Тема: Пылеугольный энергоблок мощностью 800 МВт на суперсверхкритические параметры пара

Основная доля производства электроэнергии в России - около 70% - приходится на тепловые электрические станции (ТЭС), работающие на органическом топливе. Большое распространение они получили благодаря независимости от места строительства (осуществляется транспортировка топлива железнодорожным или автомобильным транспортом) и малой стоимости топлива.
Существенные успехи в развитии угольных ТЭС достигнуты во многих странах, в том числе, в Германии, где уже в 1998 г. на ТЭС Schwarze Pumpe были введены два энергоблока, работающих на буром угле, мощностью по 800 МВт с параметрами пара 26,8 МПа, 547/565°С, КПД 40,8%; в 2002 г. - энергоблок на ТЭС Nideraussem мощностью 1012 МВт брутто и 965 МВт нетто с КПД 45,2%, параметры пара - 27,5 МПа, 580/600°С [1].
Что касается отечественной энергетики, то в советское время уже были наработки по блокам, работающим на суперсверхкритических параметрах. Так еще в в ноябре 1949 года пуск на ТЭЦ ВТИ был осуществлен пуск первого в мире опытного котла 60-ОП на параметры пара 30 МПа, 600°С, а затем после реконструкции 30 МПа, 650 С. Одним из первых пилотных проектов был блок СКР-100. Создание надстроечного блока СКР-100 было осуществлено в 1956 году на Каширской ГРЭС. Надстроечный блок мощностью 100 МВт на параметры пара 30 МПа, 650°С с промперегревом при 10 МПа, 565°С подавал пар на три работающие турбины станции мощностью до 30 МВт [1].
Таким образом, в настоящее время создание в России современных блоков на суперсверхкритические параметры пара является несомненно актуальной задачей
В первой главе данной работы приводится краткое описание принципиальной тепловой схемы энергоблока на базе турбины К-800-30 и представлен ее расчет, в результате которого определены основные энергетические и экономические показатели энергоблока.
Во второй главе содержится тепловой расчет проточной части цилиндра высокого давления (ЦВД) с определением числа ступеней, теплоперепадов, основных размеров ступеней и средних интегральных характеристик ступени первой и последней ступеней по результатам их теплового расчета на среднем диаметре. Так же в этой главе представлена оценка числа выходов потока в конденсатор и проведена оценка размеров последней ступени, что в целом позволяет сформировать представление об облике турбины.
В третье главе представлены результаты комплексных расчетов на прочность последней ступени ЦВД турбины, которые показали, что все элементы ступени удовлетворяют условиям прочности.
Заключительная глава посвящена оценке целесообразности и возможности использования тепла, теряемого в конденсаторе паровой турбины путем применения в системе охлаждения теплового насоса
Расчеты выполнялись с помощью программных пакетов MathCAD, WaterSteamPRO и REFPROP. Графическая часть работы выполнена с помощью программного комплекса AutoCAD.

Купить

В данной работе был произведен расчет тепловой схемы турбоустановки К-800-30. В первой главе проведена оценка технических характеристик теплового оборудования и энергетических показателей энергоблока: КПД брутто 49,5%, расход пара в голову турбины 563 кг/с. Показатели эффективности установки находятся на достаточно хорошем уровне с начальными параметрами рабочего тела: р 0=30 МПа и t0=650 °С.
В установке принято семь отборов пара для регенеративного подогрева питательной воды: 1 - из ЦВД, 1 - после ЦВД, 3 - из ЦСД и 2 - из ЦНД.
Относительный внутренний КПД ЦВД принят 87%, КПД ЦСД - 90%, КПД ЦНД - 85%.
Во второй главе был произведен краткий расчет цилиндра высокого давления: по 7 ступеней в первом и втором отсеках. Кроме того, были проведены расчеты первой (d1/l1 =23,86, относительный лопаточный КПД 88,46%, внутренний относительный КПД 84,74%) и последней (dz/lz=9,15, относительный лопаточный КПД 84,23%, внутренний относительный КПД 82,73%) ступеней ЦВД.
Третья глава посвящена расчетам на прочность. Проведены расчеты напряжений растяжения и изгиба рабочих лопаток первой и последней ступеней ЦВД, расчет лопаточной нагрузки и нагрузки обода, а также расчеты напряжения изгиба в диафрагме (коэффициент запаса по длительной прочности 11,7), напряжения в диске (методом двух расчетов) (коэффициент запаса по статической прочности 3,9) и хвостовике (коэффициент запаса прочности 4).
В заключительной главе была проведена оценка эффективности использования водо-фреонового (фреон R22) теплового насоса, подключенного к теплообменник-испаритель и теплообменник- перегреватель которого подключаются к трубопроводам охлаждающей воды
В результате расчета определено, что затраты на компрессор теплового насоса, составляющие 12 МВт, не покрываются приростом мощности паровой турбины. Прирост мощности получен благодаря снижению давления в конденсаторе (+0,8МВт) и отключению последнего отбора из ЦНД (+3,3 МВт).
Для получения выгоды в дальнейшем можно рассмотреть использование другого фреона. В случае успешного покрытия затрат, кроме повышения эффективности, будет получено снижение тепловых выбросов с охлаждающей водой.

Купить