10. Що таке принципова теплова схема (птс)? Які елементи пту зображають на ній? Нарисуйте і поясніть птс пту з трьома відборами і проміжним пароперегрівом.

На принциповій тепловій схемі ТЕС відображають всі етапи технологічного процесу перетворення хімічної енергії палива у електричну енергію, зображають основні та допоміжні пристрої від котельної установки до турбіни вздовж ліній передачі пари та води, а також все обладнання, яке необхідне для подачі тепла споживачам, термічної водопідготовки, використання тепла води продувки і т.п.

Для двоконтурних АЕС, крім обладнання першого контуру, показують технологічне обладнання теплоносіїв другого контура.

На принциповій схемі показують лише ті зв’язки між елементами обладнання, котрі необхідні для реалізації технологічного процесу. Резервне обладнання на такій схемі не показують. Декілька однотипних елементів показують як один. Паралельні однотипні трубопроводи також зображають одною ниткою.

11. Для чого потрібні деаератори? Які типи деаераторів вам відомі? За якими ознаками класифікують деаератори? Опишіть будову та роботу деаератора підвищеного тиску струминного типу? Чому деаератор називають струминним?

Недогрів води до температури насичення при даному тиску збільшує залишковий вміст у ній газів, зокрема кисню, див. рис.6.3. Термічна деаерація води забезпечується у спеціальному теплообміннику зі змішуванням теплоносіїв – деаераторі, де аерація поєднується з підігрівом живильної води.

Порівняно з видаленням О₂ десорбція СО₂ є більш складною задачею, оскільки у процесі підігріву води кількість в углекислого газу в ній збільшується внаслідок розкладу бікарбонатів і гідролізу утворених карбонатів.

Типи деаераторів

Термічні деаератори паротурбінних установок електростанцій поділяють за призначенням:

1. Деаератори живильної води парових котлів.

2. Деаератори доповнювальної води та зворотного конденсату зовнішніх споживачів.

3. Деаератори доповнювальної води теплових мереж.

За тиском гріючої пари:

1. Деаератори підвищеного тиску ДП, які працюють при тиску 0.6 – 0.8 МПа, а на АЕС – до 1.25 МПа і які служать деаераторами живильної води ТЕС і АЕС.

2. Атмосферні деаератори (ДА), які працюють при тиску 0.12 МПа.

3. Вакуумні (ДВ), у яких деаерація відбувається при тискові нижчому від атмосферного: 7.5 – 50 кПа.

За способом обігріву деаерованої води:

1. Деаератори змішувального типу зі змішуванням гріючої пари та деаерованої води, що нагрівається. Цей тип деаераторів застосовується на всіх без винятків ТЕС і АЕС.

2. Деаератори перегрітої води з зовнішнім попереднім нагрівом води відібраною парою.

За конструкцією (за принципом утворення міжфазної поверхні):

1. Деаератори з поверхнею контакту, яка утворюється у процесі руху пари і води:

а) струменево-барботажні;

б) плівкового типу з неупорядкованою насадкою;

в) струменевого (тарілчастого) типу.

2. Деаератори з фіксованою поверхнею контакту фаз (плівкового типу з впорядкованою насадкою).

У деаераторі струменевого типу вода, яка деаерується, подається в деаераційну колонку через змішувальну камеру на верхню розподільчу тарілку кільцеподібної форми; через отвори діаметром 5 – 8 мм у днищі цієї тарілки вода падає у вигляді дощу на наступну, розташовану під нею дископодібну тарілку (сито) і т.д. Застосовують від двох до п’яти тарілок, розташованих одна під одною на відстані 400 – 1200 мм. Тарілки встановлюють по черзі у вигляді співосно розміщених дисків і кільцеподібних тарілок, які прилягають до внутрішньої стінки колонки, див.рис.6.4а .

Рис. 6.4. Деаераційні колонки підвищеного та атмосферного тиску струминного типу та плівкові з неупорядкованою насадкою.

а – струминного типу підвищеного тиску: 1 –ввід основного конденсату; 2 –ввід конденсату сіткових підігрівачів; 3 –змішувальний пристрій; 4 – 8 –діряві тарілки; 9,10 –ввід конденсату ПВТ; 11,12 – пара від ущільнень штоків клапанів та розширювачів дренажів; 13 – ввід гріючої пари; 14-вивід випару.

б - струминного типу атмосферного тиску: 1,2 –ввід хімочищеної води та зворотного конденсату; 3 –змішувальна камера; 4 –поріг; 5 і 7 – 10 –тарілки; 6 –горловина тарілки 5 для виходу випару; 11 –ввід конденсату сіткових підігрівачів; 12,13 –штуцер для вводу пари у розподільний колектор; 14 –вивід пари.

в – плівкового типу з неупорядкованою насадкою: 1 –корпус; 2 –кришка; 3 –водорозподільний пристрій; 4 –насадка; 5 –паророзподільний колектор; 6 – 10 –ввідні штуцери; 6 –конденсату з ПНТ, 7 –хімзнесоленої води, 8 –конденсату випарників, 9 –гріючої пари, 10 –пари від штоків клапанів турбіни; 11 –штуцер для відводу пари; 12,13 –горизонтальні листи; 14 –циліндрична перегородка; 15 –перегородка; 16 –отвори для виходу води; 17 –перфоровані тарілки; 18 –сітка з фіксованою коміркою; 19 –кільця; 20 –решітка; 21 –обичайка; 22 –патрубки у водяній розподільній камері; 23 –патрубки у змішувачі для виводу випару з периферії колонки; 24 -труби.

Гріюча пара подається у нижню частину колонки через горизонтальний колектор з отвором. Піднімаючись, потік пари проходить послідовно через проміжки між центрально розміщеними тарілками і внутрішньою поверхнею стінки колонки та в середині кільцеподібних тарілок, перетинає струмені води, нагріваючи її до температури насичення. Гази, які виділяються з води разом з невеликою неконденсованою частиною пари – випаром піднімаються і у вигляді пароповітряної суміші виводяться з колонки через центральний штуцер у верхній її частині. Деаерація води забезпечується обов’язковим нагрівом води до кипіння і виділенням при цьому пари з випаром у кількості не менше 1.5 – 3 кг на тонну деаерованої води.

Н а рис.6.4б зображено струменевий деаератор атмосферного типу, який застосовується переважно на ТЕЦ для деаерації додаткової води і конденсату гріючої пари промислового відбору.

У деаераційних колонках з неупорядкованою насадкою, рис.6.4в, вода, що деаерується, поступає в об’єм, який містить насадку, через водорозподільний пристрій і верхню перфоровану тарілку та зливається після деаерації через сітку з нержавіючого дроту і нижню опорну решітку. Гріюча пара подається знизу через розподільний колектор. Через заповнення робочої частини деаераційної колонки неупорядкованою насадкою різноманітної, інколи складної, наприклад омегаподібної форми, вода і пара, що її нагріває проходять довгий звивистий шлях; через це зростає площа поверхні і час контакту води з парою, зменшується висота робочої частини деаераційної колонки.

12. Які ви знаєте схеми включення деаераторів і чим вони відрізняються за умовами роботи, зокрема за тиском? Чим визначається вибір місця підключення деаератора за ходом відборів пари? Яку роль крім деаерації води виконує деаератор?

Застосовують різні схеми під’єднання деаератора до відборів турбіни залежно від його призначення та типу електростанції. На КЕС використовують такі схеми підключення, див.рис.6.7.

1. Деаератор працює при постійному тиску.

а) схема попереднього підключення, рис.6.7а – деаератор приєднують через дросельний регулюючий клапан до регенеративного відбору, який живить парою наступний за ходом води поверхневий регенеративний підігрівач (ПВТ). Сумарний підігрів у ПВД і деаераторі повинен відповідати економічно-доцільному підігріву води у даному ступені. В цьому випадку таке включення деаератора, не зважаючи на дроселювання пари, не погіршує економічність схеми. Цей спосіб включення деаератора застосовується у тепловій схемі турбоустановок К-100-90, К-210-130, К-220-44, К-500-160 ЛМЗ; К-300-240 та К-1000-60/1500 ХТЗ;

б) деаератор на окремому регенеративному відборі пари, рис.6.7б. Тиск пари у відборі при номінальному навантаженні приймають приблизно на 30% вищим від тиску пари у деаераторі, що дозволяє працювати без переключення на одному і тому ж відборі у діапазоні навантажень приблизно від 70 до 100% номінального. При подальшому пониженні навантаження передбачають переключення деаератора на живлення парою з попередніх відборів. У пускових режимах енергоблоків деаерацію живильної води здійснюють парою з колектора пари „власних потреб”.

2. Деаератор працює на ковзному тиску, рис.6.7в. Постійний тиск пари, що штучно підтримується у деаераторі, сприяє його хорошій роботі, але порушує оптимальний розподіл регенеративного підігріву живильної води. Приєднання деаератора тільки до одного регенеративного відбору пари без установки на лінії регулятора тиску і відповідної арматури дозволяє працювати в режимі змінного тиску. Такий режим економічніший, оскільки виключає втрати на дроселювання, знижує потужність приводу живильного насоса зі зменшенням температури води, спрощує обслуговування деаератора. Разом з тим понижується надійність роботи системи „деаератор – живильний насос”. При змінному режимі зменшується кавітаційний запас насоса і можливий зрив його роботи. Вода, яка знаходиться у всмоктуючому трубопроводі насоса, може виявитися перегрітою порівняно зі зменшеним тиском пари у еаераторі. Вода у деаераторному баці в результаті розбухання може закидатися у деаераційну колонку. Щоб зменшити вплив цих побічних явищ режиму змінного тиску, збільшують вміст деаераторного бака, використовують насоси з високими антикавітаційними характеристиками, збільшують швидкість води у відвідному трубопроводі за деаератором, передбачають пониження температури води вприском на вхід насоса холоднішої води (рекомендації Урал ВТИ).

На опалювальних ТЕЦ деаератор живильної води працює при постійному тиску переважно за схемою попереднього включення (Т-110-130, Т-175-130, Т-180-130). При використанні на промислово-опалювальних ТЕЦ турбін типів ПТ і Р деаератор приєднують за схемою попереднього включення до регулюючого промислового відбору пари (Р-50-130, Р-100-130, ПТ-60-130, ПТ-135-130). На цих ТЕЦ через значні втрати робочого тіла зазвичай застосовують двоступеневу деаерацію води. Першим ступенем є атмосферний деаератор на парі з регенеративного відбору турбіни, після якого доповнювальна вода подається у лінію основного конденсату; другий ступінь деаерації – деаератор живильної води. Для кращого використання низькопотенційних регенеративних відборів пари останнім часом для деаерації доповнювальної води на ТЕЦ використовують вакуумні деаератори.