ГРЭС мощностью 4000 МВт с модернизацией турбины К-800-240

Описание

В работе выполнен проект ГРЭС, имеющей мощность 4000 МВт, с модернизацией ЦНД штатной турбины.

Составлена экономическая часть. Рассчитаны основные технико-экономические показатели проектируемой ГРЭС.

Основным оборудованием принята турбина К-800-240 и котельные агрегаты, имеющие производительность по пару 1650 тонн в час, которые работают на твёрдом топливе. Расчеты выполнены для двух вариантов: с количеством блоков 5 и 8. По показателям проектной себестоимости принят вариант,  в котором основное оборудование принято в количестве пять блоков К-800-240 и пять котельных агрегатов, имеющих производительность пара 2600 тонн в час, за счет чего обеспечен хозрасчётный эффект в размере 1203 млн.руб./год.

Разработана основная часть. Приведено описание тепловой схемы. В турбине имеются регенеративные отборы пара в количестве восьми штук. В системе регенерации содержатся подогревателя низкого давления – 4 шт, деаэратор, подогреватели высокого давления – 3 шт. Из ПВД предусмотрен каскадный слив дренажа в предвключённый деаэратор. Из ПНД – каскадно в ПНД – 6. На отопление поступление горячей воды выполняется от сетевой подогревательной установки, в составе которой включен верхний и нижний сетевой подогреватель. Конденсат из сетевых подогревателей сливается в деаэратор посредством дренажного насоса. Применен прямоточный котел типа П-67. С уплотнений пар поступает в сальниковый подогреватель, а из основных эжекторов конденсатора – в охладитель эжекторного пара, за счет чего происходит дополнительный подогрев основного конденсата. В схеме установлен питательный турбонасос. Для его привода служит турбина. На турбопривод пар идет из третьего отбора турбины. Модернизированная турбина модели К-800-240 является трехцилиндровой.

Выполнено определение давления в нерегулируемых отборах пара на сетевые подогреватели с расчетом значений:

Сделано определение параметров по элементам схемы на примере подогревателя высокого давления ПВД-1. Рассчитан показатель давления пара в отборе турбины 61,8 бар, в ПВД-1 58,71 бар, теплоперепад 317,2 кДж/кг, энтальпия греющего пара 2999,2 кДж/кг.

По аналогии рассчитаны параметры по другим элементам схемы.

1. Рассчитана установка по подогреву сетевой воды с вычислением расходов пара на верхний и нижний подогреватель.
2. Составлен баланс пара и воды с определением производительности котлоагрегата 670,326 кг/с.
3. Последовательно выполнен расчет регенеративной схемы для подогревателей ВС, деаэратора и подогревателей НД на основе решения уравнений тепловых балансов.
4. Составлен тепловой и материальный баланс, в ходе которого уточнен расход пара на турбину 660,539 кг/с и коэффициент регенерации 1,245.
5. Рассчитаны технико-экономические показатели: общий расход топлива на ТЭЦ 86,15 кг/с.
6. Выбрано основное оборудование ГРЭС: пять модернизированных турбоагрегатов модели К-800-240-5 и пять прямоточных котлов типа Пп-2650-25-545БТ /1/.

В качестве вспомогательного оборудования приняты регенеративные подогреватели: ПВ 1800-37-6,5, ПН 1900-32-6-I и ПНСВ 2000-2, деаэратор смешивающего типа повышенного давления ДП-2800/185, сетевые подогреватели НН№43ТС-16/3, насосы: питательные с турбоприводом марки ПН–1500–350 ЛМПО, конденсатные КСВ 1600-90, циркуляционные ОП-10-145 /5/, сетевые СЭ 500-70.

Приведено описание модернизированной турбины. Турбина является трехцилиндровым агрегатом. Она выполнена с промежуточным перегревом пара до 540 ⁰С, после которого он подается в двухпоточный ЦСД. В цилиндре СД размещены восемнадцать ступеней давления. В каждом потоке находится по девять ступеней. В цилиндре НД – четыре ступени на один поток. В агрегате имеется восемь регенеративных нерегулируемых отборов пара.

Базовой конструкций выступает штатный ЦНД турбины. В разрабатываемом варианте конструкции выполнена установка устройства разделителя потока и ступени с двойным выхлопом в конденсатор. Применена двухпоточная схема проточной части, которая содержит двухпоточную радиально-осевую ступень, вторую и третью ступень – осевые, а четвертую – ступень с двойным выхлопом в конденсатор – на каждый поток. В каждом потоке имеется два отбора. Также предложена установка одного ЦНД вместо трех. Подводящее устройство выполнено в форме двухзаходной улитки, имеюще двухпоточный подвод пара. При входе в направляющий аппарат оно обеспечивает однородную структуру потока рабочего тела. Для радиально - осевой ступени в проекте принято двухпоточное рабочее колесо, у которого расположение четного числа межлопаточных каналов меандрообразного типа выполнено в шахматном порядке. Ротор ЦНД - сболченный, состоящий из двух частей, с одним болтовым соединением. Крепление к нему радиально-осевой ступени выполнено при помощи болтового соединения.

Сделан выбор параметров радиально-осевой ступени и произведен ее детальный расчет. Определена термодинамическая степень реактивности 0,507, скорость истечения пара из сопла 730,205 м/с, располагаемый теплоперепад 135,086 кДж/кг.

Построен процесс расширения пара в ступени. Рассчитана выходная площадь сопловой решетки 0,672 м², диаметр рабочего колеса 3,166 м, высота сопловых лопаток 0,268 м. Аналогично вычислены параметры для рабочей решетки.

Произведен аналогичный детальный расчет первой, второй и третьей осевых ступеней ЦНД.

Выполнен расчет сетевых подогревателей: верхнего и нижнего.

Для верхнего подогревателя определены значения: тепловая нагрузка 19962,4 кДЖ, площадь поверхности теплообмена 72,87 м².

Проведен выбор площадки и генерального плана станции.

Разработаны мероприятия по охране окружающей среды и безопасности проектируемого объекта.

В проекте разработана ГРЭС и проведена модернизация ЦНД штатной турбины К-800-240 путем замены рассекателя и первых двух осевых ступеней по ходу пара в каждом потоке на двухпоточную радиально-осевую ступень меандрообразного типа, и установки в качестве последней ступени – с двойным выхлопом в конденсатор.

Чертежи (в программе): Компас 3D v

Спецификация - 7 листов