CTE Rovinari este amplasată în bazinul carbonifer al Olteniei la circa 15 km de orașul Tg-Jiu. [307641]

DATE GENERALE

CTE Rovinari este amplasată în bazinul carbonifer al Olteniei la circa 15 [anonimizat].

Puterea centralei este de 1720 MW, puterea realizată de patru blocuri de 330 mW și două blocuri de 200 MW. Combustibilul de bază este lignitul extras din carierele din zona Tismana și Rovinari. Lignitul are puterea caorică inferioară medie 1000 kcal/kg și se livrează pe benzi transportoare la granulația de 30 mm din gospodăria de combustibil. Pentru grupurile de 200 [anonimizat].contribuția procentuală a gazelor naturale la căldura totală dezvoltată este 10 %. [anonimizat] 200 MW fiind prevăzut cu mari ventilator.

[anonimizat] a [anonimizat]. [anonimizat], care numai într-o asemenea instalație poate fi judicios utilizat. Caracteristicile lignitului sunt redate în tabelul de mai jos ( în procente):

Gazele naturale au următoarea compoziție volumetrică:

Densitatea relativă în condiții 20 , 760 mm col.Hg:

;

Puterea calorică inferioară: ;

Puterea calorică superioară: ;

Schema termică. Echipamentul termomecanic

Condensatorul asigură o primă degazare a apei de alimentare. [anonimizat] a condensului cu două pompe (trapta I).

Capacitatea stației de tartare este 100 % fără rezervă. Din stația de tartare condensatul este pompat spre degaxzor cu două pompe (treapta II) dintre care una în rezervă. [anonimizat]-un rezervor de adaus legat direct cu condensatorul. Aceasta asigură menținera unui nivel normal în condensator și o presiune constantă în aspirația pompelor de condensate treapta a II- a prin legătura sa direct în conducta de aspirație a acestora.

Apa din rezervorul degazorului este pompată în cazan cu o pompă principal de alimentare de debit 100 % din debitul cazanului antrenată cu turbine de condensație și două pompe de rezervă fiecare cu debit de 50 % antrenate cu electromotor și cuplă hidraulică.

[anonimizat].

Condensatul secundar de la PIP este răcit în cascadă și introdus în rezervorul degazorului.

Condensatul de la PJP5 și PJP4 este răcit în cascadă și repompat împreună cu condensatul de la PJP 3 în conducta de apă de alimentare între PJP3 și PJP4. Condensatul de la PJP2 și PJP1 este recuperate în cascadă și dirijat la condensator.

Pentru alimentarea cu abur a degazorului la poernire se prevede o conductă de alimentare cu abur din bara de ajutor. Tot pentru alimentarea degazorului la căderi bruște de sarcină pe bloc și variașii însemnate ale presiunii pe prize de alimentare normal (6 bar) se prevede alimentare automata rapidă din conducta de abur supraîncălzit rece printr-o SRR.

Cazanul

Temperatura: IP/MP 550/560 ;

Presiunea :IP/MP 175/37 bar;

Temperatura apei de alimentare : 250;

Temperatură gaze arse la coș: 150;

Turbina

Putere nominal măsurată la bornele generatorului electric: 200 MW;

Presiunea aburului înainte de VIR IP: 162 [bar];

Temperatura nominal a aburului înaintea VIR IP: 545;

Presiunea nominal înaintea VIR de MP 35[bar];

Temperatura nominal înaintea VIR de MP 555;

Presiunea la condensator: 0,04 [bar].

CIP: roată Curtis cu o treaptă de viteză urmată de 10 trepte de presiune cu acțiune;

CMP: 12 trepte de presiune;

CJP: 2×4 trepte de presiune cu acțiune.

Prizele turbinei:

priza 1: între discurile rotorice 29-30; presiunea: 0,19 [bar];

priza 2: între discurile rotorice 28-29; presiunea: 0,0524[bar];

priza 3: între discurile rotorice 27-28; presiunea: 1,16 [bar];

priza 4: între discul 22 CMP: 2,3[ bar];

priza 5: între discurile 20-21 CMP: 4,4[ bar];

priza 6: între discurile 18-19 CMP: 7,7 [bar];

priza 7: între discurile 15-16 CMP: 16 [bar];

priza 8: după discul 10 CIP:46,5 [bar];

Parametrii de intrare ai aburului supraîncălzit de medie presiune:

temperatura de intrare în supraîncălzitorul intermediar: 356 ;

presiunea de intrare în supraîncălzitorul intermediar: 42,3[ bar].

CAPITOLUL 1

STABILIREA SCHEMEI TERMICE PENTRU GRUPUL ENERGETIC DE 200 MW

În cadrul acestui capitol se vor analiza comparative schema termică a grupului de 200 MW și o schema termică oarecare, menținând aceiași parametrii la cazan (temperature și presiunea aburului viu, temperature apei de alimentare) și la turbine (presiuni la prize, presiune la condensator)/ de asemenea se va menține numărul de trepte de preîncălzire și distribuția lor (2 trepte IP , 6 trepte JP).

Calculul circuitului regenerativ la schema termică a grupului de 200 MW

presiunea în condensator: [bar];

temperatura de saturație corespunzătoare: ;

entalpia lichidului saturat: ;

Se consideră că în condensator are loc subrăcirea condensatului cu .

Diferența de nivel între nivelul condensatului în rezervorul condensatorului și aspirația pompei de condens de bază treapta I se evaluează la 1,4 m.

În aceste condiții, presiunea în aspirația pompei de condens de bază treapta I este:

[bar];

Parametrii condensatului la aspirația pompei:

;

;

Presiunea la refularea pompei (din datele tehnice ale instalației):

[bar]; pe izentropa se citește entalpia comprimării adiabatice în pompă:

;

creșterea teoretică de entalpie:

;

Se evaluează reandamentul hidraulic al pompei:

creșterea reală de entalpie în pompă:

;

entalpia condensatului la refulare:

;

entropia condensatului la refulare:

;

Creșterea de entalpie în pompa de condens de bază treapta a II-a

parametrii condensatului la aspirație:

;

;

;

Presiunea la refularea pompei de condens de bază treapta a II-a (din datele tehnice ale instalației):

[bar]; pe izobara [bar]se citește la intersecția cu izentropa entalpia comprimării adiabatice în pompă:

;

creșterea teoretică de entalpie în pompă:

;

Se evaluează reandamentul hidraulic al pompei:

creșterea reală de entalpie în pompă:

;

entalpia condensatului la refulare:

;

Determinarea creșterii de entalpie pe treapta de preîncălzire regenerative:

Presiunea de degazare: [bar]; entalpia apei de alimentare în rezervorul degazorului:

( entalpia lichidului saturat corespunzătoare presiunii [bar]);

În scopul evitării cavitației9 în pompa de alimentare degazorul se amplasează la o înălțime H (ca în figură) deasupra pompei de alimentare astfel încât presiunea coloanei de apă să realizeze în spirația pompei de alimentare o presiune mai mare decât presiunea de saturație corespunzătoare temperaturii apei dein rezervorul degazorului. Se evaluează .

Parametrii punctului 4:

;

;

;

Pentru cazane cu circulație forțată unică presiunea la refularea pompei de alimentare:

;

presiunea apei de alimentare:

;

Se alege și rezultă presiunea de refulare a pompei de alimentare:

;

entalpia corespunzătoare comprimării adiabatice în pompa de alimentare:

;

creșterea adiabatică de entalpie în pompa de alimentare:

;

Se evaluează reandamentul hidraulic al pompei:

creșterea reală de entalpie în pompa de alimentare:

;

entalpia reală a apei de alimentare la refularea pompei:

;

Creșterea de entalpie pe treapta de joasă presiune:

;

– creșterea de entalpie datorită repompării condensatului secundar;

;

;

Creșterea de entalpie pe treapta de înaltă presiune:

Se consideră că în ultima treaptă are loc o creștere dublă de entalpie:

;

– entalpia apei de alimentare;

;

;

;

Entalpiile și temperaturile apei de alimentare de-a lungul circuitului regenerativ:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Calculul preliminar al randamentelor interne ale corpurilor de turbină

Randamentul CIP se calculează cunoscând parametrii aburului la intrarea și ieșirea sa:

presiunea înainte de VIR :

;

temperatura înainte de VIR :

;

entalpia înainte de VIR :

;

presiunea după VIR:

;

entalpia după VIR:

;

entropia după VIR:

;

presiunea la ieșirea CIP:

;

entalpia teoretică la ieșirea CIP:

;

căderea teoretică în CIP:

;

temperatura la ieșirea din CIP:

;

– temperatura de intrare în supraîncălzitorul intermediar;

;

– pierderea de temperatură pe conducta rece a supraîncălzirii intermediare;

;

entalpia la ieșirea CIP:

;

căderea reală în CIP:

;

randamentul intern al CIP:

;

Randamentul intern al CMP se calculează iterative cu formula:

;

unde:

– volumul specific mediu;

– debitul mediu prin CMP;

– căderea adiabatică în CMP;

entalpia aburului la ieșirea din supraîncălzitorul intermediar:

;

entalpia aburului după VIR CMP:

;

entropia aburului după VIR CMP:

;

volumul specific după VIR CMP:

;

Presiunea la ieșirea CMP este presiunea prizei 4 :;

entalpia destinderii teoretice în CMP:

;

căderea teoretică de entalpie în CMP:

;

Se evaluează initial :

căderea reală:

;

entalpia reală la ieșirea CMP:

;

volumul specific real la ieșirea CMP:

;

volumul specific mediu:

;

debitul la intrarea CMP ( din datele de exploatare ):

;

debitul la ieșirea CMP ( din datele de exploatare ):

;

Debitul mediu prin CMP:

;

randamentul CMP:

;

Cu randamentul astfel calculate se determină căderea reală de entalpie:

;

entalpia reală la ieșirea CMP:

;

volumul specific la ieșirea CMP:

;

volumul specific mediu:

;

Se recalculează randamentul intern al CMP:

;

Deoarece ultimele valori coincide se consider calculul definitiv.

Randamentul CJP se calculează cu formula:

;

; (în funcție de viteza aburului și lungimea paletelor ultimei trepte I).

;

– coeficient dependent de caracteristicile constructive și de presiunea aburului;

;

S-a ales ;

– factor pentru eficiența separării picăturilor de apă; pentru corpuri cu prize .

Se evaluează .

Parametrii intrării în CJP:

;

;

;

presiunea la condensator:

;

titlul punctului final al destinderii adiabatice:

;

– entropia lichidului saturat la și ;

– entropia vaporilor saturați uscați la și ;

;

entalpia punctului final al destinderii adiabatice:

– căldura latent la și ;

– entalpia lichidului saturat la și ;

;

căderea adiabatică de entalpie în CJP:

;

căderea reală de entalpie în CJP:

;

entalpia reală la condensator:

;

titlul real la condensator:

;

;

căderea reală în domeniul umed:

; ( la intersecția destinderii reale în diagram i-s cu curba ).

Se calculează randamentul intern al CJP:

;

Deoarece valoarea este diferită de cea evaluate este necsară recalcularea.

căderea reală de entalpie:

;

entalpia reală la condensator:

;

titlul real la condensator:

;

;

căderea reală în domeniul umed:

;

;

Diferența de 0,003 dintre ultimele valori se consider acceptată.

Calculul debitelor la prize

PIP 8

presiunea la PIP8:

;

temperatura de saturație corespunzătoare:

;

temperatura condensatului secundar:

;

entalpia condensatului secundar:

;

Bilanțul termic pe PIP8:

.

Entalpia prizei 8, , reprezintă entalpia ieșirii din CIP, determinate la calculul randamentelor.

Temperatura apei de alimentare la iețirea din preîncălzitorul propriu-zis:

;

Entalpia punctului :

;

Bilanțul termic pe preîncălzitorul propriu-zis:

;

Entalpia punctului x>

;

Verificarea temperaturii punctului x:

;

deci presiunea aleasă este acceptabilă.

PIP7

PIP7 este alimentat de la priza 7 cu .

La intersecția destinderii reale în diagrama i-s cu izobara se citește entalpia ;

presiunea la PIP7:

;

temperatura de saturație corespunzătoare:

;

temperatura condensatului secundar:

;

entalpia condensatului secundar:

;

Temperatura apei de alimentare la iețirea din preîncălzitorul propriu-zis:

;

Entalpia punctului :

;

Bilanțul termic pe PIP7:

;

;

Bilanțul termic pe preîncălzitorul propriu-zis:

;

Entalpia punctului x:

;

Verificarea temperaturii punctului x:

;

.

DEGAZOR

Degazorul este alimentat la prize 6 a turbine având .

La intersecția acestei izobare cu destindera reală în turbine se citește entalpia ;

Debitul de apă de alimentare care intră în degazor:

;

Bilanțul termic la degazor:

sau ținând seama de valoarea lui :

de unde rezultă debitul prizei 6:

;

Se calculează debitul de apă de alimentare care intră în degazor:

;

PJP5

PJP5 este alimentat de la priza 5 a turbinei cu presiunea cu .

La intersecția destinderii reale în în turnină cu izobara se citește entalpia ;

presiunea la PIP5:

;

temperatura de saturație corespunzătoare:

;

temperatura condensatului secundar:

;

entalpia condensatului secundar:

;

Bilanțul termic pe PIP5:

; de unde debitul prizei 5:

;

PJP4

PJP4 este alimentat de la priza 4 a turbinei cu presiunea cu .

La intersecția destinderii reale în în turnină cu izobara se citește entalpia ;

presiunea la PJP4 :

;

temperatura de saturație corespunzătoare:

;

temperatura condensatului secundar:

;

entalpia condensatului secundar:

;

Bilanțul termic pe PIP4:

; de unde debitul prizei 4:

;

PJP3

Debitul de apă de alimentare la intrarea în PJP3:

;

PJP3 este alimentat de la priza 3 a turbinei cu presiunea cu .

La intersecția destinderii reale în în turnină cu izobara se citește entalpia ;

presiunea la PJP3 :

;

temperatura de saturație corespunzătoare:

;

entalpia condensatului secundar:

; PJP3 nu este prevăzut cu subrăcitor de condensat.

Bilanțul termic pe PIP3:

sau ín\nd seama de Y:

de unde rezultă debitul la priza 3:

;

Se consideră:

;

Verificarea entalpiei punctului 7:

;

;

Diferența de 7,2 se consider inadmisibilă fiind necesară recalcularea debitelor și .

;

.

.

Se verifică din nou entalpia punctului 7:

;

Diferența dintre ultimele valori recalculate ale entalpiei punctului 7 se consider acceptabilă și deci ;

PJP2

PJP2 este alimentat de la priza 2 a turbinei cu presiunea cu .

La intersecția destinderii reale în în turnină cu izobara se citește entalpia ;

presiunea la PJP2 :

;

temperatura de saturație corespunzătoare:

;

temperatura condensatului secundar:

;

entalpia condensatului secundar:

;

Bilanțul termic pe PIP2:

; de unde rezultă debitul prizei 2:

.

PJP1

PJP1 este alimentat de la priza 1 a turbinei cu presiunea cu .

La intersecția destinderii reale în în turnină cu izobara se citește entalpia ;

presiunea aburului la PJP1 :

;

temperatura de saturație corespunzătoare:

;

temperatura condensatului secundar:

;

entalpia condensatului secundar:

;

Bilanțul termic pe PIP1:

; de unde rezultă debitul prizei 1:

.

Calculul debitului turbopompei de alimentare

Turbompompa de alimentare este alimentată cu abur de la priza 6 cu , parametrii aburului la intrarea în turbine de antrenare fiind:

;

;

;

Presiunea la condensator fiind determinate de temperature apei de răcire se va considera ;

Parametrii apei de alimentare:

la aspirație:

;

;

la refulare:

;

;

volumul specific mediu:

;

Puterea necesară:

;

– debitul de apă de alimenatre prin pompă;

;

– randamentul hidraulic al pompei;

;

– randamentul mecanic;

;

Puterea turbinei:

;

– debitul de abur prin turbină;

– căderea reală de entalpie în turbină.

Din egalarea ultimilor două relații se obține debitul relativ al turbopompei:

;

Pentru determinarea căderii reale de entalpie în turbopompa de antrenare, se determină entalpia punctului final al destinderii teoretice:

;

căderea adiabatică:

;

căderea reală:

;

– randamentul intern al turbinei, se consideră .

debitul turbopompei:

.

Calculul randamentului termic al ciclului

lucrul mecanic produs de 1 kg de abur:

;

– entalpia aburului după VIR CIP:

;

– entalpia aburului după VIR CMP:

;

;

căldura cedată de cazan pentru 1 kg de abur:

;

– entalpia aburului viu la ieșirea din cazan;

;

– entalpia aburului la ieșirea din supraîncălzitorul intermediar;

;

– entalpia aburului la intrarea în supraîncălzitorul intermediar;

;

;

randamentul termic:

;

randamentul mecanic:

;

randamentul generatorului [I]:

; pentru generatoare răcite cu hidrogen.

;

;

În continuare se va analiza o schema termică, alta decât cea a grupului de 200 MW, și se vor compara performanțele celor două scheme, justificând astfel alegerea unei dintre ele.

Se vor menține aceiași parametrii la cazan și la turbine. Diferența dintre cele două scheme reprezentând-o modul de recuperare al condensatului secundar: la schema grupului de 200 MW prin scurgere în cascadă și repompare în conducta de apă de alimentare pentru PJP5, PJP4 și PJP3 și prin scurgere în cascadă la condensator la PJP2 și PJP1, iar la schema următoare prin scurgere la condensator pentru toate PJP, ca în figura următoare.

Se vor calcula doar parametrii care se modifică, ceilalți fiind deja calculați la schema precedentă.

Creșterea de entalpie în treapta de preîncălzire de joasă presiune;

Entalpia la degazor:

;

Entalpia la intrarea în circuitul regenerativ:

;

;

;

Creșterea de entalpie în pompa de alimentare:

; (calculată);

Creșterea de entalpie în treapta de înaltă presiune:

; (calculată);

Stabilirea temperaturilor și entalpiilor apei de alimentare de-a lungul circuitului regenerativ :

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Este necesar să se calculeze numai debitele de la PJP3, PJP2 și PJP1 celelalte fiind calculate.

PJP3

Temperatura condensatului secundar:

;

entalpia condensatului secundar:

;

Bilanțul termic pe PIP3:

rezultă debitul prizei 3:

,

PJP2

Bilanțul termic pe PIP2:

;

; (calculată)

rezultă debitul prizei 3:

.

PJP1

Bilanțul termic pe PIP1:

rezultă debitul prizei 1:

.

Calculul randamentului termic al ciclului

lucrul mecanic se calculează cu formula :

;

;

căldura cedată de cazan pentru 1 kg de abur (calculată):

;

randamentul termic:

;

Analiza schemelor din punct de vedere al consumului de combustibil

schema grupului de 200 MW

energia specifică la bornele generatorului:

;

consumul specific de căldură:

;

– randamentul efectiv;

.

;

-randamentul brut:

;

– randamentul cazanului;

;

– randamentul conductelor;

;

;

consumul specific de căldură brut:

;

consumul specific de combustibil:

;

– puterea caloric;

;

Grupul de 200 MW fiind proiectat pentru funcționare în regim de bază, se va considera timpul de funcționare .

Energia produsă anual:

;

Consumul anual de combustibil:

;

Schema oarecare:

Energia specific la bornele generatorului:

;

Randamentul efectiv:

.

Consumul specific de căldură:

;

Randamentul brut:

;

Consumul specific de căldură brut:

;

consumul specific de combustibil:

;

consumul anual de combustibil:

;

Economia realizată de schema grupului de 200 MW:

;

CAPITOLUL 2

CALCULUL ARDERII ÎN CAZANUL DE ABUR

Lignitul are următoarea analiză elementară:

;

;

;

;

;

;

;

Puterea calorică inferioară a combustibilului:

;

Calculul volumelor de aer necesar arderii și de gaze de ardere:

Volumul theoretic de aer:

;

;

;

Aerul atmosferic cconține x[g/kg aer] umiditate. Considerând densitatea aerului în condiții normale ] și volumul specific al vaporilor de apă 1,244], volumul aerului umed va fi:

;

Uzual, și volumul de aer umed devine:

;

Volumul de gaze triatomice ():

;

Volumul de azot:

;

Volumul de vapori de apă:

;

Volumul de gaze de ardere uscate:

;

Volumul de gaze de ardere umede:

;

Pe lângă combustibilul de bază (lignit), în cazan se aerd gaze natural pentru menținerea flăcării, acestea având următoarea compoziție:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Calculul arderii gazelor naturale:

Cantitatea teoretică de aer uscat necesar arderii:

;

;

Ținând seama și de umuditatea conținută de aerul introdus în focar (x=10 g /kg aer uscat):

;

;

Calculul gazelor de ardere:

Volumul teoretic de azot:

;

Volumul teoretic de gaze triatomice ):

;

Volumul teoretic de vapori de apă:

;

Calculul arderii amestecului de combustibili:

Participația lignitului la căldura dezvoltată:

;

Cantitatea de combustibil gazos care revine pentru 1 kg lignit:

;

Puterea calorică a gazelor naturale pentru temperatura la care a fost determinat .

Se determină puterea calorică a gazxelor naturale la temperatura de 20 ;

;

– puterea calorică în condiții normale;

] (din Buletinul de Analiză din 16 martie 1996).

Puterea calorică inferioară a amestecului:

;

Valoarea lui corespunzătoare stării normale:

.

Calculul aerului de ardere necesar amestecului:

(Conversia lui n în valoare corespunzătoare stării normale a fost necesară deoarece arderea gazelor naturale a fost calculată pentru 1 gaze).

Volumul de aer uscat necesar arderii amestecului :

;

– volumul de aer uscat necesar arderii amestecului;

– volumul de aer uscat necesar arderii lignitului;

– volumul de aer uscat necesar arderii gazelor natural.

;

Volumul de aer umed:

;

;

Calculul gazelor de ardere:

Volumul teoretic de azot:

;

Volumul de gaze triatomice:

;

Volumul vaporilor de apă:

;

Volumul teoretic de gaze de ardere uscate:

;

Volumul theoretic de gaze de aerdere umede:

;

Construirea diagramei i- t pe domeniul 0-2500 și coefficient de exces de aer .

Entalpia specific a gazelor de ardere:

;

– căldura specifică la presiunea constantă a componentei j la temperatura t.

Entalpia gazelor de ardere

;

– volumul componentei j ;

Entalpia gazelor de ardere:

;

– entalpia cenușei antrenate în gazelle de ardere;

;

– factor de reținere a cenușii în zgura evacuate;

Pentru lignit .

– conținutul de cenușă al combustibilului.

CAPITOLUL 3

ANALIZA VARIAȚIEI TEMPERATURII OPTIME A APEI DE ALIMENTARE LA MODIFICAREA VALORII PRESIUNII ABURULUI VIU

Temperatura de preîncălzire a apei de alimentare este determinată de temperatura de saturație la PIP8 ( deci presiunea prizei 8). Preîncălzitorul propriu-zis al PIP8 este dimensionat astfel încât diferența dintre temperatura de saturație corespunzătoare presiunii aburului la PIP 8 și temperatura apei la ieșirea din acest preîncălzitor să aibă o anumită valoare care rezultă din considerente tehnico-economice de optimizare. O valoare mică a acestei diferențe de temperatură ar duce la o suprafață mare a PIP8, deci investiție mare, dar pierderi reduse de energie. O valoare mare ar duce la investiție mică în schimbătorul de căldură, dar la pierderi mari de energie. Valoarea optimă se va considera cea calculată la capitolul 1, iar în calculele care vor analiza variația temperaturii optime de preîncălzire se va considera această valoare constntă pentru orice regim și pentru toate schimbătoarele de căldură.

Creșterea presiunii aburului viu duce la o creștere a debitului și a presiunilor la prize, deci la creșterea temperaturii de preîncălzire. Pentru determinarea noului regim de presiuni la prize se va aplica formula lui Stodola:

;

Formula se va aplica între cele două puncte care nu există prize, cu p fiind notate presiunile la prize, D debitele care circulă între punctele 1 și 2 , si temperaturile medii între punctele 1 și 2.

Indicele n a fost atribuit mărimilor corerspunzătoare regimului de referință. Temperatura aburului viu menținându-se constantă, modificarea temperaturilor medii pe regiuni este neglijabilă și raportul .

Deoarece nu se cunoaște modificarea debitului la modificarea presiunii aburului viu, se va considera o creștere a debitului la condensator cu 6%. Condensatorul fiind singurul punct cu presiune fixă ( prin modificarea debitului de apă de răcire), presiunile la prize se determină recursiv de la spre cu formula lui Stodola în forma:

;

Într-o primă aproximație se consideră că debitele la prize se mențin egale cu cele din regimul de referință, urmând ca ulterior să fie recalculate.

Calculul presiunilor la prize:

Presiunea prizei 1:

;

Debitul regiunii 1:

;

Presiunea prizei 2:

;

Debitul regiunii 2:

;

Presiunea prizei 3:

;

Debitul regiunii 3:

;

Presiunea prizei 4:

;

Debitul regiunii 4:

;

Presiunea prizei 5:

;

Debitul regiunii 5:

;

Presiunea prizei 6:

;

Debitul regiunii 6:

;

Presiunea prizei 7:

;

Debitul regiunii 7:

;

Presiunea după VIR CMP:

;

Presiune la intrare în CMP:

;

Presiunea la ieșirea din supraîncălzitorul intermediar:

;

– pierderea de presiune pe conducta caldă a supraîncălzirii intermediare;

Presiunea la intrarea în supraîncălzitorul intermediar:

;

Presiunea la ieșirea din CIP:

;

Debitul regiunii 8:

;

Presiunea la intrarea în treapta de reglare a CIP:

;

Presiunea la intrarea în VIR CIP:

;

Presiunea la ieșirea din cazan:

;

Entalpia abnurului viu la ieșirea din cazan:

;

Entalpia aburului viu la intrarea în VIR CIP

;

Entalpia aburului viu după VIR CIP:

;

Entropia destinderii teoretice în CIP:

;

Căderea adiabatică în CIP:

;

Căderea reală în CIP:

;

;

;

Entalpia reală la ieșirea CIP:

;

Calculul randamentului CMP:

Entalpia la ieșirea din supraîncălzitorul intermediar:

;

Entalpia la intrarea în VIR CMP:

;

Parametrii aburului după VIR CMP:

;

;

Entalpia destinderii teoretice:

;

Căderea adiabatică:

;

Se evaluează volumul specific la ieșirea CMP:

;

Volumul specific mediu:

;

Debitul mediu:

;

=;

Căderea reală în CMP:

;

Entalpia reală la ieșirea din CMP:

;

Volumul specific la ieșire :

;

Volumul specific mediu:

;

Se recalculează randamentul CMP:

.

Căderea reală:

;

Entalpia reală la ieșirea CMP:

;

Calculul randamentului CJP:

;

;

;

;

Se evaluează .

Entalpia finală a destinderii teoretice până la :

;

căderea adiabatică în CJP:

;

căderea reală:

;

entalpia reală la condensator:

;

titlul destinderii reale:

;

căderea reală în domeniul umed:

;

;

randamentul CJP:

.

Căderea reală :

;

Entalpia reală:

;

Ținând seama de pierderile de presiun pe conductele care alimentează preîncălzitoarele ( considerate egale cu cele din regimul de refeință) se determină presiunile respectiv, temperaturile de saturație la preîncălzitoare:

În ipoteza menținerii constant a diferenței de temperatură dintre temperatura de saturație și cea a condensatului secundar, temperaturile condensatului secundar devin:

Punctul 12:

:

;

Punctul 13:

:

;

Punctul 14:

:

;

Punctul 15:

:

;

Punctul 16:

:

;

Punctul 17:

:

;

Punctul 18:

:

;

Menținerea constantă a diferențelorde temperatură dintre temperatura de saturație și cea a apei de alimentare la ieșirea din fiecare preîncălzitor va determina creșterea entalpiilor apei de alimentare după cum urmează:

Punctul 1:

:

;

Punctul 2:

:

;

Punctul 4:

;

Creșterea de entalpie în pompa de alimentare :

Presiunea la refulare:

;

Parametrii apei la aspirație:

;

;

Entalpia comprimării adiabatice în pompă:

;

Creșterea adiabatică de entalpie:

;

Creșterea reală de entalpie:

;

Entalpia reală la refulare:

;

Punctul 5:

:

;

Punctul 6:

:

;

Punctul 8:

:

;

Punctul 7:

;

Punctul 9:

:

;

Punctul 10:

:

;

La intersecția destinderilor reale în corpurile de turbine cu izobarele calculate se citesc entalpiile la prize:

; ;

; ;

; ;

;;

; ;

; ;

; ;

; ;

Se recalculează debitele la prize:

;

;

;

;

;

;

.

.

Verificarea entalpiei punctului 7:

;

;

.

Calculul debitului turbompompei de alimentare:

Presiunea la refulare:

;

Presiunea la aspirație:

;

Volumul specific la aspirație:

;

Volumul specific la refulare:

;

Volumul specific mediu:

;

Parametrii aburului la intrarea în turbine de antrenare:

;

;

;

;

căderea adiabatică:

;

căderea reală:

;

debitul de abur care alimentează turbompoma:

;

Se recalculează debitele turbine pe regiuni:

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Se recalculează presiunile la prize:

;

;

;

;

;

;

;

Presiunea la intrare în VCMP:

;

Presiunea la intrarea în VR CMP:

;

Presiunea la ieșirea din supraîncălzitorul intermediar:

;

Presiunea la intrarea în supraîncălzitorul intermediar:

;

Presiunea la ieșirea din CIP:

;

În tabelul următor sunt analizate comparativ ultimele 2 regimuri de presiuni la prize:

Diferențele dintre presiunile la prize corespunzătoare celor două regimuri nu determină modificări importante ale temperaturilor de saturație la prize și deci, ale temperaturii condensatului secundar și apei de alimentare de-a lungul circuitului termic regenerativ. Ca urmare, regimul final de debite și presiuni la prize va fi următorul:

;

; ;

; ;

;;

;

; ;

; ;

; ;

Creșterea presiunii aburului viu de la 175 la 181 duce la creșterae temperaturii apei de alimentare de la la .

Randamentul termic:

Lucrul mecanic:

;

Debitul absolut în regimul de referință:

;

Debitul specific de abur:

;

Debitul de abur viu:

;

Căldura cedată de cazan pentru 1 kg de abur:

;

;

;

;

;

;

Randametul termic:

;

Puterea produsă la creșterea presiunii:

Debitul absolut la intrarea în turbină:

;

Energia specific la bornele generatorului:

;

Debitul specific de abur:

;

Puterea produsă:

.

Se verifică rezultatul din capitolul 5 pentru un punct din turbină suficient de depărtat în amonte față de un punct cu presiune fixă, presiunea variază liniar cu debitul:

;

; cu eroarea ;

CAPITOLUL 4

ANALIZA VARIAȚIEI TEMPERATURII APEI DE ALIMENTARE LA MODIFICAREA VALORII TEMPERATURII ABURULUI VIU

Se consideră o creștere a temperturii aburului viu atât la înaltă presiune , cât și la medie presiune de 10 . Presiune aburului viu la ieșirea din supraîncălzitorul de IP se menține

;

Calculul randamentelor interne în noile condiții:

Entalpia la ieșirea din supraîncălzitorul IP:

;

Entalpia aburului viu la intrarea în VIR CIP

;

Presiunea la intrarea în VIR CIP:

;

Parametrii aburului după ventilele CIP:

;

;

;

;

;.

Se consideră la o primă aproximație presiunea la ieșirea din CIP:

;

Entalpia teoretică la ieșirea CIP:

;

căderea adiabatică în CIP:

;

căderea reală:

;

entalpia reală la ieșirea din CIP:

;

temperatura la ieșirea CIP:

;

Randamentul CMP:

entalpia la ieșirea din supraîncălzitorul intermediar:

;

Entalpia la intrarea în VIR CMP:

;

Presiunea după VIR CMP:

;

Entalpia după VIR CMP:

;

Volumul specific după VIR CMP:

;

Tempertura după VIR CMP:

;

Entropia după VIR CMP:

;.

Debitul la intrarea ÎN CMP:

;

Debitul la ieșirea CMP:

;

Se consider că presiunea la ieșirea CMP se menține

Entalpia destinderii teoretice:

;

Căderea adiabatică în CMP:

;

Se evaluează volumul specific la ieșirea CMP:

;

Volumul specific mediu:

;

;

Căderea reală în CMP:

;

Entalpia punctului final al destinderii reale:

;

Volumul specific la ieșire :

; nu este necasară recalcularea .

Parametrii aburului la ieșirea din CMP:

;

;

;

;

;

Calculul randamentului CJP:

Se evaluează .

Entalpia finală a destinderii teoretice :

;

căderea adiabatică în CJP:

;

căderea reală:

;

entalpia reală la condensator:

;

titlul destinderii reale:

;

căderea reală în domeniul umed:

;

randamentul CJP:

. Nu este necesară recalcularea.

Se citesc entalpiile la prize în ipoteza că preiunile la prize nu se schimbă:

; ; ;

; ; ;

; ; ;

;; ;

; ; ;

; ; ;

; ; ;

; ; ;

Cu aceste entalpii se recalculează debitele la prize menținând entalpiile condensatului secundar și ale apei de alimentare egale cu cele din regimul de referință.

;

;

;

;

;

;

;

Verificarea entalpiei punctului 7:

;

;

.

Debitele pe regiuni:

;

Calculul debitului turbompomei de alimentare:

Parametrii apei de alimentare rămân neschimbați modificându-se numai entalpia aburului care antrenează turbompompa:

;

;

;

entalpia destinderii teoretice:

;

căderea adiabatică:

;

căderea reală:

;

debitul de abur care alimentează turbompoma:

.

Debitele pe regiuni:

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Regimul de presiuni la prize determinat de modificarea debitelor se calculează cu formula STODOLA în forma:

;

Temperatura medie , se va considera ca o medie geaometrică între și .

Temperaturile la prize în regimul de referință:

;

;

;

;

;

;

;

;

temperatura medie în regiunea condensatorului:

;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 1:

;;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 2:

;;

pentru regimul de referință:

;

.

temperatura medie în regiunea 3:

;;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 4:

;;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 5:

;;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 6:

;;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 7:

;

pentru regimul de referință:

;

.

Presiunea la intrarea în VIR CMP:

.

Presiunea la ieșirea CIP:

:

temperatura medie în regiunea 8:

;

pentru regimul de referință:

;

.

Presiunile la preîncălzitoare și temperaturile de saturație vor fi:

Parametrii la ieșirea din CIP

Se admite ;

presiunea la intrare în CIP :

;

presiunea înainte de VIR CIP :

;

presiunea la cazan:

;

entalpia la cazan:

;

entalpia la intrarea în VIR CIP:

;

;

;

;

;.

Entalpia destinderii teoretice:

;

căderea adiabatică în CIP:

;

căderea reală:

;

entalpia reală la ieșirea din CIP:

;

;

Calculul randamentului CMP:

presiunea după VIR CMP:

;

presiunea înainte de VIR CMP :

;

presiunea la ieșirea din supraîncălzitorul intermediar:

;

entalpia la ieșirea din supraîncăliztorul intermediar:

;

;

parametrii după VIR CMP:

;

;

;

;

;

Entalpia destinderii teoretice:

;

căderea adiabatică în CIP:

;

debitul mediu prin CMP

;

Se evaluează volumul specific la ieșirea CMP:

;

Volumul specific mediu:

;

=

;

Căderea reală în CMP:

;

Entalpia punctului final al destinderii reale:

;

Volumul specific la ieșire :

;

Parametrii aburului la ieșirea din CMP:

;

;

;

Randamentul CJP:

Se evaluează .

Entalpia finală a destinderii teoretice :

căderea adiabatică în CJP:

;

căderea reală:

;

entalpia reală la condensator:

;

titlul destinderii reale:

;

.

Se citește în diagram i-s căderea reală în domeniul umed:

;

nu este necesară recalcularea.

Entalpiile la prize:

; ; ;

; ; ;

; ; ;

;; ;

; ; ;

; ; ;

; ; ;

; ; ;

Menținerea constantă a diferențelor de temperature la schimbătoarele de căldură implică modificarea temperaturilor condensatului secundar și ale apei de alimentare:

Temperatura condensat:

Punctul 12:

:

;

Punctul 13:

:

;

Punctul 14:

:

;

Punctul 15:

:

;

Punctul 16:

;

;

Punctul 17:

:

;

Punctul 18:

:

;

Temperaturile apei de alimentare:

Punctul 1:

:

;

Punctul 2:

:

;

Punctul 4:

;

Punctul 5:

:

;

Punctul 6:

:

;

Punctul 8:

:

;

Punctul 7:

;

Punctul 9:

:

;

Punctul 10:

:

;

;

;

;.

Entalpia destinderii teoretice:

;

căderea adiabatică:

;

căderea reală:

;

entalpia reală la ieșirea din CIP:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

.

Debitele pe regiuni:

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Presiunile la prize recalculate:

;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 1:

;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 2:

;;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 3:

;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 4:

;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 5:

;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 6:

;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 7:

;

pentru regimul de referință:

;

Presiunea la intrarea în VIR CMP:

.

Presiunea la ieșirea CIP:

:

temperatura medie în regiunea 8:

;

pentru regimul de referință:

;

Presiunile la preîncălzitoare și temperaturile de saturație corespunzătoare:

Recalcularea temperaturilor condensatului secundar:

Punctul 12:

:

;

Punctul 13:

:

;

Punctul 14:

:

;

Punctul 15:

:

;

Punctul 16:

;

;

Punctul 17:

:

;

Punctul 18:

:

;

Temperaturile apei de alimentare:

Punctul 1:

:

;

Punctul 2:

:

;

Punctul 4:

;

Punctul 5:

:

;

Punctul 6:

:

;

Punctul 8:

:

;

Punctul 7:

;

Punctul 9:

:

;

Punctul 10:

:

;

Entalpiile la prize:

; ; ;

; ; ;

; ; ;

;; ;

; ; ;

; ; ;

; ; ;

; ; ;

Creșterea de entalpie în pompa de alimentare:

;

;

;

;

Parametrii corespunzători comprimării adiabatice:

;

;

Creșterea adiabatică de entalpie:

;

căderea reală:

;

;

Debitele la prize recalculate:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Calculul debitului turbompomei de alimentare:

Parametrii aburului la intrarea în turbină:

;

;

;

entalpia destinderii teoretice:

căderea adiabatică:

;

căderea reală:

;

volumul specific al apei de refulare:

;

volumul specific mediu:

;

debitul de abur care alimentează turbompoma:

.

Debitele pe regiuni:

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Recalcularea presiunile la prize:

;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 1:

;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 2:

;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 3:

;;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 4:

;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 5:

;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 6:

;

pentru regimul de referință:

;

;

temperatura medie în regiunea 7:

;

pentru regimul de referință:

;

;

Presiunea la ieșirea CIP:

;

În tabelul următor sunt comparate ultimele două cicluri iterative:

Diferențele mici dintre presiunile la prize omoloage corespunzătoare celor două cicluri iterative fac inutil un nou ciclu.

CONCLUZII

La creșterea temperaturii aburului viu cu 10 temperatura apei de alimentare crește de la 250 la 250,4 . Creșterea temperaturii cu 10 față de creșterea presiunii aburului viu cu 6 bar, influențează mult mai puțin temperature apei de alimentare.

Randamentul termic:

Lucrul mecanic pentru 1 kg de abur:

;

;

;

;

;

Randametul termic:

.

CAPITOLUL 5

INFLUENȚA NUMĂRULUI DE TREPTE DE PREÎNCĂLZIRE ASUPRA RANDAMENTULUI TERMIC AL CICLULUI

Se va considera că se ocolește PJP1 prin conducta cu care schema este prevăzută.

Debitul de abur nemaifiind extras din turbine, va determina modificarea regimului de presiuni la prize după cum urmează:

Presiunea prizei 1:

;

Debitul regiunii 1:

;

Presiunea prizei 2:

Presiunea prizei 3:

Presiunea prizei 4:

Presiunea prizei 5:

Presiunea prizei 6:

;

Presiunea prizei 7:

Presiunea după VIR CMP:

.

Se constată că modificarea presiunilor la prize este mica și ea scade la treptele superioare, deci entalpiile aburului la prize și temperturile la saturație nu suferă modificări importante.

Considerând creșteri egale de entalpie în treptele de joasă presiune, creșterea pe treapta de joasă presiune va fi :

;

Entalpiile în punctele circuitului termic de joasă presiune:

;

;

;

;

;

;

Debitele la prizele de joasă presiune:

;

;

;

;

;

;

Verificarea entalpiei punctului 7:

;

;

;

;

;

Debitele pe regiuni:

;

;

;

;

;

;

;

;

Se recalculează presiunile la prize:

Presiunea prizei 1:

;

Presiunea prizei 2:

;

Presiunea prizei 3:

;

Presiunea prizei 4:

;

Presiunea prizei 5:

;

Presiunea prizei 6:

;

Presiunea prizei 7:

;

Presiunea după VIR CMP:

.

.

Presiunile și temperaturile de saturație la preîncălzitoare vor fi:

Temperaturile condensatului secundar:

Punctul 12:

:

;

Punctul 13:

:

;

Punctul 14:

:

;

Punctul 15:

:

;

Punctul 16:

;

;

Punctul 18:

:

;

Temperaturile și entalpiile apei de alimentare:

Punctul 1:

:

;

Punctul 2:

:

;

Punctul 5:

:

;

Punctul 6:

:

;

Punctul 8:

:

;

Punctul 7:

;

Punctul 9:

:

;

Creșterea de entalpie în pompa de alimentare:

;

;

;

Creșterea adiabatică de entalpie:

;

căderea reală:

;

entalpia reală la refulare:

;

Entalpiile aburului la prize:

; ;

; ;

;;

; ;

; ;

; ;

; ;

Debitele la prize recalculate:

;

;

;

;

;

;

;

;

Verificarea entalpiei punctului 7:

;

;

;

;

;

Debitului turbompomei de alimentare:

Parametrii aburului la intrarea în turbină:

;

;

;

entalpia destinderii teoretice:

căderea adiabatică:

;

căderea reală:

;

debitul de abur care alimentează turbompoma:

.

Debitele pe regiuni:

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Recalcularea presiunilor la prize:

Presiunea prizei 1:

;

Presiunea prizei 2:

;

Presiunea prizei 3:

;

Presiunea prizei 4:

;

Presiunea prizei 5:

;

Presiunea prizei 6:

;

Presiunea prizei 7:

;

Presiunea după VIR CMP:

.

.

Diferența dintre acest ultim regim de presiuni la prize și precedentul este suficient de redusă ca să nu mai modifice regimul de temperturi de saturație la prize și entalpiile ale aburului la prize. Acest regim de debite se consider cel final și se calculează cu formula:

;

Căldura cedată de cazan:

;

Randametul termic:

.

Concluzie:

Reducerea numărului de trepte de preîncălzire prin ocolirea PJP1 duce la scăderea randamentului termic al ciclului cu 0,13 %.