20.2. Турбины с двумя отопительными отборами пара

Современные теплофикационные турбины мощностью 50 МВт и выше имеют два отопительных регулируемых отбора пара для ступенчатого подогрева сетевой воды, осуществляемого в нескольких последовательно распо­ложенных подогревателях. Давление отбираемого пара определяется темпе­ратурой воды на выходе из каждой ступени подогрева. Для подогрева сетевой воды используют 70—80% расхода пара на турбину, а температура подогрева составляет 40— 50 °С.

Принципиальная схема турбоустановки с двумя отопительными отборами (верхним 4 и нижним 5) представлена на рис. 20.2,а. Свежий пар в количестве G_о и с параметрами p₀, t₀ подводится к турбине через стопорный 8 и регулирующий 7 клапаны. В ЧВД 1 пар расширяется до давления в нижнем отопительном отборе 5 и затем через регулирующий орган 6 направляется в ЧНД 2. Остальное оборудование турбоустановки с двумя отопительными отборами пара аналогично турбине с двумя регулируемыми отборами пара (рис. 20.1).

Рис. 20.2. Принципиальная схема (а) и процесс расширения пара (б) в h,S -диаграмме турбинной остановки с двухступенчатым отбором пара.

В верхний отбор 4 пар с расходом G₁ отбирается при давлении р₁ и с энтальпией h₁ (рис. 20.2,б), а в нижний - пар с расходом G₂ при параметрах р₂ и h₂. Поскольку в турбине имеется только один регулирующий орган ЧНД, то регулируемое давление одновременно может поддерживаться только в одном из двух отопительных отборов пара: в верхнем - при включенных обоих отборах, в нижнем - при включенном нижнем отборе.

Установка для подогрева сетевой воды состоит из двух подогревателей (бойлеров) 9 и 10 поверхностного типа. Требуемая температура сетевой воды, направляемой тепловому потребителю, определяется давлением пара верхнего отбора. Распределение тепловой нагрузки между верхним и нижним отборами определяется температурами сетевой воды до и после сетевых подогревателей, расходом сетевой воды и электрической нагрузкой.

Внутренняя мощность турбины N _i , кВт, с двумя отопительными отборами пара определяется из выражения (без учета регенеративных отборов)

N _i = N_э / η_м η_эг = N _i' + N _i' ' + N _i''' =

= G_оН₀'η_0i' + (G_о – G₁ )Н₀''η_0i'' + (G_о – G₁ – G₂)Н₀'''η_0i''' (20.3)

Тепловая нагрузка турбины Q_т, кВт, составляет

Q_т =W_сc_в(t_2с-t_1с) = G₁ (h₁-h₁') + G₂ (h₂-h₂'), (20.4)

где G_о , G_п , G_т - расход пара на турбину, в верхний и нижний отопитель­ный отборы, кг/с; Н₀', Н₀'', Н₀'''- располагаемые ступеней турбины до верхнего отбора, между отборами и ЧНД, кДж/кг; W_с - расход сетевой воды, кг/с; c_в=4,19 кДж/(кг·К) - теплоемкость воды; t_2с,t_1с - температура воды на входе и выходе из подогревателей, град; h₁, h₂ — энтальпия пара в верхнем и нижнем отопительных отборах, кДж/кг; h₁', h₂' — энтальпия конденсата греющего пара в подогревателях 9 и 10, кДж/кг.

Турбины с двухступенчатым отбором пара могут иметь разнообразные теплофикационные режимы работы в зависимости от соотношения тепловой и электрической нагрузки. При режимах работы по тепловому графику при заданной тепловой нагрузке Q_т регулирующий орган 6 перед ЧНД закрыт. Мощность турбины определяется тепловой нагрузкой, а расход пара через ЧНД ограничивается значением G _к.мин, определяемым условиями надежной работы турбины. При работе турбины по электрическому графику возможно независимое изменение тепловой и электрической нагрузки. Регулирующий орган 6 открыт частично или полностью, что позволяет при постоянной тепловой нагрузке пропустить через турбину дополнительный расход свежего пара, поступающего через ЧНД в конденсатор 3 (рис. 20.2). Этот расход обес­печивает получение дополнительной мощности по сравнению с режимом работы по тепловому графику с той же тепловой нагрузкой. Таким образом, расход пара через ЧНД зависит от заданной электрической нагрузки.