1.3 Мероприятия по повышению тепловой экономичности тэц

К мероприятиям по повышению тепловой экономичности ТЭЦ относится, в первую очередь, применение регенеративных подогревателей.

Регенеративный подогрев питательной воды применяется в настоящее время на всех паротурбинных установках. Это объясняется тем, что такой подогрев существенно повышает тепловую и общую эко­номичность установок. В схемах с регенеративным подогревом потоки пара, отводимые из турбины в регенеративные подогреватели, совершают работу без потерь в холодном источнике (конденсаторе). При этом для од­ной и той же электрической мощности турбогенератора, расход пара в конденсатор уменьшается и КПД установки увеличивается.

Количество пара, отбираемого из отборов, зависит прежде всего от температуры, до которой может быть подогрет конденсат турбины. Чем выше параметры пара перед турбиной, тем больше интервал температуры подогрева конденсата, и больше эффект от применения схемы с регенера­тивным подогревом. Обычно на электростанциях средних параметров температура питательной воды находится в пределах 150 — 170 °С; при высоких давлениях — в пределах 225 — 275 °С (при номинальной нагруз­ке и номинальных параметрах пара перед турбиной).

Регенеративные подогреватели предназначены для регенеративного подогрева питательной и конденсационной воды за счет охлаждения и конденсации пара из отборов в частях высокого, среднего и низкого давлений турбины, а также охлаждение конденсата греющего пара.

Подогрев питательной воды мож­но проводить в подогревателях

поверхностного и смешивающего типов. Схемы с подогревателями только смешивающего типа применения не на­шли, хотя при их использовании повышается тепловая экономичность ус­тановки и резко сокращается количество продуктов коррозии, которые образуются в тракте питательной воды и выносятся потоком в котлы и ПГ. Это объясняется тем, что в схемах со смешивающими подогревателя­ми необходимо после каждой ступени подогрева устанавливать перекачи­вающий насос либо подогреватель предстоящей ступени располагать на более высокой отметке (над подогревателем последующей ступени подог­рева), чтобы перетекание воды происходило вследствие разности гидро­статических уровней.

Однако последнее практически можно осуществить лишь в той части схемы, где для подогрева основного конденсата применяется пар низкого давления и разность давлений между отборами не превышает примерно 0,2 МПа, но даже в этом случае подогреватель нижней ступени должен быть расположен над последующим подогревателем на высоте более 20 м. Поэтому применение находят лишь схемы, в которых смешивающи­ми являются только первые два подогревателя (по ходу основного кон­денсата). При этом первый располагается на соответствующей высоте и вода из него самотеком перетекает во второй подогреватель, за которым устанавливается последующая ступень конденсатных насосов. Деаэратор, конечно, также является смешивающим подогревателем.

Включение поверхностных подогревателей в систему регенеративного подогрева может проводиться по схемам, приведенным на рисунке 1.1. Тепло­вая экономичность установки, в которой конденсат греющего пара (дре­наж) отводится в линию основного конденсата после подогревателя (рисунке 1.1, а), наиболее высокая, так как дренаж при смешивании с основ­ным конденсатом (или питательной водой, если такая схема применена на подогревателях высокого давления) несколько повышает температуру во­ды после подогревателя. Если дренаж направлять по линии, показанной пунктиром, тепловая экономичность понизится. Она еще более понизится при каскадном отводе дренажа (рисунок 1.1, б), так как здесь во всех подогре­вателях, кроме первого, часть пара отбора вытесняется паром, образовав­шимся при самоиспарении некоторого количества дренажа. Таким обра­зом, вода в этих подогревателях частично нагревается теплотой, отведен­ной паром предыдущего отбора. При неизменной мощности турбины это приводит к увеличению потерь теплоты в холодном источнике. Особенно заметно увеличивает эти потери отвод из последнего подогревателя, так как при этом часть теплоты, содержащейся в дренируемом конденсате, отдается охлаждающей воде конденсатора. Именно поэтому схема, при­веденная на рисунке 1.1, б, имеет наиболее низкую тепловую экономичность.

Рисунок 1.1 - Схемы включения поверхностных подогревателей в систему регенеративного подогрева: а - с дренажными насосами у каждого подогревателя ; б - с каскадным отводом конденсата ; в - со смешанным отводом конденсата; 1 - регенеративный подогреватель; 2 - подвод пара от

отбо­ра турбины; 3 - основной конденсат; 4, 6 - дренажный и конденсатный

насосы; 5 – конденсатор.

Наличие большого числа дренажных насосов усложняет схему, приве­ден-ную на рисунке 1.1, а, и делает ее менее надежной в эксплуатации. Поэто­му схема не используется. Обычно применяют схему, приведенную на рисунке 1.1, в, тепловая экономичность которой несколько ниже, чем у схе­мы, изобра-женной на рисунке 1.1, а, но зато требуется лишь один дренажный насос. Работа по схеме, приведенной на рисунке 1.1, б, осуществляется, когда дренажный насос по тем или иным причинам не может быть включен.

В настоящее время применяют поверхностные регенеративные подог­реватели различных типов. В одних нагрев питательной воды (или основ­ного конденсата) происходит только вследствие теплоотдачи от конден­сирующегося пара (рисунок 1.2, а), в других наряду с поверхностями теплопе­редачи от конденсирующегося пара выделены поверхности, на которых конденсат пара (дренаж) дополнительно охлаждается питательной водой (поверхности охладителя дренажа) (рисунок 1.2, б).

Pисунок 1.2 - Схемы поверхностных регенеративных подогревателей (а - в) и t, Q - диаграммы для этих схем (г - е): а - простейший подогреватель; б - подогреватель с охладителем дренажа; в - подогреватель с охладителем дренажа и охладителем пара; 1 - основной подогреватель; 2 - охладитель дренажа; 3 - охладитель перегретого пара; t – температура; Q – количество теплоты переданной от пара питательной воде.

Применяются также регенеративные подогреватели с выделенными охладителями дренажа и пере­гретого пара (рисунок 1.2, в).

На рисунок 1.2 приведены t, Q - диаграммы для подогревателей различных типов. Как видно из рисунков, выделенный охладитель дренажа позволя­ет понизить температуру конденсата, а охладитель перегретого пара - нагреть воду до более высоких температур на выходе из подогревателя при одних и тех же параметрах пара. Все это повышает тепловую эконо­мичность установки [3].