Конденсационные устройства паровых турбин

В конденсационной установке производится отвод тепла от пара. Она предна­значена для создания за паровой турби­ной 1 (рис. 20.7) разрежения (вакуума) с целью увеличения используемого теплоперепада и повышения термического КПД паротурбинной установки. В кон­денсационную установку входят конден­сатор 2, циркуляционный 3 и конденсатный 4 насосы, а также устройство 5 для отсасывания воздуха из конденсато­ра (обычно это паровой эжектор). От­работавший пар поступает в конденсатор сверху. Соприкасаясь с поверхностью трубок, внутри которых протекает ох­лаждающая вода, пар конденсируется. Конденсат стекает вниз и из сборника конденсационным насосом подается в по­верхностные холодильники парового эжектора, а оттуда через систему регенеративных подогревателей поступает в паровой котел.

Рис. 20.7. Принципиальная схема конденсационной установки

Рис. 5-50. Схема охлаждения с градирней

Через жалюзи 1 подводится воздух, вытягиваемый при высокой градирне в камин 2 по принципу тяги дымовой трубы. В оросителе вода разбрызгивается при падении и охлаждается, отдавая тепло встречному потоку воздуха. Охлаж­денная вода стекает в сборный бассейн 5, откуда по трубам 6 цир­куляционным насосом 7 возвращается в конденсатор. Потеря воды от испарения и уноса составляет 2,5…3%. Насос 4 пополняет убыль воды. Высота градирни 30…40 м.

5-39

Характеристики турбин напоминают характеристики ДВС. Это зависимость между расходом пара и нагрузкой. Она выражается прямой линией на протяжении от расчетной мощности N1 до весьма малых мощностей, близких к холостому ходу.

На рис. 5-39 по горизонтальной оси отложена (в процентах) мощность турбогенератора, т. е. электрическая мощность, снимаемая на зажимах электрического генератора, а по вертикальной оси часовой расход пара D и удельный расход пара d, приходящийся на единицу работы (квт-ч).

Если принять условно, как пока­зано на рис. 5-39 пунктиром, тот же прямолинейный закон вплоть до хо­лостого хода, то отрезок, который от­секается на оси ординат, представляет условный расход холостого хода турбогенератора D. Коэффициент условного расхода турбогенератора с холостого хода х выражает отношение условного часового расхода при хо­лостом ходе D_xx к часовому расходу при расчетной мощности D_pac

.

При расчётной мощности, которая составляет 90…100% от номинальной расход пара наименьший. Номинальная мощность совпадает с максимальной мощностью, при которой турбина может длительно работать.

Для конденсационных турбогенераторов, работающих с глубо­ким вакуумом, коэффи

циент х установлен на основании многочис­ленных испытаний. Величина его меняется в относительно неболь­шом интервале значений, главным образом, в зависимости от еди­ничной мощности агрегата и условий парораспределения. При сопловом парораспределении его значение меньше, чем при дроссель­ном. Для современных крупных турбогенераторов x = О,ОЗ-О,О8. Для турбогенераторов малой мощности порядка 1000 кет и ниже эта величина доходит до х = О,15-O,17.

Абсолютное давление пара в конден­саторах поддерживается в

пределах 3 … 7 кПа. Теоретически абсолютное давле­ние в конденсаторе должно быть равно давлению насыщенного пара, соответ­ствующему конечной температуре ох­лаждающей воды (при 25⁰С это 0,004 МПа). Однако в действитель­ности в конденсатор вместе с водяными парами поступает некоторое количество воздуха. Кроме того, воздух проникает через неплотности во фланцевых соеди­нениях конденсатора и трубопроводов, поэтому давление в конденсаторе равно сумме парциальных давлений водяного пара и воздуха. Скопления воздуха ухуд­шают вакуум в конденсаторе, что снижает КПД цикла. Поэтому воздух необходимо постоянно удалять, для чего служат эжекторы.

В паротурбинных установках применяются одно-, двух- и трехступенчатые эжекторы. В рабочее сопло эжектора подается све­жий пар. Вытекающая из него струя, обладая большой кинетической энергией, увлекает за собой воздух с некоторым количеством пара из конденсатора. В диффузоре эжектора кинетическая энергия паро­воздушной смеси преобразуется в энер­гию давления, при этом вследствие уменьшения температуры пар из паровоз­душной смеси конденсируется в холо­дильнике, а насыщенный паром воздух выбрасывается в атмосферу.

В градирне тёплая вода из конденсатора подаётся на ороситель 3.