Для поддержания водного режима котла-утилизатора согласно [12] качество питательной воды для обоих контуров КУ должно соответствовать требованиям, приведенным в приложении.
Расходы продувочной воды непрерывной продувки в установившемся режиме работы КУ не должны превышать 1,0 % от производительности контуров по ВД и по НД.
ПРИМЕЧАНИЯ.
1. При пусках после монтажа или длительного простоя допускается расход непрерывной продувки контуров ВД и НД до 3 %.
2. Периодические продувки нижних точек КУ производятся при каждом пуске и останове, а во время работы – ежесменно.
3. Непрерывная продувка КУ осуществляется:
а) контура высокого давления (контур ВД) – из барабана высокого давления (БВД);
б) контура низкого давления (контур НД) – из барабана низкого давления (БНД).
Расход питательной воды в КУ (Wпв) больше паропроизводительности КУ (DКУ ВД) из-за наличия непрерывной продувки из барабанов контуров ВД и НД КУ:
Gпв = (DКУ ВД + Wпр БВД) + (DКУ НД + Wпр БНД) = DКУ ВД + DКУ НД + Wпр. (6.8)
Здесь:
Wпр = Wпр БВД + Wпр БНД - величина непрерывной продувки КУ, кг/с;
Wпр БВД – величина непрерывной продувки из барабана ВД КУ, кг/с;
Wпр БНД – величина непрерывной продувки из барабана НД КУ, кг/с;
DКУ ВД – паропроизводительность контура ВД, кг/с;
DКУ НД – паропроизводительность контура НД, кг/с.
Wпр = (Wпр БВД + Wпр БНД) = (α пр БВД / 100) ∙ DКУ ВД + (α пр БНД / 100) ∙ DКУ НД, (6.9)
где:
α пр БВД, α пр БНД – доля непрерывной продувки из барабана высокого давления (БВД) и из барабана низкого давления (БНД) КУ составляет 0,5¸3,0 % от расхода пара [20] (Примечание: в формулу подставляется в %).
ПРИМЕЧАНИЕ. Согласно [19] в расчетах следует принимать:
α ПР БВД = 1,0 %; α ПР БНД = 1,0 %.(6.10)
Руководствуясь проектными данными [12], оценим в первом приближении, с последующим уточнением, расход питательной воды на КУ:
WПВ = 1,01∙ DКУ ВД + 1,01∙ DКУ НД, (6.11)
где: DКУ НД = (α КУ НД / 100) ∙ DКУ ВД;
α КУ НД = (DКУ НД / DКУ ВД) ∙ 100– доля паропроизводительности контура НД от паропроизводительности контура ВД, % (Значение α КУ НД оцениваем руководствуясь проектными данными при соответствующей нагрузке котла-утилизатора П-88, см. приложение).
1. Расход продувочной воды из БВД определится следующим образом, (см. рис. 19):
WПР БВД = (α пр БВД / 100) ∙ DКУ ВД. (6.12)
2. Теплосодержание продувочной воды БВД КУ, находящейся в состоянии насыщения, определяем по давлению в БВД:
h’БВД = hs(pБВД). (6.13)
3. Теплосодержания насыщенного пара (h’’РВД) и воды в состоянии насыщения (h’РВД) в РНП ВД определяем по давлению в РНП ВД (рис. 19, 20):
hРВД = h’БВД; h’РВД, h’’РВД = hs(pРВД). (6.14)
4. Находим степень сухости пара до сепарации в РНП ВД:
x РВД = (hРВД - h’РВД)/(h’’РВД - h’РВД). (6.15)
5. Зная величину непрерывной продувки БВД, находим значения W’РВД и D’’РВД:
W’РВД = (1 – x РВД) ∙ WПР БВД; (6.16)
D’’РВД = x РВД ∙ WПР БВД. (6.17)
6. Материальный баланс пара и воды в РНП ВД до сепарации:
WПР БВД = W’РВД + D’’РВД. (6.18)
7. Считаем, что пар, покидающий РНП ВД после сепарации и направляющийся в БНД, имеет степень сухости
x НД = 0,95. (6.19)
Примечание. Для расширителей непрерывной продувки: x = 0,95 … 0,97.
8. Определяем теплосодержание влажного пара, направляемого из РНП ВД в БНД:
hНД = x НД ∙ h’’РВД + (1 – x НД)∙ h’РВД. (6.20)
9. Расход влажного пара, направляемого в БНД:
D НД = D’’РВД + (1 – x НД) ∙ W’РВД. (6.21)
10. Расход отсепарированной воды из РНП ВД, поступающей в РНП НД (с теплосодержанием h’РВД):
WРВД = W’РВД – (1 – x НД) ∙ W’РВД = x НД ∙ W’РВД. (6.22)
Рис. 19. К балансовому расчету расширителей высокого (РНП ВД) и низкого давлений (РНП НД) котлов-утилизаторов ПГУ-325
Рис. 20. К определению теплосодержания среды в РНП ВД (процесс дросселирования котловой воды, поступающей из БВД в РНП ВД
6.4. Расчёт пароводяного тракта контура низкого давления (НД) двухконтурного котла-утилизатора (КУ)
1. Из тепловых балансов пароперегревателя низкого давления (ППНД) и испарителя низкого давления (ИНД)
а) ПП НД: GГ КУ ∙(I за ЭВД – I за ПП НД) = DПП НД ∙ (hПП НД – h ’ ’ БНД);
б) ИНД: GГ КУ ∙ (I за ПП НД – I за ИНД) = DПП НД ∙ (h ’ ’ БНД – h’ БНД ),
находим расход пара из контура НД КУ, решая совместно уравнения для ПП НД и ИНД:
DПП НД = GГ КУ ∙(I за ЭВД – I за ИНД)) / (hПП НД – h’ БНД). (6.25)
Здесь:
θИНД = t’БНД + δtГПК – температура газов за поверхностью ИНД, OC;
I за ИНД = cpг 4 ∙ θИНД – энтальпия газов за поверхностью ИНД (см. табл. П.7), кДж/кг;
tПП НД = θЭВД – δtЭВД – температура перегретого пара на выходе из контура НД (ППНД), OC;
hПП НД = hs(pБНД, tПП НД) – теплосодержание перегретого пара на выходе из ППНД, кДж/кг;
h ’ ’БНД – теплосодержание сухого насыщенного пара в БНД, кДж/кг;
h’БНД – теплосодержание воды (состояние насыщения) в БНД, кДж/кг.
2. Из теплового баланса газового подогревателя конденсата (ГПК) – иначе: экономайзера низкого давления (ЭНД):
GГ КУ ∙ (I за ИНД – I за ГПК) =
= (WПВ + WРЕЦ) ∙ h’ БНД – (WПВ + WРЕЦ) ∙ h до ГПК =
= WПВ ∙ (h’ БНД – h до ГПК) – WРЕЦ ∙ (h’ БНД – h до ГПК), (6.23)
и теплового баланса узла смешения рециркуляции:
WПВ ∙ h за КПУ + WРЕЦ ∙ h’ БНД = (WПВ + WРЕЦ) ∙ h до ГПК (6.24)
уточняем (см. (6.11)) расход питательной воды на КУ, кг/с:
GГ КУ ∙ (I за ИНД – I за ГПК) =
= WПВ ∙ h’ БНД + WРЕЦ ∙ h’ БНД – WПВ ∙ h за КПУ – WРЕЦ ∙ h’ БНД →
→ WПВ = GГ КУ ∙ (I за ИНД – I за ГПК) / (h’БНД – h за КПУ). (6.25)
Здесь:
WПВ – расход питательной воды в КУ (до узла смешения ГПК), кг/с;
I за ГПК = cp УХ. Г ∙ θ УХ – энтальпия газов на выходе из котла (за поверхностью ГПК), кДж/кг;
cp УХ. Г – удельная изобарная теплоемкость уходящих газов за ГПК, определяемая по составу газов и температуре уходящих газов θ УХ, кДж/(кг ∙ К);
h за КПУ = h,s[(p КЭН – ∆ pКПУ), t за КПУ)] – теплосодержание основного конденсата за КПУ определяется по таблицам [21], кДж/кг;
p ПВ до ГПК = p КЭН – ∆ pКПУ ≈ p КЭН – давление питательной воды на выходе из узла смешения ГПК, бар;
p КЭН – давление основного конденсата на стороне напора КЭН, бар;
∆ pКПУ – потеря давления основного конденсата в КПУ (Согласно [19, 20] можно принять ∆ pКПУ = 0,01 бар);
t за КПУ = tОК + ∆ t КПУ – температура основного конденсата за конденсатором пара уплотнений (КПУ), оС;
tОК – температура основного конденсата за конденсатором паровой турбины, оС;
∆ t КПУ – величина подогрева основного конденсата в КПУ, оС.
3. Теплосодержание питательной воды на выходе из узла смешения ГПК, кДж/кг:
h до ГПК = hs(t до ГПК, p ПВ до ГПК). (6.26)
4. Находим расход питательной воды рециркуляции, подаваемой рециркуляционным электронасосом (РЭН) в узел смешения перед ГПК с целью достижения необходимой температуры основного конденсата на входе в ГПК (t до ГПК ≥ 60 оС), кг/с:
WРЕЦ = WПВ ∙ (h до ГПК – h за КПУ) / (h’ БНД – h до ГПК). (6.27)
ПРИМЕЧАНИЯ.
1. Температура основного конденсата за конденсатором паровой турбины зависит расхода пара в конденсатор (от нагрузки турбины) и температуры охлаждающей воды. Значение tОК определяется из теплового расчета конденсатора или по нормативным характеристикам конденсатора. Расчет tОК приведен ниже в расчетах процесса в паровой турбине (см. часть 7).
2. Величина подогрева основного конденсата в КПУ может быть получена из материального и теплового баланса КПУ.
3. Согласно [20] подогрев питательной воды в сальниковом подогревателе) тепловой схемы паротурбинной установки обычно принимается постоянным:
∆tсальн = 4 оС.
4. Сальниковый подогреватель в тепловой схеме ТЭС – поверхностный теплообменный аппарат для утилизации тепла пара из уплотнений штоков стопорных и регулирующих клапанов паровой турбины.
5. Подогрев питательной воды в охладителе пара эжектора уплотнений тепловой схемы паротурбинной установки согласно [20] обычно принимается постоянным:
∆tэж = 7 ¸ 9 оС.
6. Значение ∆ t КПУ мало меняется при изменении нагрузки паровой турбины и его можно принять постоянным:
∆ t КПУ» 5 оС.
7. Точное значение ∆ t КПУ можно получить из рассмотрения материального и теплового балансов КПУ (см. рис. 21).
КПУ предназначен для конденсации пара из паровоздушной смеси (ПВС), отсасываемой из концевых уплотнений паровой турбины (см. рис. 1).
