32. Схемы отпуска тепла от тэц. Одноступенчатый подогрев сетевой воды отборным паром от турбины. Преимущества недостатки. Пределы регулирования и ограничения.

При одноступенчатом подогреве сетевой воды пар на сетевой подогреватель подается от регулируемого отбора. Степень подогрева сетевой воды зависит от величины допустимых пределов регулирования давления пара в отборе ( верхнего и нижнего). Для большинства существующих турбин с одним теплофикационным отбором нижний предел установлен на уровне Рн=0,05МПа, а верхний, на уровне Рв=0,12МПа. Для некоторых турбин верхний предел увеличен до Рв=0,18МПа.

При работе турбины по тепловому графику нагрузки, когда диафрагма полностью закрыта, увеличение отпуска тепла из отборов с одновременным ростом параметров отпускаемого тепла приводят к снижению эффективности выработки электроэнергии на тепловом потреблении. Это хорошо видно из анализа изменения процесса расширения пара представленного на рис.8.8. Рост параметров в отборе приводит к снижению величины срабатываемого теплоперепада в проточной части турбины паром регулируемого отбора и соответственно к снижению выработки электрической мощности при неизменном расходе пара в голову турбины.

Отпуск тепла от ТЭЦ осуществляется в соответствии с температурными графиками теплосети. При работе по такому температурному графику, первоначально максимально загружают теплофикационные отборы турбины и только при повышении давления в отборах выше допустимого или при увеличении тепловой нагрузки выше максимально возможной, включают пиковые источники, которые увеличивают отпуск тепла от станции в целом до заданного уровня. По заданному значению tнв. определяют по температурному графику теплосети температуру обратной и прямой сетевой воды t_ос и t_пр

Давление в отборе определяем следующим образом:

сначала находим температуру насыщения в верхнем сетевом подогревателе:

t_sпс=t_пр+, ⁰С (1)

С учетом потери давления в подводящих трубопроводах находим давление в отборе:

-по t_sпс2 находим по таблицам свойств воды и водяного пара P¹_sпс2, тогда

P_отб=P¹_sпс+ P (2)

Суммарная тепловая нагрузка блока определяется по выражению:

Q_T=Cр*Gсв*(tпр-t_ОС). (3)

Если температура прямой сетевой воды по графику выше, чем температура, которую может максимально обеспечить допустимое максимальное давление в отборе, то дальнейший подогрев производится в пиковых источниках.

В этом случае максимальный подогрев определяется из условия :

P_sпс=P_отб^мах- P

По P_sпс определяют температуру насыщения в сетевом подогревателе, а затем определяют подогрев сетевой воды за сетевым подогревателем.

t_{пр сп}=t_sп - ,

В этом случае тепловая нагрузка отбора составитю

Q_T^отб=Cр*Gсв*( t_{пр сп} -t).

Расход пара в отбор составит

Расход пара в голову турбины в этом случае составит:

(14)

Мощность турбины можно определить по выражению:

(15)

Рис.8.8. Рабочий процесс расширения пара в турбине при наличии одного отбора на теплофикацию.

Для повышения эффективности эксплуатации турбин на современных теплофикационных турбинах используется, в основном, двухступенчатые схемы подогрева сетевой воды.

33. Схемы отпуска тепла от ТЭЦ. Двухступенчатый подогрев сетевой воды отборным паром от турбины. Преимущества недостатки. Пределы регулирования и ограничения.

При двухступенчатой схеме подогрева, нагрев сетевой воды производится в двух последовательно расположенных сетевых подогревателях , которые подключаются к двум отопительным отборам, регулируемым совместно. Камеры отборов пара на сетевые подогреватели разделены несколькими ступенями давления. Совместное регулирование отборов означает регулирование параметров пара в отборах с помощью одного регулирующего органа, поворотной диафрагмы, расположенной сразу за нижним отбором. Регулятор давления подключается в этом случае к верхнему отбору, где и поддерживается заданное давление пара ( для обеспечения заданной тепловой нагрузки с соответствующими параметрами) при изменениях электрической нагрузки. В нижнем отборе, в этом случае давление пара устанавливается самопроизвольно, в зависимости от расхода сетевой воды через сетевые подогреватели и от пропуска пара через отсек между отборами на теплофикацию.

Рис.8.9. Рабочий процесс расширения пара в турбине при двухступенчатом подогреве воды из отборов турбины и изменение рабочего процесса при включении встроенного пучка.

Отпуск тепла от ТЭЦ осуществляется в соответствии с температурными графиками теплосети. При работе по такому температурному графику, первоначально максимально загружают теплофикационные отборы турбины и только при повышении давления в отборах выше допустимого или при увеличении тепловой нагрузки выше максимально возможной, включают пиковые источники, которые увеличивают отпуск тепла от станции в целом до заданного уровня. По заданному значению tнв. определяют по температурному графику теплосети температуру обратной и прямой сетевой воды t_ос и t_пр

Давление в верхнем отборе определяем следующим образом:

сначала находим температуру насыщения в верхнем сетевом подогревателе:

t_sпс2=t_пр+, ⁰С (1)

С учетом потери давления в подводящих трубопроводах находим давление в отборе:

-по t_sпс2 находим по таблицам свойств воды и водяного пара P¹_sпс2, тогда

P_отб2=P¹_sпс2+ P (2)

Суммарная тепловая нагрузка блока определяется по выражению:

Q_T=Cр*Gсв*(tпр-t_ОС). (3)

Если Q_Т меньше Q_Т ^мах МВт, то нагрука блока равна нагрузке отборов, а если Q_Т больше Q_Т ^мах МВт, то за нагрузку отборов принимается Q_Т= Q_Т ^мах .

В этом случае температура сетевой воды за СП определяется из выражения:

tсп=tос+ Q_Т ^мах /(Ср*Gсв) (4)

Давление в нижнем отопительном отборе и величина подогрева сетевой воды в СП1 зависит от пропуска пара через промежуточные ступени между верхним и нижним СП (D_ОТС=D_СП1+D_К), а также от конденсирующей способности нижнего СП.

Зависимость между параметрами пара и его расходом через отсек выражается формулой Стодолы-Флюгеля (здесь используется упрощенная формула)

(5)

или считая, что , близка к 1

(6)

где P₂₀, P₁₀, D_отс0 - соответственно давление в верхнем, нижнем отборах и расход пара через отсек между сетевыми подогревателями в опорном режиме.

P₂, P₁, D_отс - соответственно давление в верхнем, нижнем отборах и расход пара через отсек для рассчитываемогорежима.

С другой стороны давление в нижнем сетевом подогревателе можно определить из уравнения баланса СП1:

(7)

q_сп1=2150 кДж/кг - удельная теплота (можно принять в первом приближении), отдаваемая паром при конденсации.

По температуре сетевой воды за СП1 (t_сп1) определяем температуру насыщения в СП1.

(8)

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара находим P¹_scп1

Тогда давление в камере нижнего отопительного отбора определится по выражению:

(9)

Так как сетевой подогреватель работает в системе с турбиной, то после переходного процесса, режим устанавливается и давление в камере нижнего отбора рассчитанное по формуле Флюгеля и рассчитанное из уравнения теплового баланса в нижнем СП, должны быть равны друг другу.

Следовательно, цель расчета - найти совместное решение уравнений (6) и (9).

Поиск совместного решения удобно выполнить графоаналитическим способом.

Задаваясь рядом расходов через отсек и расходом пара в конденсатор, находят P_отб1 с помощью уравнений (6) и (9).

По полученным данным строят зависимости P_отб1=t(D_сп1), точка пересечения кривых дает искомое решение.

Расход пара во второй отсек определяется по уравнению:

(10)

где Q_т - тепловая нагрузка турбины,D₀=D_СП2+D_СП1+D_K (10A)

Мощность турбины определяется по след. выражению:

(11)