регенеративных подогревателях поверхностного типа

Эффективность регенеративного подогрева с поверхностными подогревателями зависит от схемы отвода конденсата греющего пара.

1. Надежно и просто направлять конденсат через дроссельную шайбу (водоотводчик) из подогревателя П1 с более высоким давлением в П2 с более низким давлением, осуществляется каскадный слив конденсата (рис. 4.8 а).

2. Возможно применение схемы отвода конденсата от регенеративного подогревателя по принципу каскадного подъема (рис. 4.8 б), когда конденсат нижнего отбора подается насосом в подогреватель, подключенный к верхнему отбору. И только из П1 конденсат подается в линию питательной воды. В этом случае облегчается работа подъемных насосов, так как только последний из них преодолевает давление питательного насоса. На практике для ПВД применяют схему с охладителями дренажа и каскадным сливом, а для ПНД – каскадный слив с подъемным насосом.

3. Более совершенной с термодинамической точки зрения (особенно при отсутствии охладителей дренажа) является схема отвода конденсата от подогревателей с подъемными насосами (рис. 4.9 а). Конденсат греющего пара подается насосом в поток питательной воды за подогревателем. При этом конденсат не вытесняет отборов более низкого давления, а смешивается с потоком питательной воды, выходящим из этого же подогревателя. Температура этого потока мало отличается от температуры конденсата (на величину недогрева Q=5¸6 °С), поэтому снижаются необратимые потери теплоты. Аналогичные результаты достигаются при использовании схемы с опускными насосами (рис. 4.9 б).

Основным недостатком схем с многоступенчатой перекачкой (рис. 4.9) является установка насосов высокого давления, работающих с малыми и переменными расходами.

Помимо основных регенеративных подогревателей в схему регенерации включают сальниковые подогреватели, использующие пар от лабиринтовых уплотнений турбины, и подогреватели (холодильники) паровых эжекторов турбины. Нагрев конденсата или питательной воды в этих вспомогательных подогревателях составляет 3¸6 °С; в ПНД – 18¸22 °С, а в ПВД – 25¸30 °С.

Расчет схемы регенерации

1. До начала расчета составляют принципиальную теп­ловую схему турбинной установки и выбирают число нерегулируемых отборов пара (рис. 4.10).

2. Температуру питательной воды определяют по заданному р _о следующим образом:

а) находят давление в барабане котла p _б, обеспечивающее давление перед стопорным клапаном р _o, ата;

; (4.26)

б) по давлению в барабане котла из таблиц насыщенного водяного пара находят температуру насыщения ;

в) температуру питательной воды принимают

. (4.27)

3. Из таблиц насыщенного водяного пара по давлению в конден­саторе определяют температуру насыщения t _нк и, снизив ее на 1÷2 ºС (переохлаждение конденсата), получают температуру конденсата t _к.

4. Конденсат, проходя через холодильник эжектора, нагревается на 3÷6 ºС. Поэтому температура конденсата, вышедшего из эжектора, будет t _эж = [ t _к + (3÷6)] °С.

5. В среднем в каждом подогревателе конденсат нагревается на Δ t _r, ºС

, (4.28)

где z – количество подогревателей в регенеративной схеме.

6. В регенеративной схеме с каскадным сливом дренажа из подогревателей, представленной на рис. 4.10, имеется три подогревателя (в том числе деаэратор). Благо­даря простоте и удовлетвори­тельной экономичности эта схе­ма применяется на электро­станциях небольшой мощности. Для удобства эксплуатации при этом используют атмосферные деаэраторы.

7. Температуру t ₃ питательной воды после выхода из подогревателя
низкого давления (П3) принимают

, (4.29)

а температуру насыщения греющего пара берут на 3÷6 °С выше:

. (4.30)

8. Давление отбираемого пара для подогревателя П3 определяют из таблиц водяного пара по температуре насыщения. Полученное давление в виде изобары наносят на диаграмму i, S, где изображен тепловой процесс в турбине, и обозначают через , так как данный отбор является третьим по ходу пара в турбине (рис. 2.5). Точка пересе­чения изобары с линией теплового процесса С''' характеризует состояние отбираемого пара, имеющего энтальпию i ₃. Относительное и абсолютное количество отбираемого пара обозначают соответственно через α₃ и D ₃. Под относительным количеством пара понимают ко­личество отбираемого пара, выраженное в долях от расхода свежего пара на турбину.

9. После П3 подогрев питательной воды осуществляется в деаэраторе (в подогревателе П2). В атмосферном деаэраторе давление p _д=1,2 кгс/см², поэтому температура насыщения греющего пара t _нд=104 °С. Питательная вода в деаэраторе нагревается от t ₃ до t _д=104 °С. Отбор пара для деаэратора у турбин с регулируемым отбором может осу­ществляться из системы регулируемого отбора. Если давление регу­лируемого отбора выше 1,2 кгс/см², то отбор производят через редуктор. Энтальпия отбираемого пара для деаэратора (i _д) определяется из диа­граммы i, S в точке В '(рис. 2.5). Если отбор пара осуществляется через дроссельный клапан, понижающий давление до 1,2 кгс/см², то про­цесс дросселирования происходит при постоянной энтальпии и эн­тальпия пара все равно определяется в точке B '. Относительное и абсолютное количество отбираемого пара для деаэратора обозначают соответственно через a _д и D _д.

10. Дальнейший подогрев питательной воды осуществляется в подогревателе высокого давления П1 до температуры t _пв, определен­ной выше. Температура насыщения греющего пара в подогре­вателе П1 будет

= [ t _пв + (3÷6)]. (4.31)

Давление греющего пара определяют по температуре насыщения из таблиц водяного пара и наносят на диаграмму i, S в виде изобары (рис.2.5). Точка С ' пересечения изобары с линией теплового процесса характеризует состояние пара, отбираемого из турбины для подогревателя высокого давления П1 и имеющего энтальпию i ₁. Относительное и абсолютное количество отбираемого пара обозна­чают соответственно через а ₁и D ₁.

11. Из уравнения теплового баланса для подогревателя П1 опре­деляют относительный расход пара

, (4.32)

где i' ₁– энтальпия конденсата греющего пара; =0,97÷0,99 – КПД подогревателя П1, учитывающий поте­рю тепла в окружающую среду; С _в– теплоемкость воды; α _о= α ₁+ α ₂+ α ₃+ α _к=1, (α ₂= α _д+ α _р.отб); = 0,005÷0,013 – относительное количество пара, по­ступающего на эжектор (в среднем = 0,01).

12. Чтобы определить относительный расход пара на деаэратор, составляют уравнение теплового баланса для смешивающего подогре­вателя

, (4.33)

где – относительное количество пара, поступающего на регулируемый отбор;

– энтальпия конденсата, возвращаемого от теплового потребителя;

– энтальпия питательной воды после выхода из подогревателя низкого давления П3;

h _д=0,98÷0,99 – КПД деаэратора, учитывающий по­терю тепла в окружающую среду;

– энтальпия питательной воды после выхода из деаэра­тора;

– относительное количество пара, поступающего на деа­эратор.

Уравнение (4.33) решают относительно а _д, выражая его в зависимости от a _р.отб, поскольку все остальные члены его известны.

13. Чтобы определить относительный расход пара на подогрева­тель низкого давления П3, составляют уравнение теплового баланса

, (4.34)

где – энтальпия питательной воды после выхода из эжектора.

Уравнение (4.34) решают относительно а ₃, выражая его в зависимости от a _р.отб, поскольку остальные члены (4.34) известны.

14. Расход пара на турбину D ₀, кг/с, при номинальной мощности генера­тора N _э и регулируемом отборе пара D _отб находят из уравнения где – механический КПД турбины;

– механический КПД генератора;

– используемый теплоперепад в турбине до первого отбора пара на подогреватель П1;

– используемый теплоперепад в турбине между отбором пара на подогреватель П1 и камерой регулируемого отбора;

– используемый теплоперепад в турбине между регулирую­щими клапанами ЧНД и отбором пара на подогрева­тель П3;

– используемый теплоперепад в турбине между отбором пара на подогреватель П3 и конденсатором.

Решая последнее уравнение относительно D ₀, получаем

.(4.36)

Подставляя в уравнение (4.36) вместо а ₁, а _д, а ₃ их найденные значе­ния, а также заданные значения η _м и η _г, приходим к уравнению типа

, (4.37)

где величины А, В, С имеют определенные численные значения. Заменяя a _р.отб его значением

, (4.38)

получают уравнение для опре­деления расхода свежего пара

. (4.39)

15. Определяют значения а _д и а ₃, поскольку они являются функ­циями а _р.отб; затем рассчитывают абсолютные значения отбираемого пара:

для подогревателя высокого давления П1

; (4.40)

для деаэратора (подогревателя П2)

; (4.41)

для подогревателя низкого давления П3

; (4.42)

и пара, поступающего в конденсатор,

. (4.43)

16. Расход пара при работе турбины в конденсационном режиме
определяют по формулам, приведенным в п.п. 2.4, 2.6.

Хостинг от uCoz