РОЗДІЛ 3 ТУРБІННА УСТАНОВКА

Тема 3.1 конденсаційні установки

3.1.1 ПРИЗНАЧЕННЯ ТА ПРИНЦИПОВА СХЕМА

3.1.2 КОНСТРУКЦІЯ КОНДЕНСАТОРІВ

3.1.3 РОБОЧИЙ ПРОЦЕС В КОНДЕНСАТОРІ

3.1.4 ПОВІТРЯВИДАЛЯЮЧІ ПРИСТРОЇ

3.1.1 Призначення та принципова схема

Підвищення економічності паротурбінних установок полягає в підвищенні термічного ККД шляхом зниження кінцевого тиску циклу, з яким пов’язано зниження температури відпрацьованої пари і відповідно, зменшення кількості теплоти, що передається холодному джерелу. В якості холодного джерела в паротурбінному циклу використовують теплообмінник – конденсатор. В конденсаторі можна підтримувати абсолютний тиск відпрацьованої в турбіні пари значно нижче атмосферного (вакуум).

Розрядження за турбіною створюється за рахунок конденсації пари в конденсаторі. Цей процес відбувається шляхом віднімання від пари теплоти пароутворення при постійному тиску і температурі.

Охолоджуючим середовищем зазвичай служить вода та рідше – повітря. Температура охолоджуючого середовища повинна бути нижча температури пари, що конденсується.

Принцип роботи схеми конденсаційної установки з приводом електрогенератора (рисунок 3.1.1):

Відпрацьована в турбіні 1 пара направляється в конденсаторі 3. В об’ємі конденсатора відбувається безперервний процес конденсації пари за рахунок віддачі теплоти пароутворення охолоджуючій воді, що подається циркуляційним насосом 4. Питомий об’єм насиченої пари значно більше питомого об’єму води, тому при конденсації в конденсаторі утворюється вакуум.

Загальний тиск пароповітряної суміші в конденсаторі дорівнює сумі парціальних тисків пари та повітря. Для підтримання створеного розрідження, необхідно безперервно відсмоктувати повітря (незкондесовані гази) з конденсатора за допомогою спеціального повітряного насосу 6. В якості повітряного насосу використовують пароструменевий або водоструменевий ежектор, або водо кільцевий насос.

Рисунок 3.1.1 – Принципова схема конденсаційної установки

Утворений в результаті конденсації конденсат відкачується з конденсатора конденсат ним насосом 5. Температура конденсату інколи може бути нижче температури пари при вході в конденсатор . Різниця температур називається переохолодженням конденсатора.

Рух потоку пароповітряної суміші з деякою швидкістю до місця відсмоктування повітря з конденсатора можливо лише в тому випадку, якщо в місці відсмоктування повітряним насосом буде підтримуватись більш низький абсолютний тиск , ніж абсолютний тиск що встановлюється при вході в конденсатор. Різницю тисків називають паровим опором конденсатора.

В паротурбінних установках застосовують такі типи конденсаторів: поверхневі з водяним та повітряним охолодженням, а також змішуючи.

Основною перевагою конденсаторів змішувального типу – можливість отримання більш глибокого вакууму для заданої температури охолоджуючої води, але увесь конденсат втрачається з охолоджуючою водою. Тому ці конденсатори застосовуються в комплексі з радіаторними градирнями.

Рисунок 3.1.2 – Конструктивна схема конденсаційної установки з конденсатором поверхневого типу

Принцип роботи схеми конденсаційної установки з конденсатором поверхневого типу (рисунок 3.1.2):

Відпрацьована пара з вихідного патрубку 1 турбіни 26 надходить до конденсатора через хвильовий (лінзовий) компенсатор 2 та приймальний патрубок 3. Пара, що омиває поверхні конденсаторних трубок 5, конденсується та віддає теплоту пароутворення охолоджуючій воді, що протікає по трубках. Кінці конденсаторних трубок закріплюються в трубних дошках, що встановлені в корпусі конденсатора. До трубних дощок підведені водяні камери 6 та 24 (відповідно задня та передня). Передня водяна камера розділена горизонтальною перегородкою, що розділяє підведення та зливання охолоджуючої води. Таким чином, вода, яка надійшла до нижньої камери, проходить нижній ряд конденсаторних трубок, розвертається у задній водяній камері та проходить по верхніх трубках конденсатора до передньої водяної камери. Нагріта охолоджуюча вода (циркуляційна) видаляється з конденсатора по зливній трубі 13 до відвідного каналу 14. Конденсатори, які виконані по цій схемі називаються двоходовими. Конденсат відпрацьованої пари з конденсатора відводиться конденсатним насосом 12 через патрубок 10, розташований в нижній частині конденсатора. Для підтримання в паровому просторі конденсатора глибокого вакууму передбачено відсмоктування повітря через трубопровід 7 та 23. Охолоджуюча вода з підвідного каналу 16 через всмоктуючий патрубок 17 циркуляційним насосом 15 подається в конденсатор. Пароповітряна суміш з конденсатора відсмоктується двох східчастим пароструменевим ежектором 21. Пара до сопел 1-го та 2-го східців ежектора підводиться по лінії 22. Пароструменевий ежектор має холодильники поверхневого типу, в яких основним конденсатом турбіни (напірна лінія 20) здійснюється конденсація робочої пари ежектора та пари, що надходить з конденсатора разом з повітрям. Для спускання відпрацьованої пари з турбіни до атмосфери в аварійних випадках передбачено автоматичний діючий атмосферний клапан, який встановлюється на трубі 4 або безпосередньо на корпусі конденсатора.

Конденсатор пружинними опорами 9 та 11 встановлений на спеціальному фундаменті.

При пуску конденсаційної установки охолоджуюча вода надходить до водяної камери, а повітря яке там знаходилось видаляється через кран 25. Після зупинки конденсаційної установки вона зливається через спускні крани 8.

Циркуляційний насос 15облаштований патрубком 18 до допоміжного пароструменевого ежектора для підсмоктування води перед пуском насосу. Засувкою 19 циркуляційний насос відключається від водяного об’єму конденсатора.

Також конденсатор може виконувати ще ряд функцій: приймати "скидальну" пару спеціальним паро приймальним пристроєм; приймання конденсату з колекторів дренажів паропроводів, ущільнень, деяких підігрівників та уведення добавки хімічно очищеної води для відновлення втрат конденсату в циклі; деаерують утворений конденсат.