5 Мета роботи:
Розрахувати принципову теплову схему теплоелектроцентралі з турбіною Р-140-120/4 та визначити техніко-економічні показники роботи турбіни.
6 Короткий опис турбіни р-140-120/4
Турбіна Р-140-120/4 призначена для одночасного вироблення електричної енергії та технологічної пари з тиском 0.4 МПа. Номінальна потужність турбіни 140 МВт, тиск пари після пароперегрівача 12.0 МПа, номінальний тиск пари на технологічному відборі 0.4 МПа.
Турбіна одноциліндрова, має подачу пари посередині циліндра та три відбори на регенеративний підігрів у трьох підігрівачах високого тиску (ПВТ). Третій відбір відокремлений від лінії протитиску, проте пару на деаератор (Д) беруть з лінії протитиску. Дренажі ПВТ зливають каскадом у деаератор. ПВТ змонтовані у дві нитки, всього шість корпусів. Пара на ущільнення і на ежектор відсмоктування з кінцевих ущільнювачів забирається з деаератора. Відсмоктана з ущільнювачів пара конденсується в охолоджувачі ежекторів хімочищеною водою. Спрощена принципова теплова схема Р-140-120/4 показана на рис. 1.
Функціонує
схема так:
Живильна вода, стиснена живильним насосом (ЖН) до робочого тиску Ро, подається у паровий котел (ПК), де завдяки перетворенню хімічної енергії палива у теплову (процес горіння), нагрівається до температури насичення i шляхом фазового переходу (кипіння) перетворюється у пару.
Після цього пара поступає у пароперегрівник (ПП), який знаходиться у газоході котла, i перегрівається до потрібної температури при сталому тиску для збільшення її ентальпії. У такий спосіб підвищується працездатність (ексергія) пари i, відповідно, ККД ПТУ (згадайте формулу для ККД циклу Карно).
Перегріта пара з параметрами Ро, То подається в турбіну, де теплова енергія пари перетворюється у механічну (кінетичну) енергію ротора турбіни. Такий перехід можливий лише за умови, коли частина теплової енергії буде передана оточенню (охолоджувачу). Тобто ККД турбіни завжди менший від одиниці.
Механічна енергія ротора турбіни у електрогенераторі перетворюється в електроенергію. Оскільки механічна i електрична енергії мають малу ентропію (високовпорядковані), ККД перетворення високий (~ 94 - 97 %).
Турбіна Р-140-120/4 призначена для одночасного вироблення електричної енергії та технологічної пари для споживачів i оснащена теплофікаційним блоком, який функціонально зв'язаний з електричним. У даній схемі теплофікаційний блок підпорядкований споживанню електроенергії i служить для підвищення ефективності використання тепла палива (підвищення загальної економічності ПТУ). Після використання пари споживачами її конденсат, пройшовши конденсатоочистку, частково повертається до ПТУ. Для подачі конденсату в деаератор служить конденсатний насос (КН).
Щоб підвищити ефективність роботи ПТУ у ній використовується регенеративний підігрів (РП) живильної води. Принципи роботи РП див. у лекційному матеріалі
Живильна вода повинна відповідати високим вимогам чистоти. В тому числі у ній не повинно бути розчинених газів, зокрема кисню та двоокису вуглецю, які викликають корозію обладнання. Для усунення цих газів використовують деаератор. Він одночасно є РП змішувального типу низького тиску. Пара з лінії протитиску змішується у деаераторі з живильною водою, нагріває її i виштовхує з неї розчинені гази.
3 деаератора вода подається на живильний насос i практично ізохорно стискується в ньому до робочого тиску Р0 та подається у ПК.
При роботі у котловій воді накопичуються залишки слаборозчинних солей, що можуть утворювати на поверхнях теплопередачі тверді відкладення. Ці відкладення мають малу (у десятки раз нижчу від котлової сталі) теплопровідність i можуть бути причиною перегріву, здуття i розриву екранних трубок. Щоб уникнути цього, котлову воду разом з розчиненими у ній солями частково видаляють (продувають котел).
Для часткового збереження теплоти води продувки у вигляді пари служить сепаратор пари. Відібрану в сепараторі пару повертають у деаератор.
Продувна вода після сепарації пари ще має високий тепловий потенціал. Його використовують для підігріву хімочищеної води перед її подачею у деаератор, підвищуючи таким чином загальний ККД станції. Скидають випар води продувки у дренаж при температурі ~ (45-55)оС.