Дипломная работа: Тепловая часть ГРЭС 1000 МВт

Изменение нагрузки блока происходит за счёт изменения задания общим задатчикам нагрузки.

В состав системы автоматического регулирования входят следующие регуляторы:

1. Регулятор мощности, РМ;

2. Регулятор питания котла, РПК-А(Б);

3. Регулятор дифференциальный, ДР-А(Б);

4. Регулятор топлива, РТ-А(Б);

5. Регулятор общего воздуха, РОВ-А(Б);

6. Регулятор разряжения, РР-А(Б);

7. Регуляторы температуры пара, КПП-I (впрыск3);

8. Регулятор парового байпаса (левый-правый), РПБ-А(Б);

9. Регулятор давления в испарительной части котла, Д-3А(Б);

10. Регулятор давления пара перед турбиной «до себя»;

11. Регулятор давления в деаэраторе, РДД;

12. Регулятор давления пара на уплотнение, РДПУ;

13. Регулятор давления пара РОУ, РД-РОУ-А(Б);

14. Регулятор температуры пара РОУ, РТ-РОУ-А(Б);

15. Регуляторы уровня в конденсаторе, деаэраторе, ПНД и ПВД, РУК, РУД, РУ-ПНД-2(3,4), РУ-ПВД-5(6,7).

Регуляторы питания котла (РПК-А.Б) предназначен для регулирования подачи питательной воды в котёл в соответствии с заданием, получаемым от РМ путём воздействия на регулирующий клапан питания котла.

Регулятор мощности (РМ) состоит из двух контуров регулирования: контура нагружения (РН) и контура мощности (РМ). Контур нагружения предназначен для формирования задания по нагрузке блока в автоматическом режиме в диапазоне нагрузок 150-210МВт в двухкорпусном режиме и 75-105МВт в однокорпусном режиме.

Контур мощности предназначен для поддержания электрической мощности блока в соответствии с заданием. Задание контура мощности формирует контур нагружения. На вход регулятора заведён скоростной импульс по давлению пара перед турбиной для стабильной работы регулятора мощности. В однокорпусном режиме работа контура мощности блокируется.

Регулятор дифференциальный (ДР-Н,Б) предназначен для повышения качества работы регулятора питания котла, поддерживая постоянный перепад на регулирующем клапане независимо от нагрузки и установлен на линии подачи воды в котёл. Регулятор работает от датчиков по давлению питательной воды до, и за регулятором питания котла, разность которых формирует сигнал по перепаду на РПК. В схеме регулятора имеется задатчик с диапазоном действия 10 кгс/см2, позволяющий изменять задание дифференциального регулятора.

Регулятор топлива (РТ-А,Б) предназначен для регулирования подачи топлива в топку котла в зависимости от расхода питательной воды. Он состоит из двух контуров регулирования: контура соотношения вода-топливо (газ или мазут) и корректирующего контура по температуре в районе точки перегрева. В зависимости от вида топлива переключатель газ/мазут устанавливается в соответствующее виду топлива положение и в регуляторе типа «ПРОТАР» происходит переключение датчика расхода соответствующего вида топлива. При работе котла на газе вводится поправка по фактическому давлению газа перед измерительной диафрагмой. Расход питательной воды формируется регулятором питания котла. Корректирующий контур получает сигнал по температуре пара с неравномерностью по расходу питательной воды.

Регулятор общего воздуха предназначен для подачи воздуха в котёл в соответствии с нагрузкой котла, путём изменения производительности дутьевых регуляторов и с коррекцией по содержанию кислорода в уходящих газах.

Регулятор разрежения предназначен для поддержания заданного разрежения в верхней части котла равного 2 – 3 миллиметра водяного столба во всём диапазоне нагрузок котла, путём изменения производительности дымососов.

Регуляторы температуры пара обеспечивают поддержание заданной температуры пара путём изменения расхода питательной воды на впрыск в регулятор впрыска.

Регулятор парового байпаса предназначен для поддержания заданной температуры пара промперегрева путём изменения расхода пара через байпасы.

Регулятор давления в испарительной части котла предназначен для давления в испарительной части котла на заданном уровне.

Регулятор давления в деаэраторе предназначен для поддержания заданного давления в деаэраторе и воздействует на клапан. Регулятор одноимпульсный, работает от датчика изменяющего давление пара в деаэраторе, ручного управления.

Регулятор уровня в конденсаторе предназначен для поддержания уровня в заданном диапазоне.

2. Расчетная часть

2.1 Расчет расхода топлива

На проектируемой электростанции основное топливо – газ , резервное - мазут.

На проектируемой станции планируем в качестве основного топлива использовать природный газ месторождения Газли-Коган-Ташкент имеющий химический состав: СН4 – 94,0%; С2Н6 – 2,8%; С3Н8 – 0,4%; С5Н12 – 0,3%;

СО2 =0,4%

N2 – 2,0%; Q – 8660кКал/кг. ρг =0,748 кг/ м3

Объемы и масса воздуха и продуктов сгорания при сжигании 1 м3 сухого газообразного топлива определяются по формулам:

Теоретический объём воздуха:

(2.1)

м3/ м3

Теоретический объём азота:

(2.2)

= 0,799,62

=7,52 м3/ м3

Объем трехатомных газов:

2+(2.3)

м3/ м3

Теоретический объём водяных паров:

(2.4)

м3/ м3

Плотность сухого газа при нормальных условиях :

(2.5)

кг/ м3

Энтальпия дымовых газов на 1кг сжигаемого топлива ,кДж/кг определяется по формуле:

Hух = H оГ +(αух -1)×HоB (2.6)

где HоГ- энтальпия газов, кДж/кг при α=1 и температуре газов ϑ о С ;

HоВ - энтальпия теоретически необходимого количества воздуха, кДж/кг при температуре ϑо С

αух – доля уходящих газов с учетом присосов воздуха по газоходу котла.

αух = (2.7)

αух = 1,1+0,05+2×0,03+2×0,03+2×0,02

αух = 1,31

HоГ – определяется по формуле:

HоГ = VRO2(Cϑ)RO2+VoN2(Cϑ)N2+VoH2O(Cϑ)H2O (2.8)

где Сϑ - энтальпия 1 м3 газа, входящего в состав дымовых газов, при

данной температуре ϑ, oС [1.153]

(Cϑ)RO2 = ( oС

(Cϑ)N2 = oС

(Cϑ)H2O = oС

HоГ =1,1764*241,4+7,52*179,4+3,475*209,27=2360,28 кДж/кг

HОВ – вычисляем по формуле:

HоВ = Vo (Cϑ)В (2.9)

где (Сϑ)В –энтальпия воздуха при температуре ϑ, оС [1.153]

QКА = Д× (hПП – hПВ) + Двт × (hвт – hвт ) (2.13)

Д – паропроизводительность котла в кг/ч (по заданию)

Д = 640×103 кг/ч

Двт – количество пара поступающего на промперегрев, тонн/час,

Двт =589 тонн/час

hПВ- энтальпия питательной воды, кДж/кг определяется по формуле:

hПВ = tпв×С (2.15)

где С -теплоемкость воды

hПВ = 993 кДж/кг

hПП –энтальпия перегретого пара, определяем в зависимости от начальных параметров пара, оС ;

hПП =3450,8 кДж/кг

hвт = энтальпия пара после промперегрева, кДж/кг,

hвт = 3563 кДж/кг

hвт – энтальпия пара перед промперегревов, кДж/кг,

hвт = 3115,2 кДж/кг

QКА= 540×103×(3450,8 – 93) + 589× (3563,5 – 3115,2)

QКА= 1837169 × 103 кДж/ч

Расход топлива, подаваемого в топку

В - расход топлива, подаваемого в топку , м3/ч определяется по формуле:

(2.16)

В = 53405,9 м3/ч

2.2 Расчет и выбор тягодутьевых машин

Для нормальной бесперебойной работы котельного агрегата требуется обеспечение непрерывной подачи воздуха, необходимого для горения топлива и отвода образующихся продуктов сгорания. Подача воздуха в топку котла осуществляется дутьевыми вентиляторами, а удаление продуктов сгорания дымососами. Основными параметрами, определяющими выбор вентилятора и дымососа, является требуемая их производительность и давление.

Производительность тягодутьевых машин Qр, м3/ч определяется по формуле:

Qр = β1×V (2.17)

где - давление при нормальных условиях, мм. рт. ст.

=760 мм. рт. ст.

- барометрическое давление, мм. рт. ст.

=730 мм. рт. ст.

V- объем перекачиваемой среды

β1 – коэффициент запаса по производительности

β1 = 1,1

Приведенное расчетное полное давление машины , кг/м2 определяется по формуле:

β2× (2.18)

β2-коэффициент запаса по давлению

β2= 1,2 (дымососы)

β2= 1,15(вентиляторы)

- полное сопротивление газовоздушного тракта, кгс/м2

= 202,6 кг/м2

- сопротивление котла по газовой стороне, кгс/м2

-сопротивление котла по воздушной стороне, кгс/м2

=101,6 кгс/м2

=228,3 кгс/м2

Нр – расчётное давление создаваемое окружающей средой

Расчет и выбор дымососов

– объем удаляемых газов, м3/ч определяется по формуле:

(2.19)

- присос воздуха в газоходах. Для стальных газоходов на каждые 10 метров, так как длина от котла до дымососа lг=20 метров, =0,02

- объем продуктов сгорания, м3/м3 определяется по формуле:

(2.20)

(2.21)

м3/м3

= 1191754,6м3/ч

- температура дымовых газов у дымососа, оС

(2.22)

оС

Суммарная производительность дымососов, м3/ч определяется по формуле:

м3/ч

= β2×

кг/м2

Производительность одного дымососа, м3/ч определяется по формуле:

(2.23)

м3/ч

Устанавливаю на каждый котел по два центробежных дымососа левого вращения без противоизносной защиты внутреннего корпуса типа Д – 25 ×2 ШД с техническими характеристиками:

производительность 650000 м3,

полное давление 5,0 МПа,

мощность электродвигателя 950 кВт.

Расчет и выбор дутьевых вентиляторов

V=Vхв (2.24)

Объем холодного воздуха подаваемого вентилятором в воздухоподогреватель Vхв, м3/ч

Vхв= (2.25)

Vхв =

Vхв = 631386,25 м3/ч

Суммарная производительность дутьевых вентиляторов рассчитывается по формуле, м3/ч

= β1×Vхв× (2.26)

м3/ч

Производительность одного дутьевого вентилятора, м3/ч определяется по формуле:

Напор, создаваемый дутьевым вентилятором,

кг/м2

Устанавливаю на каждый котел по два центробежных дутьевых вентиляторов типа ВДН – 26 – Пу центробежный, одностороннего всасывания правого и левого вращения, с техническими характеристиками:

производительность 350000 м3,

полное давление 4,61 МПа,

мощность электродвигателя 520 кВт.

2.3 Расчет и выбор дымовой трубы

(2.27)

- коэффициент зависящий от многоствольности, для одноствольных труб 1

А – коэффициент, зависящий от температурной атмосферной стратификации, для Урала А= 160

F – коэффициент, учитывающий влияние скорости осаждения примеси в воздухе, для вредных газообразных веществ F=1

m - – коэффициент учитывающий условия выхода газовоздушной смеси из устья трубы в зависимости от скорости

Скорость выхода газовоздушной смеси , м/с определяется по формуле

(2.28)

Суммарный объем дымовых газов, м3/с определяется по формуле:

(2.29)

м3/с

N – количество труб

do – предварительно принятый диаметр устья

do = 8 метров

м/с

Следовательно, m = 0,95

n – безразмерный коэффициент, зависящий от параметра ϑм

ϑм (2.30)

- секундный объем дымовых газов от одного котла

= = 132,4 м3/с

(2.31)

где – температура наиболее жаркого месяца в полдень

= 21,5 для Нижнего Тагила

Предварительно принятая высота внутренних стволов дымовой трубы от пяти котельных агрегатов Н=150 метров

оС

м3/с

ϑм

ϑм = 6,07 м/с

При ϑм n=1

Количество выбросов оксидов углерода , г/с определяется по формуле:

(2.32)

секундный расход топлива, м3/с определяется по формуле:

м3/с

концентрация оксидов углерода, определяется по формуле:

(2.33)

R – коэффициент учитывающий доли тепла в следствии химического недожога

R – 0,5 г/с

г/м3

г/с

Количество выбросов окислов азота , г/с определяется по формуле:

(2.34)

- коэффициент учитывающий качество сжигаемого топлива, при сжигании природного газа =0,85

К – коэффициент характеризующий выход оксидов азота на 1 тонну условного топлива. Для котлов производительностью более 170 т/ч К определяем по формуле