5.5. Факторы, влияющие на эффективность работы подогревателя

Принцип работы поверхностных подогревателей основан на теплообмене между основным конденсатом, протекающим внутри трубок, и омывающим эти трубки паром (или его конденсатом).

Количество теплоты, передаваемое паром основному конденсату:

Q = kFt,

где: k - коэффициент теплопередачи; F - поверхность теплообмена; t - средний температурный напор, разность между температурами греющей и нагреваемой сред.

Коэффициент теплопередачи зависит от коэффициентов теплоотдачи от греющей среды к стенке трубы и от стенки к нагреваемой среде, толщины стенки и диаметра трубы, толщины различных пленок и отложений, коэффициентов теплопроводности металла трубок и отложений.

Недогрев воды - разность между температурой насыщения при давлении пара отбора и температурой ОК за подогревателем. Чем меньше недогрев воды, тем меньше средний температурный напор, и, следовательно, более эффективна работа подогревателя и выше тепловая экономичность ПТУ. Однако при очень малом расчетном температурном напоре требуется значительная поверхность нагрева, что ведет к удорожанию системы регенерации. Реально величина недогрева принимается равной  = 25°С.

В связи с вышеизложенным, на эффективную и надежную работу подогревателей низкого давления оказывают влияние следующие факторы:

1. Недогрев воды в подогревателе. Чем больше недогрев основного конденсата в ПНД, тем более высоки потери мощности и экономичности турбоустановки. Это происходит потому, что при увеличении недогрева в подогревателе снижается температура основного конденсата на входе в следующий по ОК подогреватель и следовательно увеличивается расход пара на подогреватель, питающийся паром более высокого давления, т.е. более высокопотенциальным.

В результате происходит уменьшение выработки мощности в проточной части турбины и соответствующее увеличение удельного расхода теплоты. Недогрев в подогревателе обычно не должен превышать 6°C.

2. Температурный напор ОК на входе в охладитель дренажа. Повышение температуры дренажа греющего пара, сбрасываемого в нижестоящий подогреватель, ведет к уменьшению расхода греющего пара на этот подогреватель, т.е. вытеснению нижележащего отбора вышележащим, что приводит к снижению экономичности турбоустановки.

3. Наличие воздуха в паровом пространстве подогревателя. Наличие воздуха резко ухудшает условия теплообмена и приводит к увеличению недогрева основного конденсата в ПНД (из-за снижения эффективной поверхности теплообмена, контактирующей с греющим паром).

4. Скорость основного конденсата в подогревателе. С ростом скорости увеличивается коэффициент теплоотдачи от основного конденсата к стенке трубки и, соответственно, коэффициент теплопередачи в подогревателе, что ведет к уменьшению недогрева.

Однако, с увеличением скорости воды заметно увеличивается гидравлическое сопротивление подогревателей и расход электроэнергии на собственные нужды станции.

Уровень скоростей ОК в подогревателе, оптимальный и безопасный с точки зрения вибрационной надежности трубок поверхности теплообмена, находится в интервале 1,1 м/с.

5. Уровень конденсата греющего пара в подогревателе. Повышение уровня конденсата выше номинального (без превышения аварийного) приводит к частичному затоплению поверхности нагрева собственно подогревателя, ухудшению теплообмена в нем и увеличению недогрева в подогревателе.

Понижение уровня конденсата греющего пара ниже номинального может привести к проскокам пара через дренажные трубопроводы в нижележащий по ОК подогреватель. Если же после подогревателя КГП поступает на всас дренажного насоса, то может произойти срыв работы насоса.

6. Наличие отложений на внутренней поверхности трубок. Оно приводит к увеличению термического сопротивления стенки трубы и, соответственно возростанию температурного напора и снижению экономичности.