Тепловые схемы. Расчет показателей тепловых схем электростанций

ОСНОВНЫЕ ТЕМЫ
порядок работы в течение семестра;
состав задания на КР;
основные требования к оформлению;
принципиальная тепловая схема ПГУ-КЭС;
методика расчета состава и энтальпии продуктов сгорания газообразного топлива;
примеры тепловых схем, алгоритм расчета;
учет влияния аэродинамического сопротивления КУ;
коррекция основных характеристик продуктов сгорания газообразного топлива

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная литература:
Цанев С.В., Буров В.Д. и др. Расчет показателей тепловых схем и элементов ГТУ и ПГУ электростанций, Изд-во МЭИ, 2000.
Методика расчета тепловых схем газотурбинных и парогазовых электростанций/ Цанев С.В., Буров В.Д., Соколова М.А., Торжков В.Е. – М.: Издательство МЭИ, 2004.- 48 с.
Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электрических станций. – М.: Изд-во МЭИ, 2009.– 584 с.
Газотурбинные энергетические установки: учебное пособие для вузов / С.В. Цанев, В.Д. Буров, А.С. Земцов, А.С. Осыка; под ред. С.В. Цанева. — М.: Издательский дом МЭИ, 2011. — 428 c.
Выбор начальных параметров пара конденсационных парогазовых установок с котлами-утилизаторами одного давления : Учебное пособие по курсу "Парогазовые и газотурбинные установки электростанций" по направлению "Теплоэнергетика" / С. В. Цанев, В. Д. Буров, В. Е. Торжков, Моск. энерг. ин-т (МЭИ ТУ) . – М. : Изд-во МЭИ, 2004 . – 52 с.
Парогазовые установки электростанций: учебное пособие для вузов / Трухний А.Д. – М: Издательский дом МЭИ, 2013 – 648 с. ил.
Газотурбинные энергетические установки: учебное пособие для вузов / С.В. Цанев, В.Д. Буров, А.С. Земцов, А.С. Осыка; под ред. С.В. Цанева. — М.: Издательский дом МЭИ, 2011.
Дополнительная литература:
Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. – М.: ЗАО «Энергосервис», 2003.
Повышение экологической безопасности тепловых электростанций / Абрамов А.И., Елизаров Д.П., Ремезов А.Н. и др.; Под ред. А.С. Седлова. М.: Изд-во МЭИ, 2001.
Паровые и газовые турбины. Сборник задач. /Под ред. Б.М. Трояновского, Г.С. Самойловича. - М.: Энергоатомиздат. 1987. А.Д. Трухний. Стационарные паровые турбины. - М.: Энергоатомиздат. 1990.
Тепловые электрические станции. Учебник для вузов, В.Д.Буров, Е.В.Дорохов, Д.П.Елизаров и др. Под ред. В.М.Лавыгина, А.С.Седлова, С.В.Цанева. М.: Издательский дом МЭИ, 2009.
С.Л. Ривкин «Термодинамические свойства воздуха и продуктов сгорания топлив» / Справочник, Москва, Энергоатомиздат 1984, 104с.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МЭИ
КАФЕДРА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ
Оформление курсовой работы ведется в соответствии с требованиями, предъявляемыми к технической документации:
1. ГОСТ 7.32 – 2001. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления
2. ГОСТ 2.105 – 95 Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам
3. ГОСТ 8.417 – 81 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы физических величин
В тексте работы обязательно должны быть три приведенных ниже таблицы, прочие таблицы приводятся при необходимости .
Таблица 1.1 – Результаты теплового расчета котла-утилизатора

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ
Таблица 1.2 – Основные энергетические показатели ПГУ-ТЭС

НЕОБХОДИМЫЕ ЧЕРТЕЖИ И РИСУНКИ
Необходимые рисунки в тексте записки
Принципиальная тепловая схема ПГУ-ТЭС
«Q-t» диаграмма КУ
Процесс расширения пара в ПТ в h-S диаграмме
(при необходимости)
Чертежи - А3
Принципиальная тепловая схема ПГУ-ТЭС (рисунок 1.1+ таблица 1.2)
Основные результаты расчета (рисунок 1.2, таблица 1.1, рисунок 1.3)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МЭИ
КАФЕДРА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ СХЕМА ПАРОГАЗОВОЙ ТЭС С ОДНОКОНТУРНЫМ КОТЛОМ-УТИЛИЗАТОРОМ

ПРИМЕРЫ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ

ПРИМЕРЫ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ
Простейшая тепловая схема (а)
и цикл Брайтона – Ренкина в TS-диаграмме (б) ПГУ с котлом-утилизатором:
ОК – осевой компрессор;
КС – камера сгорания;
ГТ – газовая турбина;
ЭГ – электрогенератор;
ГТУ – газотурбинная установка;
КУ – котел-утилизатор;
ПТУ – паротурбинная установка;
К – конденсатор;
Н – насос.
(а)
(б)

ПРИМЕР 1-КОНТУРНОЙ ПГУ-ТЭС (вертикальный КУ)

Q-T ДИАГРАММА 1-КОНТУРНОЙ ПГУ-ТЭС
Предусмотреть установку ГВТО !!!

Принципиальная тепловая схема энергоблока ПГУ-60
ДЭК – колонка деаэрационная, ИВД (ИНД) – испаритель высокого, низкого давления; К-р – конденсатор, барабан НД (ВД) – барабан низкого давления (высокого давления), КН – конденсационный насос,(высокого давления), ППВД (ППНД) – перегреватель высокого давления (низкого давления), ВВТО – водоводяной теплообменник
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ СХЕМА ЭНЕРГОБЛОКА ПГУ-60 (горизонтальный КУ)
13

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МЭИ
КАФЕДРА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
КОМПОНОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ

ДУБЛЬ-БЛОЧНАЯ КОМПОНОВКА ПГУ-84

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МЭИ
КАФЕДРА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
РАСЧЕТ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГАЗОВ

РАСЧЕТ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГАЗОВ ГТУ
Теоретическое количество воздуха, необходимого для полного сгорания 1 нм3 сухого газообразного топлива, м3/м3:
.
Объемный состав (м3/м3), продуктов сгорания газообразного топлива может быть определен по следующим формулам:
,
– объемные содержания компонентов топлива, %;
– влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м3 сухого газа, г/м3.

РАСЧЕТ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГАЗОВ ГТУ
.
,
Полный относительный объем продуктов сгорания газового топлива:
Объемные доли продуктов сгорания:
Параметр β для газовой смеси известного состава выражается уравнением:
Молекулярная масса продуктов сгорания:
.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МЭИ
КАФЕДРА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
УЧЕТ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА

УЧЕТ ВЛИЯНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КУ
Утилизация части теплоты уходящих газов ГТУ в тепловых схемах ПГУ связана с некоторым повышением сопротивления выхлопного тракта и ростом давления газов за газовой турбиной, что приводит к небольшому снижению электрической нагрузки, а соответственно и КПД, и к незначительному увеличению температуры газов за ГТУ.
Принимаем дополнительное аэродинамическое сопротивление на выхлопе ГТУ:
за счет установки камеры дожигания – 1 кПа;
за счет установки котла-утилизатора от 1 до 2 кПа.
Относительная величина потери давления на выхлопе турбины:
Коэффициент снижения мощности и КПД:
Мощность ГТУ с котлом утилизатором:
Коэффициент повышения температуры:
Температура продуктов сгорания на выходе из турбины, работающей с КУ: