2.6. Расчет подогревателя высокого давления.

Расход питательной воды через ПВД (рис.7) определяется из выражения

При = =(

Расход греющего пара определяем из уравнения теплового баланса ПВД:

, где

- энтальпии греющего пара и конденсата, кДж/кг;

- энтальпии воды на входе и выходе из подогревателя, кДж/кг. Энтальпия питательной воды на входе в ПВД определяется с учетом подогрева воды в питательном насосе:

Рис.7 Схема включения подог-

ревателя высокого давления

,

где - энтальпия воды на выходе из деаэратора, кДж/кг;

- приращение энтальпии воды в питательном насосе, кДж/кг;

средний удельный объем воды, м³/кг;

перепад давлений, создаваемый насосом, кПа;

- коэффициент, учитывающий внутренние потери насоса, ≈ 0,84 … 0,85.

Давление в нагнетательном патрубке насоса P_н следует принимать по давлению в барабане парогенератора с учетом потерь давления в нагнетательном тракте, которые составляют обычно 0,15 … 0,20 P_н .

Энтальпию воды на выходе из ПВД следует определять по таблицам воды и водяного пара или по формуле

в пределах 2 … 5⁰С.

2.7. Расчет деаэратора питательной воды.

Деаэрация – удаление кислорода, агрессивных анионов из жидкости (обычно воды), используемой в электростанциях и системах отопления. Кислород является главной причиной коррозии трубопроводов, с повышением температуры его агрессивность только увеличивается. Поэтому деаэрация подпиточной воды тепловых сетей необходима для продления срока службы трубопроводов и котельного оборудования. Срок службы трубопроводов составляет всего 5-7 лет при использовании недеаэрированной воды, что в 3 раза меньше, чем при использовании воды, не содержащей растворенного кислорода. Затраты на деаэрационную установку во много раз меньше, чем на замену трубопровода.

В воде, подаваемой в деаэратор, могут присутствовать различные примеси: газообразные (кислород, углекислота, азот, аммиак), твердые (продукты коррозии конструкционных материалов), естественные (хлориды, кремнекислоты м другие). Значительные количества примесей привносят присосы охлаждающей воды, которая расходуется в больших количествах (водохранилище) и никакой предварительной обработке не подвергается.

Продукты коррозии, а также некоторые естественные примеси (например, кальций и магний) выпадают в отложения на теплопередающих поверхностях, что приводит к уменьшению коэффициента теплопередачи и возникновению под отложениями местных, наиболее опасных видов коррозионных повреждений. Это снижает экономичность, надежность и безопасность работы котельной, ТЭС или АЭС.

Из газовых примесей наибольшую опасность представляют кислород и углекислота, являющиеся коррозионно-агрессивными агентами. Для уменьшения коррозионных процессов поверхности нагрева полиэтилена низкого давления (ПНД) часто выполняются из коррозионно-стойких материалов – латунных сплавов, нержавеющих сталей и высоконикелевых сплавов.

Для того, чтобы иметь возможность выполнять ПНД из более дешевых углеродистых сталей, необходимо удалить из воды коррозионно-агрессивные газы и, в первую очередь, кислород и углекислоту. Для этих целей применяют деаэрационную установку, делящую весь тракт от конденсатора до барабана сепаратора, на конденсатный и питательный тракты.

На ТЭЦ и АЭС применяют в основном термическую деаэрацию. При температуре кипения давление над водой определяется давлением насыщенных паров воды, а количество растворенного в воде кислорода равно нулю. Для надежного удаления из воды газов необходимо прогревать всю массу воды до температуры насыщения. Недогрев воды на 1-3 ⁰С увеличивает остаточное содержание газов в воде.

Отводимая из деаэратора парогазовая смесь называется выпаром. Чем больше выпар, тем эффективнее будет работать деаэратор.

Для термической деаэрации, независимо от типа деаэратора, необходимо выполнение следующих условий:

- обеспечение температуры и давления, при которых вода будет вскипать (при t ‹ 100⁰С деаэрация происходит в вакууме);

- удаление выделяющегося кислорода – производится за счет увеличения поверхности соприкосновения фаз, а также интенсификацией процессов массообмена.

При расчета деаэратора неизвестными являются расход пара на деаэратор и расход деаэрированной воды. Эти величины определяются при совместном решении уравнений массового и теплового балансов деаэратора.

Деаэратор является местом сбора основных потоков рабочего тела. Материальный баланс деаэратора, включенного по схеме на рис. 8, определяется выражением + + , где - подвод главного конденсата, кг/с; ; ; ; - подвод дренажей из ПВД, ПНД и СП первой и второй ступени, кг/с; - расход питательной воды, кг/с; - количество вторичного пара из сепаратора непрерывной продувки, кг/с;

Рис. 8 Схема включения деаэратора

- расход добавочной воды. Тепловой баланс деаэратора определяется выражением

+ + , где - энтальпия греющего пара, кДж/кг;

- энтальпия воды после ПНД,

; ; ; - энтальпии дренажей из ПВД, ПНД, СП1и СП2 при температуре насыщения, ;

- энтальпия греющего пара из сепаратора непрерывной продувки, ;

- энтальпия добавочной воды – химически очищенной, поступающей в деаэратор из ОП и определяемой с учетом недогрева ее до температуры кипящей воды при давлении в сепараторе в пределах 2…5⁰С, ; - КПД деаэратора, учитывающий потери с выпаром и в окружающую среду, ≈0,99…0,995.

Расход главного конденсата определяем из уравнения теплового баланса ПНД.

2

Тепловой баланс ПНД определяется выражением - ) = - ), где

количество конденсата, поступающего из конденсатора в ПНД, кг/с;

- количество греющего пара, поступающего в ПНД, кг/с;

- энтальпия греющего пара из отбора №3, кДж/кг;

- энтальпия конденсата греющего пара ПНД при температуре насыщения. кДж/кг;

.8. Расчет подогревателя низкого давления.

Рис.9 Схема включения подогревателя низкого давления

)

и - энтальпии воды на входе и выходе из ПНД, кДж/кг;

- КПД подогревателя, равный 0,99…0,995.

В ПНД вода поступает из конденсатора, поэтому энтальпию ее на входе в ПНД следует принять равной энтальпии конденсата при давлении в конденсаторе , а энтальпию воды на выходе из ПНД – по таблицам воды и водяного пара или по формуле = c учетом недогрева воды до температуры насыщения греющего пара в пределах 2…5⁰С.

Пропуск пара в конденсатор К определяется из выражения

= + , где

- расход свежего пара на турбину, кг/с;

- расход пара в конденсатор турбины, поток основного конденсата из конденсатора, кг/с;

- сумма всех отборов из турбины, кг/с.

Путем совместного решения уравнений материального и теплового балансов ПВД, ПНД, деаэратора, СП-1 и СП-2 определяем расход пара в регенеративных отборах и на сетевой подогреватель первой и второй ступени.