Опрелеление расходов рабочего тела в узловых точках тепловой схемы

Наминальный расход пара перед ЦВД по [4] состовляет D₀=1761 кг/с. Расход пара на ТУ обазначается D, который направляется на ЦВД и ПП2 поэтому D =D₀+D_ПП.

Потери при движении пара по трубопровадам принимаются следующим образом;

Утечки рабочего тела на II контуре D_УТ=0,005.D

Потерь уплатнения D_УПЛ= 0,012.D

Потерь эжектра D_ЭЖ=0,003.D

Расход рабочего тела в ПГ определяется по вырожению G_ПГ=D+D_УТ+D_УПЛ+D_ЭЖ . поэтому выражению и пречисленным потерям получается: G_ПГ=1,02.D

Продувки в ПГ состовляет G_ПР=0,005.G_ПГ и расход питательной воды определяется как сумма расход в ПГ и продувок

G_ПВ=G_ПГ+G_ПР

G_ПВ= 1,005.G_ПГ

G_ПВ= 1,0251.D

G_ПВ= 1,0251.(D₀+D_ПП)

Расход питательной воды без учета расхода на СПП(ПП2) принимается G'_ПВ=1,0251.D₀ и соответствено G'_ПВ=1805 кг/с

Обозначаем расход пара на выходе из ЦВД «Y» и решаем равнения теплового баланса и материального баланса через «Y».

Расчет процессов в сепараторах-пароперегревателях (СПП)

Сепаратор

Определим параметры пара перед сепаратора

Δp_ПМ=0.01%

p'_c=p_III(1-Δp_ПМ)= 1,260 МПа

x'_c=x_III=0,881

h'_c=f(p'_c,x'_c)= 2549,4 кДж/кг

Давление пара после сепаратора:

Δp_c=0.02%

p_c=p'_c(1-Δp_c)= 1,235 МПа

При расчетах СПП следует иметь ввиду, что пар на выходе из ступени сепарации, при современных конструкциях сепараторов, имеет степень сухости от 0,99 до 0,995

(х = 0,99 … 0,995).

x_c=0.990

Определим параметры пара на выходе из сепаратора:

h_c=f(p_c,x_c)= 2764,96 кДж/кг

Среднее давление в сепараторе:

p_ccp=0.5(p'_c+p_c)= 1,248МПа

По среднему давлению в сепараторе определяем параметры сепарата (отсепарированной воды) на выходе из сепаратора с помощью WSP:

h_др=h'=f(p_сср)= 806,37 МПа

Количество сепарата на выходе из сепаратора определяется на основании совместного решения уравнений теплового и материального баланса сепаратора. Запишем уравнение ТБ сепратора, учитывающее материальный баланс.

Y.h'_c=(Y-G_c).h_c+G_c.h_др

Из этого уравнения определим G_c

G_c=Y(h'_c-h_c)/(h_др-h_c)= 0,1101*Y

G_c= 0,1101 *Y

Пароперегреватель 1 ступени

Определим параметры греющей среды перед ПП1

Δp_ПМ= 0.01%

p_ПП1^ВХ=p_I(1-Δp_ПМ)= 2,481 МПа

x_ПП1^ВХ=x_I=0,916

h_ПП1^ВХ=f(p_ПП1^ВХ,x_ПП1^ВХ)= 2647,73 кДж/кг

Определим параметры конденсата в ПП1

h_{сл пп1}=h'=f(p_{сл пп1})= 960,06 МПа

t_{сл пп1}=t_s=f(p_{сл пп1})= 223,5 °С

Определим параметры пара на выходе из ПП1:

Δp_ПП1=0.03%

p_ПП1^ВЫХ=p_с(1-Δp_ПП1)= 1,198 МПа

Δt₁=10 °С

t_ПП1^ВЫХ=t_{сл пп1}-Δt₁=223,5-10=213,5 °С

h_ПП1^ВЫХ=f(p_ПП1^ВЫХ,t_ПП1^ВЫХ)= 2850,2 кДж/кг

Количество конденсата на выходе из ПП1 определяется на основании совместного решения уравнений теплового и материального баланса ПП1. Запишем уравнение ТБ сепратора, учитывающее материальный баланс.

(Y-G_с)(h_пп1^вых-h_с)=D_пп1^вх(h_пп1^вх-h_слпп1), G_слпп1=D_пп1^вх

Из этого уравнения определим D_пп1^вх

D_пп1^вх=(Y-G_c)(h_пп1^вых-h_c)/(h_пп1^вх-h_слпп1)= 0,045*Y

D_пп1^вх=0,045*Y

Пароперегреватель 2 ступени

Определим параметры греющей среды перед ПП2

Δp_ПМ^ПГ=0.04%

Δp_ПМ^СРК-ПП=0.02%

p_ПП2^ВХ=p_ПГ(1-Δp_ПМ^СРК-ПП-Δp_ПМ^ПГ)= 5,894 МПа

x_ПП2^ВХ=0.995

h_ПП2^ВХ=f(p_ПП2^ВХ,x_ПП2^ВХ)= 2777.82 кДж/кг

Определим параметры конденсата в ПП2

h_{сл пп2}=h'=f(p_{сл пп2})= 1207.73 кДж/кг

Определим параметры пара на выходе из ПП1:

Δp_П2=0.03%

p_ПП2^ВЫХ=p_ПП1^ВЫХ(1-Δp_П2)= 1,162 МПа

t_ПП2^ВЫХ=250 °С

h_ПП2^ВЫХ=f(p_ПП2^ВЫХ,t_ПП2^ВЫХ)= 2937,13 кДж/кг

Количество конденсата на выходе из ПП2 определяется на основании совместного решения уравнений теплового и материального баланса ПП2. Запишем уравнение ТБ сепратора, учитывающее материальный баланс.

(Y-G_с)(h_пп2^ВЫХ-h_пп1^ВЫХ)=D_пп2^ВХ(h_пп1^ВХ-h_слпп2), G_слпп2=D_пп2^ВХ

Из этого уравнения определим D_пп2^вх, который обазначали раньше G_ПП

D_пп2^ВХ=(Y-G_c)(h_пп2^ВЫХ-h_пп2^ВЫХ)/(h_пп2^ВХ-h_слпп2)= 0,049*Y

D_пп2^ВХ=0,049*Y

Теперь находим G_ПВ через Y:

G_ПВ= 1,0251.(D₀+D_ПП)=1805+0,051Y

Расчет процессов в ПВД

ПВД7

Энтальпия пара на входе в П7 из 1-го отбора:

h_П7=2645,4 кДж/кг

Энтальпия спива ПП2 на входе в П7:

h_слПП2^вхП7= h_слПП2. η_{пот 7} =1206,5 кДж/кг

Параметры спива на выходе из П7:

t_слП7= t_S,П6=f(p_п6)= 205 °С

h_{сл п7}=f(p_п7,t_П7)= 875,25 кДж/кг

Для определения разности энталпий ПВ на входе и выходе П7 используется c_p.Δt

c_p=4.19 кДж/кг

Δt=17 °С

Количество пара 1-го отбора на входе П7 определяется на основании совместного решения уравнений теплового и материального баланса П7. Запишем уравнение ТБ сепратора, учитывающее материальный баланс.

D_I.h_П7+D_пп2. h_слПП2^вхП7=G_ПВ с_рΔt+(D_пп2+D_I)h_{сл п7}

Из этого уравнения определим D_I

D_I=[G_ПВ ср Δt-D_пп2.(h_слПП2^вхП7-h_слП7)]/(h_П7-h_{сл п7})

D_I=72,634-0,007*Y

ПВД6

Энтальпия пара на входе в П6 из 2-го отбора:

h_П6=2594,9 кДж/кг

Энтальпия спива ПП1 на входе в П6:

h_слПП1^вхП6= h_слПП1. η_{пот 6} =958,14 кДж/кг

Параметры спива на выходе из П6:

t_слП6= t_S,П5=f(p_п5)= 188 °С

h_{сл п6}=f(p_п6,t_П6)= 798,9 кДж/кг

Для определения разности энталпий ПВ на входе и выходе П6 используется c_p.Δt

c_p=4.19 кДж/кг

Δt=17 °С

Количество пара 2-го отбора на входе П6 определяется на основании совместного решения уравнений теплового и материального баланса П6. Запишем уравнение ТБ сепратора, учитывающее материальный баланс.

D_II.h_П6+D_пп1. h_слПП1^вхП6+(D_I+D_пп2).h_слп7=G_ПВ.с_рΔt+(D_II+D_пп1+D_пп2+D_I).h_{сл п6}

Из этого уравнения определим D_II

D_II=[G_ПВс_рΔt+D_пп1.(h_слп6- h_слПП1^вхП6)+(D_I+D_пп2).(h_слп6-h_слп7)]/(h_П6-h_{сл п6})

D_II=68,501-0,004*Y

ПВД5

Энтальпия пара на входе в П5 из 3-го отбора:

h_П5=2542,3кДж/кг

Энтальпия спива сепаратора на входе из П5:

h_{сл с}^вхП5= h_{сл c}. η_{пот 5} =803,95 кДж/кг

Температура дренажа греющего пара на выходе из подогревателей зависит от наличия в нем охладителя дренажа. Для подогревателей без охладителей дренажа температура дренажа равна температуре насыщения греющего пара в подогревателе. Для подогревателей с охладителями дренажа температура дренажа определяется по температуре обогреваемой среды на выходе из предыдущего подогревателя (подогревателя с меньшим значением давления отборного пара) с учетом минимального температурного напора на холодном конце охладителя дренажа и приращения температуры воды в смесителе, если он есть.

t_др_j = t_s _j + d t (21)

t_др_j – температура дренажа греющего пара на выходе из j-го подогревателя;

t_s_j – насышенная температура обогреваемой среды;

d.t–минимальный температурный напор на холодном конце охладителя дренажа (d t_од = 5 ¸ 12 °С [3]);

δt=10 °С

t_П5= t_S,П5-δt =178 °С

Параметры спива на выходе из П5:

h_{сл п5}=f(p_п5,t_П5)= 754,5 кДж/кг

Для определения разности энталпий ПВ на входе и выходе П5 используется c_p.Δt

c_p=4.19 кДж/кг

Δt=17 °С

Количество пара 3-го отбора на входе П5 определяется на основании совместного решения уравнений теплового и материального баланса П5. Запишем уравнение ТБ сепратора, учитывающее материальный баланс.

D_III.(h_П5-h_{сл п5})+G_c.(h_{сл с}^вхП5-h_{сл п5})+(D_II+D_пп1+D_пп2+D_I).(h_слп6-h_слп5)=G_ПВс_рΔt

Из этого уравнения определим D_III

D_III=[G_ПВ с_рΔt-G_c.(h_{сл с}^вхП5-h_{сл п5})-(D_II+D_пп1+D_пп2+D_I)(h_слп6-h_слп5)]/(h_П5-h_{сл п5})

D_III=68,410-0,003*Y

Расчет процессов в деаэраторе

Энталпия выпора определяется выражением

h_выпор = h_п х+ h_возд (1-х) ≈h"_д=f(p_д)

h_выпор≈h"_д=f(p_д)= 2762,1 кДж/кг

Энтальпия спива деаэратора:

h_{сл д}=h'_д=f(p_д)= 694,4 кДж/кг

Энтальпия пара на деаэратор из 3-го отбора:

h_{д пар}=h_п5=2542,3 кДж/кг

Энтальпия основного конденсата при давлении примерно на 0,2 МПа выше давления в деаэраторе и температура перед деаэратором:

h_ОК=649,6 кДж/кг

Количество пара 3-го отбора на входе деаэратора определяется на основании совместного решения уравнений теплового и материального баланса деаэратора. Запишем уравнение ТБ сепратора, учитывающее материальный баланс.

G’_ОК=G_ПВ+D_выпор -D_II-D_пп1-D_пп2-D_I-D_III-G_с-D_д

D_выпор=0.005 *G_ПВ

D_д.h_{д пар}+(D_II+D_пп1+D_пп2+D_I+D_III+G_с)h_слП5+G’_ОК.h_ОК=G_ПВh_{сл д}+D_выпор.h_выпор

Из этого уравнения определим D_д

D_д=[G_ПВ(h_{сл д}+0.005h_выпор-h_ок)+(D_II+D_пп1+D_пп2+D_I+D_III+G_с)(h_ок-h_слП5)]/(h_{д пар}-h_ОК)

D_д=41,114-0,009*Y

Теперь поставляя полученные уравнения для определения значения Y в уравнениях

G'_ОК=1.005G_ПВ-D_II-D_пп1-D_пп2-D_I-D_III-G_с-D_д

G'_ОК=Y-G_с

G'_ОК=1563,397-0,13 * Y

G'_ОК=0,890 *Y

получим

Y=1532,3 кг/с

и следовательно

G_c=168,7кг/с

D_пп1^вх=68,8 кг/с

D_пп2^вх=75,5 кг/с

D_I=61,6 кг/с

D_II=62,7 кг/с

D_III=63,7 кг/с

D_д=27,2 кг/с

G_ПВ=1882,5 кг/с

G’_ОК=1363,7 кг/с

D=D₀+D_ПП= 1836,4 кг/с

Расчет процессов в ПНД

ПНД4

Энтальпия пара на входе в П4 из 4-го отбора:

h_П4=2823,2 кДж/кг

Параметры спива на выходе из П5:

t_S,П4=158 °С

h_{сл п4}=f(pп4,tП4)= 666,9 кДж/кг

Количество пара 4-го отбора на входе П4 определяется на основании совместного решения уравнений теплового и материального баланса П4. Запишем уравнение ТБ сепратора, учитывающее материальный баланс.

D_IV.(h_П4-_{hсл п4})= G’_ОК.с_рΔt

Из этого уравнения определим D_IV

D_IV= G’_ОК.с_рΔt/(h_П4-h_{сл п4})

D_IV=84,8 кг/с

ПНД3

Энтальпия пара на входе в П3 из 5-го отбора:

h_П3=2694,5 кДж/кг

Параметры спива на выходе из П3:

t_S,П3=128 °С

h_{сл п3}=f(p_п3,t_П3)= 537,8 кДж/кг

Количество пара 5-го отбора на входе П3 определяется на основании совместного решения уравнений теплового и материального баланса П3. Запишем уравнение ТБ сепратора, учитывающее материальный баланс.

D_V.h_П4+D_IVh_{сл п4}-(D_V+D_IV)h_{сл п3}=(G’_ОК -D_V-D_IV)с_рΔt

Из этого уравнения определим D_V

D_V= G’_ОК.с_рΔt-D_IV(h_{сл п4}-h_{сл п3}+с_рΔt)/(h_п3-h_{сл п3}+с_рΔt)

D_V=65,6 кг/с

ПНД2

Энтальпия пара на входе в П2 из 6-го отбора:

h_П2=2418,4 кДж/кг

Параметры спива на выходе из П2:

t_S,П2=98 °С

h_{сл п2}=f(p_п2,t_П2)= 410,6 кДж/кг

Количество пара 6-го отбора на входе П2 определяется на основании совместного решения уравнений теплового и материального баланса П2. Запишем уравнение ТБ сепратора, учитывающее материальный баланс.

D_VI.(h_П2-h_{сл п2})=(G’_ОК -D_V-D_IV).срΔt

Из этого уравнения определим D_VI

D_VI=(G’_ОК -D_V-D_IV).с_рΔt/(h_П2-h_{сл п2})

D_VI=70,9 кг/с

ПНД1

Энтальпия пара на входе в П1 из 7-го отбора:

h_П1= 2415,9 кДж/кг

Параметры спива на выходе из П1:

t_S,П1= 68 °С

h_{сл п1}=f(p_п1,t_П1)= 284,64 кДж/кг

Количество пара 7-го отбора на входе П1 определяется на основании совместного решения уравнений теплового и материального баланса П1. Запишем уравнение ТБ сепратора, учитывающее материальный баланс.