Конспект лекций от Ильина Е.Т. (2008) / Тема11(ТС)

3

Влияние водного режима теплосети на тепловую экономичность ТЭЦ

На ТЭЦ с турбинами типа Т и ПТ, вырабатываемая электрическая энергия, при их работе по тепловому графику нагрузки зависит не только от количества отпускаемого тепла Q_т^отб , но и от его параметров, т.е. от давлений в теплофикационных отборах.

Давление в теплофикационных отборах зависит от температурного графика теплосети, т.е. от температуры наружного воздуха и, соответственно, -- от температуры обратной и прямой сетевой воды задаваемой этим графиком и от расхода сетевой воды через сетевые подогреватели.

При заданном температурном графике теплосети, величина тепловой нагрузки отборов определяется расходом сетевой воды

Q_т^отб = G_св C_р ( t_вых - t_вх ) = G_св C_р ( t_прСП - t_ос )

где: G_св - расход сетевой воды, кг/с;

C_р - удельная теплоемкость воды, кДж/кг град;

t_прСП, t_ос - температура прямой сетевой воды за СП и соответственно температура обратной воды.

В свою очередь, давление в отборах подогревателя зависит не только от температуры сетевой воды за СП, но и от величины недогрева сетевой воды до температуры насыщения.

Обычно, недогрев определяется по характеристике сетевого подогревателя. Для подогревателя с чистыми трубками подогрев сетевой воды до насыщения составляет = 3 ё 7^о С.

Однако идеальную характеристику сетевого подогревателя в процессе эксплуатации поддерживать обычно не удается. Согласно ПТЭ подпиточная сетевая вода должна удовлетворять следующим нормам:

- содержание кислорода не более 0₂ < 0,05 мг/кг;

- карбонатная жесткость не более 0,7 мг-экв/кг.

Однако, в условиях эксплуатации допускаются нарушения водного режима теплосети (подпитка сырой водой в аварийных ситуациях, присосы водопроводной воды в теплообменниках абонентов,

присосы воздуха в теплосети и недостаточная деаэрация подпиточной воды на ТЭЦ). В этих условиях на трубках сетевых подогревателей образуются значительные отложения, приводящие к чрезмерному снижению коэффициента теплопередачи и к росту недогрева.

Коэффициент теплопередачи в сетевом подогревателе определяется по формуле:

1

k = ---------------------------------------,

1/₁ +_н/_н +_ст/_ст +1/₂

₁ , ₂ - коэффициенты теплоотдачи от пара к стенке и от стенки трубок к воде;

d_н , d_ст - толщина накипи и стенки;

_н , l_ст - теплопроводность накипи и стенки.

Недогрев можно определить по формуле:

KF

V = t_н - t_{пр СП} = ( t_н - t_вх ) exp ( - ------------ ),

G_СВC_Р

где: t_н - температура насыщения греющего пара в подогревателе;

t_{пр СП} - температура сетевой воды на выходе из СП, ^оС

t_вх - температура сетевой воды на входе в СП, ^оС

F - поверхность нагрева СП. м² ;

K - коэффициент теплопередачи, Вт/м ^оК

G_св - расход сетевой воды, кг/с;

C_р - теплоемкость сетевой воды, Дж/кг ^оК

Увеличение недогрева приводит к уменьшению вырабатываемой мощности и к увеличению расхода топлива.

Следует отметить, что при двухступенчатом подогреве сетевой воды недогрев воды в СП2 сказывается значительно сильнее, чем недогрев в СП1. Это связано с тем, что при повышении давления в верхнем сетевом подогревателе уменьшается теплоперепад для всего потока пара, а для нижнего СП только для потока пара проходящего через отсек.

Для схемы, представленной на рис.8.7.б, можно оценить иизменение мощности по следующему выражению:

N_э = D_о ( h_о - h₂ ) + (D_о - D_СП2 ) (h₂ - h₁ ) + D_к ( h₁ - h_к )

При увеличении недогрева в СП возрастает давление Р₂ на величину P и теплоперепад уменьшается на h. В результате мощность уменьшается на величину _СП2 = h_СП2 D^о

Если недогрев сетевой воды возрастает в СП1, тогда

_СП1 = h_СП1 ( D^о - D_СП2 ).

Особенности работы теплофикационных турбин на закритические параметры и наличии промперегрева

Турбины с промперегревом пара имеют высокие параметры пара на выходе из ЦСД (как правило, пар имеет перегрев), в то время для турбин без промперегрева , пар в отборах на СП1 и СП2 имеет некоторую влажность).

Высокая температура пара вызывает необходимость увеличения расхода пара в конденсатор для обеспечения охлаждения ЦНД , Эти расходы достаточно велики и для турбин Т-250/300-240 составляют от 40 до50 т/ч в зависимости от условий эксплуатации.

Так как лопатки ЦНД турбины Т250 имеют значительную высоту (лопатка последней ступени L=940мм), то при работе с ухудшенным вакуумом в лопаточном аппарате возникают большие изгибающие напряжения

Поэтому встроенный пучок конденсатора у этих турбинах не используют.

Для повышения экономичности и уменьшения потерь в конденсаторе, разработаны различные схемы охлаждения которые увлажняют пар идущий на охлаждение ЦНД.

В результате этого количество пара, идущего на охлаждение ЦНД уменьшается.

Вторая особенность работы T-250/300/240 связана с тем что данная турбина выполнена на сверхкритические начальные параметры пара Ро=23,57 МПа, tо=540^оС.

Котлы, работающие в блоке с какими турбинами, имеют прямоточную конструкцию, поэтому для их надежной работы необходимо высокое качество питательной воды. Для обеспечения этого условия на блоках предусматривается блочная обессоливающая установка производящая очистку всего конденсата. По условиям работы фильтров, температура конденсата перед БОУ не должна превышать 40-45^оС. Это связано с использованием в качестве заполнителя в анионитных фильтрах БОУ синтетических смол, не выдерживающих температуру воды более 70 ⁰С.

При работе блока в режиме конденсатоочистки по тепловому графику нагрузки, почти весь пар конденсируется в СП2 и СП1 поэтому температура общего конденсата значительно выше, чем 45^оС. Для подачи конденсата пна БОУ его надо охлаждать до необходимой температуры, с этой целью предусматривается специальная система охлаждения. Схема охлаждения конденсата сетевых подогревателей на входе в БОУ изображена на рис. 8.10.

(Место для схемы)

Р ис.8.10. Схема охлаждения конденсата сетевых подогревателей турбины Т-250-240 перед направлением его на блочную обессоливающую установку.

ОК1 — охладитель конденсата сетевых подогревателей основным конденсатом турбины (первая ступень охлаждения)

ОК2— охлаждение общего конденсата циркуляционной водой, когда температура конденсата на входе в БОУ велика (вторая ступень охлаждения конденсата)