Файл: Т. Ю. Короткова, В. В. Барановский.docx

Укрупненный тепловой расчет котла-утилизатора

Паровой двухконтурный котел-утилизатор (КУ) П100 с вспомогательнымоборудованиемпредназначендляполученияперегретогопаравысокогоинизкогодавленийиподогреваконденсатапаровойтурбинызасчетиспользования теплоты горячих выхлопных газов ГТУ. В тракте конденсатапредусмотренаустановкаводо-водяноготеплообменника(ВВТО),нагревающего сетевую воду. КУ оснащается предохранительной, запорной ирегулирующейарматурой,циркуляционнымиипитательныминасосами,расширителяминепрерывной ипериодическойпродувок.Рабочий диапазон регулирования нагрузки котла-утилизатора составляет100 %…50 % от номинальной. Регулирование давления и температуры пара вкотле не предусматривается, так как он работает при скользящих параметрахпара, определяемых расходом и температурой газов, поступающих в котел–утилизаторотГТУ,ихарактеристикамипаровойтурбины.Характеристикикотла–утилизатора при атмосферном давлении 98,5 кПа и разных температурахнаружноговоздухаврежиме100%нагрузкиГТУсведенывтаблицуПриложения2.–котелутилизатортипаП-100(Е-236/40,5-9,3/1,5-514/299-13,5вв(индексывобозначении КУ представленывтаблице2)–однапароваятурбинатипаТ-63/76-8,8сэлектрогенераторомТЗФП-80-2 УЗ.Таблица2–ИндексывобозначенииКУ

Индекс	Обозначение
Е	Тип циркуляции – естественная
236	Паропроизводительность тракта ВД, т/ч
40,5	Паропроизводительность тракта НД, т/ч
9,3	Давление перегретого пара ВД, МПа
1,5	Давление перегретого пара НД, МПа
514	Температура перегретого пара ВД, °С
299	Температура перегретого пара НД, °С
13,5 вв	Номинальная тепловая нагрузка водо–водяного теплообменного аппарата (ВВТО), МВт

---

ВсхемеПГУприменяетсядвухконтурныйкотел-утилизаторП-100.ПрирасчетеКУлюбоготипанеобходимоучитывать,чтотеплопередается от горячих газов ГТУ к воде и пару и поэтому температура газоввсегда выше, чем температура воды и пара. Вместе с тем, чем меньше разностьэтих температур (температурный напор), тем эффективнее передается тепло отгазоввпаротурбинный контур.Котел-утилизаторП-100имеетвертикальнуюкомпоновкуипринудительнуюциркуляциювконтурахвысокогоинизкогодавлений,осуществляемую циркуляционными насосами. При вертикальной компоновкегазоходовкотлов-утилизаторовпроисходитболееинтенсивныйтеплообменмеждугреющимигазамиитеплоносителем,чтопозволяетснизитьметаллоемкость при изготовлении. К недостаткам можно отнести возможноеснижение надежности из-за наличия насосного оборудования, работающего подвысокимизбыточнымдавлением,вследствиечегоограничиваетсямаксимальное давление в контуре высокого давления, и что ведет к снижениюначальныхпараметровпаравысокогодавленияииспользуемоготеплоперепада.Котел-утилизатор имеет два контура генерации пара: высокого и низкогодавлений. В состав первого входят экономайзер (ЭВД), испаритель (ИВД) ипароперегреватель(ППВД),авсоставвторого–испаритель(ИНД)ипароперегреватель(ППНД)Продуктысгоранияпослегазовойтурбиныпоступаютвкотел-утилизатор, последовательно проходят пароперегреватель высокого давления(ППВД), испаритель высокого давления (ИВД), экономайзер высоко давленияЭВД),пароперегревательнизкогодавления(ППНД),испарительнизкогодавления(ИНД),

---

газовый подогреватель конденсата (ГПК).

Пар высокого давления после ППВД направляется в ЧВД паровой турбины. Часть пара, генерируемого в контуре низкого давления КУ, после ППНД, направляется на общестанционный деаэратор, а часть пара идет в камеру смешения паровой турбины, где смешивается с потоком пара, отработавшим в ЧВД.

Подогрев воды перед деаэрацией происходит в газовом подогревателе конденсата (ГПК). В тепловую схему включен деаэратор для удаления растворенных газов из всего потока основного конденсата. Отбор греющего пара в деаэратор производят из ППНД.

Подача воды в контуры высокого и низкого давления КУ из бака деаэратора производится питательными насосами высокого и низкого давления (ПНВД, ПННД). Продувка барабанов высокого и низкого давлений направлена в соответствующие расширители продувки.

Для поддержания температуры основного конденсата перед ГПК на уровне 60 °С выполнена рециркуляция конденсата с выхода на вход ГПК. Это делается для того, что избежать низкотемпературной коррозии «хвостовых» поверхностей нагрева КУ. Тепловая схема КУ в составе ПГУ изображена на рисунке 4.



Рис. 4. Котел-утилизатор П-100 в схеме ПГУ-230

Целью теплового расчета КУ является определение количества пара, вырабатываемого в контурах высокого и низкого давления для теплофикационной паровой турбины.

Исходными данными для расчета являются:

• 
  электрическая мощность ГТУ – ????????_ГТУ, МВт;
  
• 
  электрический КПД ГТУ – ????????_ГТУ (определяется при расчете ГТУ);
  
• 
  температура дымовых газов на выходе из газовой турбины – ????????_4д , С (определяется при расчете ГТУ);
  
• 
  
  ПП
  давление перегретого пара контура высокого давления КУ – ????????^ВД, МПа
  

---

(определяетсяизтехническиххарактеристикКУ(Приложение3);

• 
  
  ПП
  давление перегретого пара контура низкого давления КУ – ????????^НД, МПа
  

(определяетсяизтехническиххарактеристикКУ(Приложение3).Удельныйрасходтопливанавыработкуэлектрическойэнергии:

---

17
Рис.5.ПринципиальнаясхемаПГУскотлом-утилизаторомП-100.Давление в барабане ИНД принимаем на 10% больше давленияперегретогопара:????????^НД=1,1⋅ ????????^НД, Мпа.б ППТемператураперегретогопараконтуравысокогодавления:????????^п=????????^г−∆????????_пп,°С;5 5 5????????^г = ????????_4д. Теплосодержаниеперегретогопаравысокогодавления:ℎ^п=????????�????????^п,????????^ВД�, кДж/кг.^{5 5} ППТеплосодержаниедымовыхгазовнавходевППВД:ℎ^г=С_р⋅????????^г,кДж/кг.5 5 5Теплоемкость газов С_ропределяется по температуре ????????^г и коэффициенту избытка воздуха в камере сгорания ????????_кспо номограмме Приложения 3. бПо давлению ????????^ВД находим температуру насыщения в БВД: н????????^БВД, °С. Принимая температурный напор в ИВД ∆????????_исп=10 °С, получаемтемпературугазовзаиспарителемвысокого давления:????????^г=????????^БВД+∆????????_исп,°С.7 нТеплосодержаниедымовыхгазовзаиспарителемвысокогодавления:ℎ^г=????????_р⋅????????^г,кДж/кг.7 7 7Теплоемкость газов С_ропределяется по температуре ????????^г и коэффициенту избытка воздуха в камере сгорания ????????_кспо номограмме Приложения 3. Примем,чтовбарабанвысокогодавления(БВД)подаетсяпитательнаяводанедогретаявэкономайзеревысокогодавления(ЭВД)дотемпературынасыщения на 10°С, тогда температура питательной

---