камера сгорания Установка работает следующим образом:

Воздух компрессором ГТУ под давлением 1,2−1,6 МПа подается сначала в корпус топки котла, а затем в камеру с кипящим слоем. Уголь и доломит смешиваются и пневматической системой подается в кипящий слой в который погружены трубы пароперегревателя котла. Горячие газы, образовавшиеся в камере с кипящим слоем, отчищаются в циклонах и подаются в газовую турбину установленную на одном валу с компрессором. Часть механической энергии. вырабатываемой газовой турбиной расходуется на сжатие воздуха в компрессоре, а часть идет на привод электрогенератора для получения электроэнергии. В регенераторе установлен экономайзер, куда из бака конденсатной воды насосом подается конденсат под давлением. Здесь конденсат, за счет утилизации тепла выхлопных газов, нагревается и поступает в пароперегреватель установленный в кипящем слое камеры. Отработавший пар, в турбине поступает в конденсатор, где он конденсируется обдавая тепло воде используемой для бытовых и технических нужд. Полученный конденсат насосом 16 подается в бак конденсата. Зола из кипящего слоя и из циклонов пневмотранспортом подается в бункер. Доломит подмешивается в молярном отношении Ca/S=1,9−2. Средняя скорость воздуха для ожижения слоя составляет 0,9−1 м/с, а избыток воздуха б=1,1−1,3. Эффективность горения 97−99%. Температура в кипящем слое должна быть не выше 900 °C, поэтому температура газов, поступающих в газовую турбину 8, не более 850 °C. В результате этого можно повысить мощность турбины. Кипящий слой под давлением разжигается с помощью мазутных форсунок, затем переводится на уголь. Кипящий слой высотой 3,5−4 м. ведет себя стабильно. При полной нагрузке все трубы котла погружены в кипящий слой. Если высота слоя уменьшается, например, после удаления золы, некоторые трубы оказываются над слоем и нагрузка котла уменьшается, т.к. уменьшается количество тепла передаваемого трубам, а также уменьшается температура газа. Это приводит к снижению мощности паровой и газовой турбин. Таким образом, регулирование можно осуществлять изменением массы кипящего слоя.

1. Термодинамический расчет ГТУ

1.1 Удельная работа, затрачиваемая на адиабатическое сжатие 1 кг воздуха в компрессоре

1.2 Температура воздуха за компрессором

1.3 Давление воздуха за компрессором, или на входе камеры с кипящим слоем

1.4 Температура газов после турбины газогенератора

1.5 Давление газа перед турбиной газогенератора с учетом потерь в камере с кипящим слоем и в дополнительной камере сгорания КС будет равно

1.6 Степень расширения газов в турбине газогенератора

1.7 Давление газов за турбиной газогенератора

1.8 Давление газов за свободной силовой турбиной принимаем равным

1.9 Степень расширения газов в силовой турбине

1.10

Удельная работа силовой турбины

1.11 Температура газов за свободной силовой турбиной

1.12 Мощность свободной силовой турбины

2.Расчет паротурбинной части установки В котле утилизаторе устанавливаем только экономайзер. Конденсат из бака насосом высокого давления подается в экономайзер котла утилизатора под давлением. В испарители вода нагревается до температуры 300 °C при которой она преобразовывается в сухой насыщенный пар с теплосодержанием.

2.1 Теплота парообразования составляет величину Сухой насыщенный пар поступает в пароперегреватель, где пар перегревается до температуры 550 °C и его теплосодержание становится равным 3512 кДж/кг. расчет парогазотурбинный установка

2.2 Теплосодержание становится равным Выбираем Т=0,65. В этом случае вода в экономайзере нагреется до температуры более 250 °C.

2.3 Из уравнения теплового баланса экономайзера следует, что теплосодержание воды на выходе из экономайзера будет Из таблиц следует, что вода в экономайзере нагреется до температуры 222 °C.

2.4 Количество пара, которое можно получить

2.5 Расход топлива составляет величину

2.6 Потери тепла с уходящими газами

2.7 Мощность установки, с учетом внутренних потерь, составляет величину

2.8 Термический КПД цикла Ренкина, если пренебречь работой насоса, и с учетом нагрева воды в экономайзере за счет тепла выхлопных газов до температуры 204,5 °С

2.8 Мощность паровой турбины можно определить из выражения