Укрупненный расчет котла утилизатора

В схеме ПГУ применяется двухконтурный котел утилизатор П-100. Котел позволяет получить пар двух давлений высокого и низкого. Дымовые газы, отдавая свое тепло, последовательно проходят пароперегреватель высокого давления, испаритель высокого давления, экономайзер высоко давления, пароперегреватель низкого давления, испаритель низкого давления, главный подогреватель конденсата. Пар высокого давления направляется в паровую турбину. В камеру смешения паровой турбины подается пар низкого давления. Часть пара низкого давления направляется в деаэратор, где происходит дегазация конденсата. Конденсат из паровой турбины поступает в ГПК, где предусмотрена рециркуляция (часть воды после ГПК насосом рециркуляции подается на входе ГПК). Это делается для того, что избежать низкотемпературной коррозии. После ГПК конденсат поступает в деаэратор. После деаэратора питательная вода насосами высокого и низкого давления поступает в соответствующие контуры. Питательным насосом низкого давления вода подается в барабан низкого давления, затем она приходит испаритель и пароперегреватель низкого давления. Питательным насосом высокого давления вода подается в экономайзер высокого давления, затем поступает в барабан, проходит испаритель и пароперегреватель высокого давления.

Рисунок 3. Принципиальная схема котла утилизатора П-100.

Исходные данные для расчета:

Параметр	Обозначение, размерность	Численное значение
Электрический КПД ГТУ	ηГТУ, %	34,7
Расход воздуха через компрессор	Gв, кг/с	387,2
Температура дымовых газов на выходе из турбины	τ4д, ֠ С	525,8

Принимаем:

Температурный напор в пароперегревателях 30-35֠С

Температурный перепад в испарителях 8-10֠С

Недогрев воды экономайзере до температуры насыщения 8-10֠С

Температура конденсата на выходе из ГПК не ниже 60֠С на природном газе. При использовании жидкого топлива не ниже 110 ֠С.

3.1. Удельный расход топлива на выработку электрической энергии:

3.2. Полный расход топлива:

3.3. Удельный расход воздуха:

3.4. Полный расход воздуха:

3.5. Суммарный расход дымовых газов:

3.6. Объем воздуха необходимый для окисления 1 килограмма топлива:

3.7. Коэффициент избытка воздуха в камере сгорания:

3.8. Определяем давление перегретого пара контура высоко давления:

3.9. Давление в барабане принимаем на 10 % больше давления перегретого пара:

3.10. Определяем давление перегретого пара контура низкого давления:

3.11. Давление в барабане принимаем на 10 % больше давления перегретого пара:

3.12. Температура перегретого пара контура высокого давления:

3.13. Теплосодержание перегретого пара высокого давления:

3.14. Теплосодержание дымовых газов на входе в ППВД:

3.15. По давлению находим температуру насыщения в БВД:

3.16. Температура дымовых газов за испарителем высокого давления:

3.17. Теплосодержание дымовых газов за испарителем высокого давления:

3.18.

3.19. Температура питательной воды на входе БВД:

3.20. Энтальпия питательной воды:

3.21. Расход пара высокого давления:

3.22. Расход питательной воды через экономайзер высокого давления:

3.23. Давление питательного насоса на 20-25% превышает давление перегретого пара на выходе из ППВД:

3.24. Приращение энтальпии в питательном насосе:

3.25. Энтальпия питательной воды на входе в экономайзер высокого давления с учетом давления в деаэраторе и повышения давления в питательном насосе высокого давления:

3.26. Температура питательной воды:

3.27. Из уравнения теплового баланса экономайзера высокого давления находим энтальпию газа на выходе:

3.28. Температура дымовых газов на выходе из экономайзера высокого давления (вход в пароперегреватель высокого давления):

3.29. Температура пара на выходе из пароперегревателя низкого давления:

3.30. Теплосодержание перегретого пара на выходе из пароперегревателя низкого давления:

3.31. Температура дымовых газов на выходе из испарителя на 10֠Сбольше температуры насыщения в барабане низкого давления:

3.32. Энтальпия газов после испарителя низкого давления:

3.33. Питательная вода поступает в барабан низкого давления недогретой до температуры насыщения на 10֠С:

3.34. Энтальпия питательной воды низкого давления:

3.35. Из уравнения теплового баланса находим расход пара низкого давления:

3.36. Расход питательной воды в барабан низкого давления:

3.37. Теплосодержание уходящих газов:

3.38. Тепловая нагрузка газового подогревателя конденсата:

3.39. КПД котла утилизатора: