Тепловой расчет котла-утилизатора на примере ГТУ-ТЭЦ

1.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МЭИ
КАФЕДРА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
Макаревич Елена Владимировна,
к.т.н., доцент каф. «Тепловые электрические станции». Тел.: (495) 362-71-50,
E-mail:[email protected] , [email protected]

2.

ОСНОВНЫЕ ТЕМЫ
1. тепловая
ГТУ-ТЭЦ;
схема
промышленно-отопительной
2. уравнения тепловых балансов для поверхностей
котла-утилизатора;
3. построение
Q-t
диаграммы
процессов
теплообмена одноконтурного котла-утилизатора;
4. задание к следующему занятию
2

3.

ТЕПЛОВАЯ СХЕМА ПРОМЫШЛЕННООТОПИТЕЛЬНОЙ ГТУ-ТЭЦ
Принципиальная тепловая схема промышленно-отопительной ГТУ-ТЭЦ:
НОК – насос обратного конденсата; СН – сетевой насос; Д.тр. – дымовая труба; ПБ – пиковый
бойлер; ЦН – циркуляционный насос (насос принудительной циркуляции)
3

4.

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ
Уравнения тепловых балансов парогенерирующей части котла-утилизатора
ПЕ
И
ЭК
h h Q
h h Q
GКТ hКТ h1 DПЕ hПЕ hБII QПЕ
GКТ h1 h2 DПЕ
G КТ h2 h3 DПЕ
II
Б
II
ЭК
II
ЭК
И
ПН
Основные допущения и ограничения:
1. гидравлическое сопротивление пароперегревателя, что
позволяет определить температуру насыщения в барабане
котла-утилизатора :
2. задаемся температурным напором на «горячем» конце
пароперегревателя:
3. задаемся температурным напором на «холодном конце
испарителя» :
4. задаемся некоторым запасом по температуре воды за
экономайзером (защита от вскипания жидкости)
ЭК
Г
pПЕ
pБ pПЕ , МПа
ПЕ КТ t ПЕ 20 30 0 С
И 2 t НБ 8 10 0 С
II
t В t НБ tЭК
8 12 0 C
4

5.

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ
.
Расход пара, определяем из соотношения (без учета продувки из барабана):
DПЕ
GКТ hКТ h2
``
hПЕ hЭК
Уравнения теплового баланса ГВТО
G КТ hПР hУХ G ГВТО hВВЫХ hВВХ QГВТО
Принимаем температуру уходящих газов за котлом-утилизатором
УХ 80 100 0 С
Из уравнения теплового баланса рассчитываем расход сетевой воды GСВ
Уравнение теплового баланса пикового сетевого подогревателя
GСВ hПС hВВЫХ DПЕ hПЕ hДР
Материальный баланс деаэратора (продувкой барабана котла-утилизатора пренебрегаем):
DПЕ DВПР DПД DОК DДВ DПБ
DОК 0,9 DПЕ
DДВ 0,1 DП
Тепловой баланс деаэратора:
( DПЕ DВПР ) hВД DПД hПЕ DОК hОК DДВ hДВ DПБ hДР
5

6.

Q-T ДИАГРАММА КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА
6

7. ГТУ ОТКРЫТОЙ КОМПОНОВКИ

7

8.

ПРИМЕР КОМПОНОВКИ ГТУ-ТЭЦ
8

9.

ПРИМЕР КОМПОНОВКИ ГТУ-ТЭЦ
9

10.

СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫРАБОТКИ ТЕПЛОТЫ
НА ГТУ-ТЭЦ
1.
Изменение NЭ,ГТУ (пиковые режимы, понижение NЭ,ГТУ );
2.
Байпас (обвод ГВТО) газов;
3.
Выбор числа и типа ГТУ, оптимизация режимов работы;
4.
Рециркуляция воды;
5.
Байпас (обвод) ГВТО по сетевой воде;
6.
Промежуточный теплообменник;
7.
Дожигание топлива;
8.
ПВК;
9.
Впрыск пара (воды) в тракт ГТУ;
10.
Аккумуляторы теплоты;
11.
Установка трехрежимных КУ (ГВТО);
12.
Комбинация различных способов.
10

11.

ПРОБЛЕМЫ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ГТУ-ТЭЦ
Возможности ГТУ (особенности ГТУ):
–
Q кт ≈ (1,6÷2,1)NЭ,ГТУ (МВт);
– при tнв = var → Qкт ≈ const;
– tнв ↓ → t кт ↓;
– Изменение характеристик ГТУ от сопротивления КУ (ГВТО), и других факторов;
– Необходимость для большинства ГТУ дожимных компрессоров.
Требования потребителя:
– tнв ↓ → Q тп ↑; (Q гвс ≈ (0,15÷0,2)Qтmax);
– tнв ↓ → t пс ↑;
– Изменение G св;
– Летом tос ≈ 40 оС.
Проблемы, ограничения по конструкции КУ (ГВТО):
– υ ух ≈ 90÷100 оС (на газе);
– t вх ≈ 55÷60 оС;
– КУ (ГВТО) → пассивных элемент;
– Выбор режима конструкторского расчета.
Вывод: Необходима оптимизация параметров и структуры тепловых схем ГТУ-ТЭЦ,
согласование (увязка) режимов работы по отпуску электроэнергии и теплоты.
11

12.

ЗАДАНИЕ К СЛЕДУЮЩЕМУ ЗАНЯТИЮ
1. Выполнить расчет тепловых балансов элементов КУ с
составлением Q,T – диаграммы теплообмена;
2. Совместить эти расчеты с тепловым и материальным
балансами деаэратора;
3. Заполнить таблицу 1.
12