Конденсатные насосы всегда выбираются с резервом. По возможности число насосов должно быть минимальным: 2 по 100% или 3 по 50% производительности.
Подача насоса:
, (64)
где = 45,83 (кг/с) = 165 (т/ч) - максимальный расход пара в конденсатор;
(м3/кг) – удельный объем конденсата при давлении в конденсаторе (МПа).
(м3/ч).
Напор конденсатного насоса:
, (65)
где (МПа) – давление в деаэраторе;
(МПа) – сопротивление группы ПНД;
(МПа) – сопротивление охладителя эжекторов;
(МПа) – сопротивление регулятора уровня конденсата;
(МПа) – суммарное гидравлическое сопротивление трубопровода;
(м) – высота установки бака деаэратора. /12/
(МПа)=130,8(м.вод.ст).
Выбираем 1 рабочий насос марки КсВ 320-160 и один резервный марки КсВ 320 – 160 на одну турбину.
Характеристики насоса:
- производительность QКН = 320 м3/ч;
- напор НКН = 160 м. в. ст;
- частота вращения n = 1480 об/мин;
- мощность N = 250 кВт;
- КПД (не менее) = 76,5 %.
Выбор дренажных насосов ПНД
Дренажные насосы на ТЭЦ устанавливаются без резерва, один насос на 100 % производительности.
Производительность дренажного насоса ПНД7:
(66)
где GПНД5 – расход конденсата из ПНД7;
GПНД5 = D4 + D5 + D6 + D7 + DУПЛ2, (67)
D4 – расход пара на ПНД4 при номинальном режиме, кг/с;
D5 – расход пара на ПНД3 при номинальном режиме, кг/с;
D6 – расход пара на ПНД2 при номинальном режиме, кг/с;
D7 – расход пара на ПНД1 при номинальном режиме, кг/с;
DУПЛ2 – расход пара с уплотнений, кг/с;
GПНД5 = (12,1 + 8,86 + 7,1 + 6,98 + 5,32)/3,6 = 11,21 кг/с;
v = 0,00104 м3/кг - удельный объём при Р7 = 0,094 МПа,
DН = 11,21*0,00104*3600 = 41,97 м3/ч.
Выбираем 1 насос марки ЦНСГ – 60 – 165. Характеристики насоса:/6/
- подача QДН = 60 м3/ч;
- напор НДН = 165 м. в. ст.
- частота вращения n = 2900 об/мин.
- КПД (не менее) η = 67%.
Выбор редукционно-охладительной установки
Редукционно-охладительные установки (РОУ) предназначены для снижения параметров пара (давления и температуры). На ТЭЦ РОУ используются для резервирования производственных отборов пара, устанавливаются по одной для данных параметров пара производительностью равной отбору одной турбины. РОУ для резервирования отопительных отборов не предусматриваются.
Выбираем марку РОУ: РОУ – VIII –43ЭМ.
Техническая характеристика:/8/
- давление перед дроссельным клапаном 13,7 МПа,
- температура перед ним 550ОС,
Охлаждающая вода:
- давление 5,5 МПа,
- температура 160ОС,
Редуцированный пар:
- давление 1,4 2 МПа,
- температура 250ОС,
производительность 300 т/ч
Газовое хозяйство ТЭЦ
Для электростанций, использующих газ в качестве основного и буферного топлива, предусматривается газорегулирующий пункт (ГРП) для понижения давления газа с 6-12 до 1-3 атм, необходимого по условиям работы горелок. Производительность ГРП рассчитывается на максимальный расход газа всеми котлами ТЭЦ. Располагается ГРП в отдельном здании на территории ТЭЦ. Постоянство давления газа перед ГРП поддерживается газораспределительной станцией (ГРС) вне территории ТЭЦ.
Подвод газа от ГРС к ГРП производится по одному газопроводу.
На газомазутных ТЭЦ мощностью до 1200 МВт сооружается один ГРП с одной резервной ниткой.
Прокладка всех газопроводов в пределах ГРП и до котлов выполняется надземной. Подвод газа от ГРП к магистрали котельного отделения и от магистрали к котлам не резервируется и может производиться по одной нитке.
Выбор воздуходувных машин
Поскольку выбранный котел работает под наддувом, в качестве воздуходувных машин будут использоваться дутьевые вентиляторы.
Паропроизводительность котлов меньше 500 т/ч, по соображениям надежности на каждый котел устанавливаем по два дутьевых вентилятора.
Объемный расход воздуха перед дутьевыми вентиляторами определяется по выражению:
, (68)
где aВ - коэффициент избытка воздуха, для газомазутных котлов он принимается равным 1,15 /10/;
ВР - расчетный расход топлива на котел, кг/с;
VOB - объём воздуха, теоретически необходимый для горения, м3/кг;
ТХВ – температура воздуха, подаваемого в котел, К, принимаем
ТХВ=303 К.
Расчетный расход топлива определяем по формуле:
, (69)
где Qcн=34320 кДж/м3 - низшая теплота сгорания сухой массы топлива;
= 0,556 кг/м3 – плотность топлива при 00С и 760 мм. рт. ст.
7,9 кг/с.
Объём воздуха теоретически необходимый для горения:
, (70)
м3/м3;
С учетом плотности имеем:
м3/кг
Тогда объемный расход воздуха:
м3/с (549360 м3/ч)
Производительность воздуходувной машины с учетом коэффициента запаса b = 1,1:
, (71)
QВ = 1,1*152,6 = 167,86 м3/с (604296 м3/ч).
Поскольку дымососы отсутствуют, следовательно давление дутьевого вентилятора должно составлять 10 – 15 кПа./11/
В соответствии с расчетами выбираем 2 дутьевых вентилятора
ВДН-26-II Характеристики вентиляторов:/9/
- производительность QДВ = 350000 м3/ч;*2=700000 м3/ч
- давление рДВ = 10,57 кПа;
- частота вращения n = 750 об/мин;
- мощность N = 630 кВт.
Расчет дымовой трубы
Расчет дымовой трубы заключается в правильном выборе ее конструкции и подсчете высоты, обеспечивающей допустимую концентрацию вредных веществ в атмосфере.
Рассчитаем минимальную высоту дымовой трубы.
Диаметр устья дымовой трубы D0, м, определяется по формуле:
, /12/ (72)
где N – предполагаемое число дымовых труб (принимаем N = 1);
w0 – скорость дымовых газов в устье дымовой трубы, м/с
(принимаем w0 = 22 м/с /8/);
V – объемный расход дымовых газов, м3/с,
V = VГ*B, (73)
где В – суммарный расход топлива на станцию, кг/с;
VГ – удельный объем дымовых газов, м3/кг,
, (74)
где - удельный объем дымовых газов, соответствующий теоретически необходимому объему воздуха, м3/кг,
, (75)
Объемы продуктов сгорания подсчитываются по формулам:
, (76)
м3/м3;
, (77)
м3/м3;
, (78)
где dГ – влагосодержание топлива (при температуре топлива 20 0С
dГ = 19,4);
м3/м3;
Тогда действительный объем газов:
м3/м3;/10/
С учетом плотности топлива имеем:
м3/кг.
Суммарный расход топлива всеми котлами:
В = ВР*n, (79)
где ВР – расчетный расход топлива на один котел, кг/с;
n – число котлов.
В = 7,9*4 = 31,6 кг/с.
Тогда объемный расход дымовых газов:
V = 19*31,6 = 600,4 м3/с.
Диаметр устья дымовой трубы:
м.
Высота дымовой трубы Н, м, определяется по формуле:
, (80)
где F – поправочный коэффициент, учитывающий содержание примесей в дымовых газах (для газообразных примесей F = 1);
A – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (для данного региона А= 200);
m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из трубы;
ПДК – предельно допустимая концентрация какого-либо элемента в атмосфере, мг/м3;/4/
CФ – фоновая концентрация вредных веществ, обусловленная внешними источниками загазованности, мг/м3;/14/
М – массовый выброс вредных веществ в атмосферу, г/с;
- разность температур уходящих газов и атмосферного воздуха, 0С.
Разность температур определяется формулой:
, (81)
Т – температура воздуха самого жаркого месяца в 13 часов дня
(Т=30 0С);/13/
=150-30 = 120 0С.
Фоновая концентрация СФ зависит от промышленной развитости района сооружения станции. Поскольку город Тобольск является крупным промышленным центром, то фоновая концентрация велика: СФ = 0,01 мг/м3./14/
Поскольку в топливе отсутствует сероводород, будем вести расчет только по выбросам диоксида азота NO2. ПДК по содержанию в воздухе этого элемента составляет 0,2 мг/м3.
Массовый выброс диоксида азота определяется пол формуле:
, (82)
где q4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива (при сжигании газообразного топлива q4 = 0 %);
- поправочный коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов азота качества сжигаемого топлива (для газообразного топлива, при отсутствии содержания в нем N, =0,9);
- коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (для вихревых горелок =1);
- коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления ( = 1);
- коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку ( =0);
r – степень рециркуляции дымовых газов (r = 0 %);
- коэффициент, характеризующий снижение выброса оксидов азота при подаче части воздуха помимо основных горелок ( =1).
К – коэффициент, характеризующий выход оксидов азота, кг/т;
, /12/ (83)
где D – паропроизводительность котла, т/ч;
кг/т.
Итак массовый выброс оксида азота:
МNO2 = 0,034*7,67*0,9*31,96*34,32 = 254,54 г/с.
Для того, чтобы определить коэффициенты m и n, необходимо знать высоту трубы. Поэтому расчет ведется методом последовательных приближений.
Задаемся высотой трубы H = 120 м.
Коэффициент m определяем по формуле:
, (84)
где f – безразмерный параметр, определяемый по формуле:
, (85)
;
.
Коэффициент n зависит от параметра VМ, который определяется по формуле:
VM = , (86)
VM = = 15,9;
Поскольку VM>2, то n = 1.
Итак определяем высоту дымовой трубы по формуле 80:
м.
Принимаем ближайшее к полученному значение высоты дымовой трубы из стандартного ряда Н = 90 метров, что совпадает с ранее принятым значением. Выбираем железобетонную конструкцию дымовой трубы с естественно-вентилируемым зазором.
Определим максимально возможную приземную концентрацию диоксида азота по формуле:
, (87)
где КР – безразмерный коэффициент, учитывающий рельеф местности (для ровной местности КР = 1);
мг/м3.
Проверим соблюдения условий экологической безопасности по концентрации вредных веществ в атмосфере. Проверить можно с помощью двух формул:
1) СМ + СФ <= ПДК, (88)
0,137+0,01 = 0,147;
0,147<0,2, условие соблюдается;
2) , (89)
;
0,74<1, условие соблюдается.
Таким образом, сооружение дымовой трубы высотой 90 метров позволит обеспечить содержание диоксида азота в рамках ПДК.
Расстояние от дымовой трубы, на котором достигается это значение максимальной приземной концентрации определим по формуле:
, (90)
где d – безразмерный коэффициент, определяемый по формуле:
, (91)
.
Тогда
м.