Курсовая работа (т): Проектирование тепловой схемы ТЭЦ для промышленного предприятия и жилого района

Проектирование тепловой схемы ТЭЦ для промышленного предприятия и жилого района

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Энергообеспечение предприятий и теплотехника»

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой Н.П.Жуков

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по «Источники производства теплоты»

на тему: «Проектирование тепловой схемы ТЭЦ для промышленного предприятия и жилого района»

Автор работы Полянская Г.А. Группа БТЭ-31

Направление 140100.62 - «Теплоэнергетика и теплотехника»

Обозначение курсовой работы  ТГТУ. 140100.019 ТЭ - ПЗ

Руководитель работы Н.Ю.Полунина

Нормоконтролер Н.Ю. Полунина

Тамбов, 2015 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Исходные данные

Климатологические характеристики района

. Расчет тепловых нагрузок

.1 Тепловая нагрузка на отопление

.2 Тепловая нагрузка на вентиляцию

.3 Расчетная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение

.4 Промышленная тепловая нагрузка

. Расчет расширения пара в турбине

. Определение расхода пара внешними потребителями

.1 Расход пара на охладительные установки

.2 Расход пара на отопление и горячее водоснабжение

Годовые графики расхода теплоты

. Определение мощности турбины, расхода пара на турбину, выбор типа и числа турбин

.1 Расчет мощностей турбин

.2 Расход пара на подогреватель высокого давления

.3 Расход пара на турбины ПТ-12-35/10

. Выбор паровых котлов

. Расчет годовой выработки пара и электроэнергии

.1 Годовые расходы пара технологическими потребителями

.2 Расход пара на отопление и горячее водоснабжение

.3 Годовая выработка электроэнергии

.4 Годовая выработка пара

.5 Годовая выработка тепла для внешних потребителей

. Определение КПД котлоагрегата и расхода топлива

. Расчет показателей тепловой экономичности ТЭЦ

. Выбор вспомогательного оборудования ТЭЦ

. Описание тепловой схемы ТЭЦ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

Перечень графического материала

.1 Схема подготовительной установки ТЭЦ

.2 Компоновка бойлерной ТЭЦ

.3 Чертёж бойлерной установки

ВВЕДЕНИЕ

Цель данной курсовой работы - приобретение навыков проектирования тепловой схемы ТЭЦ для промышленного предприятия и жилого района.

Проектирование источников теплоснабжения, теплоподготовительных установок и тепловых сетей должно базироваться, прежде всего, на требованиях, которые предъявляют к ним местные системы потребления тепла. Эти требования относятся как к количествам тепла, которые должны быть подведены к системе в соответствии с графиком потребления ею тепла в суточном и сезонном резервах, так и к необходимым параметрам подводимого теплоносителя, в основным к температуре, в иногда и к давлению его.

От источников централизованного теплоснабжения - ТЭЦ и котельных - могут покрываться только те виды потребления тепла, которые связаны с низкотемпературными и частично со среднетемпературными процессами, примерно до 250⁰С. Такие процессы характерны, прежде всего, для потребления тепла в коммунально-бытовых целях и в основном связаны с поддержанием заданных нормами санитарно-гигиенических условий во всех жилых, общественных и производственных помещениях, в которых постоянно или периодически находятся люди. Эти условия включают требования к температуре, относительной влажности, скорости движения, а также к чистоте воздуха внутри помещения [1].

Исходные данные

Климатический район - Владивосток.

Параметры свежего пара p₀=11,85 МПа, t₀=555 ºC.

Промышленная паровая нагрузка:

Температура отбираемого пара t_пр=150 ºС.

Давление отбираемого пара p_пр=1,4 МПа.

Давление пара на теплофикацию p_от=0,18 МПа.

Электрическая нагрузка N_э=6,6 МВт.

Расход пара на промышленную нагрузку .

Расход пара на технологические нужды .

Численность населения жилого фонда m=32 тыс. человек.

Объем отапливаемых производственных помещений

V_пр=35,123 тыс. м³.

Температурный график сетевой воды - 110/70 ⁰С/⁰С.

Топливо - артемовское месторождение угля.

Климатологические характеристики района

Город - Владивосток;

Расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий:

 -24 °С;

Расчетная отопительная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий: t = 18 °С;

Расчетная вентиляционная температура: = -16 °С;

Средняя температура воздуха за отопительный сезон: - 4,8°С;

Продолжительность отопительного периода: 201 сут. = 4824 ч.

1. Расчет тепловых нагрузок

.1 Тепловая нагрузка на отопление

Максимальный тепловой поток на отопление жилых и общественных зданий:

 (1.1)

где  - удельный тепловой поток, Вт/м², принимаем 75 Вт/ м². [7]

F - общая площадь жилых зданий, м²;

K - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, при отсутствии данных принимается равным 0,25; [3]

где m - норма жилой площади на одного человека, принимаем m=12 м²/чел.;

S - число жителей.

Средний тепловой поток на отопление для средней t_н^ср за отопительный сезон температуры наружного воздуха:

(1.3)

где  - средняя температура наружного воздуха за отопительный период, ºС;

1.2 Тепловая нагрузка на вентиляцию

Максимальный тепловой поток на вентиляцию:

где K₂ - коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, принимается для построек после 1985 г. - 0,6. [3]

Средний тепловой поток на вентиляцию для средней температуры воздуха за отопительный сезон:

где  - расчетная температура воздуха на вентиляцию.

1.3 Расчетная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение (ГВС) зданий:

где m - расчетное число потребителей горячей воды;

a - норма расхода воды на ГВС при температуре 55 ºС на одного человека в сутки, приживающего в здании с горячим водоснабжением, принимаемая в зависимости от степени комфортности, л/сут; [3]

b - норма расхода воды на ГВС в общественных зданиях при температуре 55 ºС, принимаемая в размере 25 л/сут на 1 человека; [3]

c - удельная изобарная теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг ∙ºС);

t_х - температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период, принимается равной 5 ºС. [3]

Максимальный тепловой поток на ГВС жилых и общественных зданий:

Средний тепловой поток на ГВС в неотопительный (летний) период:

где t_з,t_л - соответственно температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период и неотопительный (летний) период, принимаются 5 ºС и 15 ºС; [3]

β - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, принимаемый для жилищно-коммунального сектора - 0,8. [3]

1.4 Промышленная тепловая нагрузка

Тепловая нагрузка отопления промышленных зданий

Тепловая нагрузка отопления промышленных помещений в режиме самого холодного месяца

где  - температура воздуха внутри производственного помещения, ^оС;

 - средняя температура наиболее холодного месяца, ^оС;

Теплова нагрузка отопления промышленных помещений в средне - отопительном режиме:

где  - средняя температура отопительного сезона, ^оС.

2. Расчет процесса расширения пара в турбине

Технологические и отопительные потребители теплоты используют пар из регулируемых отборов турбин типа ПТ и пар выхлопа турбин противодавления P. Пар на регенеративные подогреватели питательной воды подается из нерегулируемых отборов турбин. В связи с этим параметры пара могут быть определены после построения процессов расширения пара в h-S диаграмме.

Последовательность построения процесса расширения пара в турбине приведена на рисунке 2.1 :

Рис 2.1 - Процесс построения расширения пара в турбинах типа ПТ и Р

По давлению Р₀ = 11,5 МПа и температуре t₀ = 555 ºС перегретого пара перед турбиной находится положение точки 1.

Строится процесс дросселирования пара в стопорном и регулирующих каналах турбины по условию h₂ = h₁= 3300 кДж/кг; p₂=0,9∙p₁= = 2,7 МПа и находится положение и параметры пара в точке 2.

Построим процесс расширения пара в части высокого давления турбины. Для этого сначала строится процесс изоэнтропного расширения пара до давления в производственном отборе и находятся параметры в точке 3 по условию S₃ = S₂. Затем из соотношения:

определяем значение

По значению  и давлению p_3d = p₃ = 0,6 МПа определяются положения и параметры пара в точке 3d. Для турбин на средние параметры пара . Изображение процесса расширения в ЧВД получается соединением точек 2 и 3d.

Аналогично строится процесс расширения пара в части точек среднего давления (ЧСД) и части низкого давления (ЧНД) турбины типа ПТ и процесс расширения в турбине типа Р.

Потери давления в регулирующих органах принимаются такими же, как для ЧВД, - равными 10%. Внутренние относительные КПД по проточной части могут быть приняты следующими:  [4]

Параметры пара в нерегулируемых отборах находятся по положению точек пересечения изобар, соответствующих давлениям в отборах, и линий расширения пара в турбинах типа ПТ и Р в координатах i-S диаграммы. Точки отбора обозначены следующими буквами:

А - регулируемый производственный отбор;

В - нерегулируемый отбор пара на ПВД1, p_В=0,48 МПа;

С - регулируемый отопительный отбор;

Д - нерегулируемый отбор пара на ПНД, p_д=0,085 МПа;

По окончании построения процесса расширения пара в турбине определяются использованный теплоперепад

и коэффициенты недовыработки мощности:

Результаты определения параметров пара в различных точках по проточной части турбин приведены в таблице 2.1.

По данным таблицы 2.2 определяются параметры пара и конденсата в характерных точках схемы. Потери давления в паропроводах от турбин до теплообменных устройств составляют 10 %. Энтальпия конденсата определяется как энтальпия воды в состоянии насыщения при давлении в теплообменнике. Результаты определения параметров пара и конденсата сводятся в таблице 2.2.

Таблица 2.1 - Параметры пара в проточной части турбины и коэффициенты недовыработки мощности