Перечислите способы повышения кпд электростанции паротурбинного цикла.
Регенеративный цикл. Для повышения экономичности работы паротурбинных установок, помимо повышения параметров пара, применяют так называемый регенеративный цикл, при котором питательная вода до ее поступления в котельный агрегат подвергается предварительному нагреву паром, отбираемым из промежуточных ступеней паровой турбины. На рис. 4.4, а представлена схема паросиловой установки с регенеративным подогревом питательной воды, где α1, α2 и α3 – доли отбираемого пара из турбины. Изображение процесса в координатах Т, s (рис. 4.4, б) носит условный характер, так как количество рабочего пара (рабочего тела) меняется по длине проточной части турбины, а диаграмма строится для постоянного количества.
Рис. 4.4. Регенеративный подогрев питательной воды в цикле Ренкина: а – схема установки: 1 – котел; 2 – пароперегреватель; 3 – паровая турбина с промежуточными отборами пара; 4 – электрогенератор; 5 – конденсатор; 6 – насосы; 7 – регенеративные подогреватели; б –изображение (условное) процесса в координатах Т, s: 1...7 – точки диаграммы
Следует отметить, что поскольку питательной воде передается теплота отобранного пара, включая теплоту парообразования, а при получении работы используется лишь часть теплоты пара, не включающая теплоту парообразования, то потеря работы в результате отборов будет значительно меньше, чем увеличение энтальпии питательной воды. Поэтому в целом КПД цикла возрастает. Однако возрастает и удельный расход пара, так как отобранная часть пара не полностью участвует в совершении работы и для получения заданной мощности его расход надо увеличивать. Правда, это обстоятельство облегчает конструкцию последних ступеней турбин, позволяя уменьшить длину их лопаток. Применение регенеративного подогрева позволяет, когда это желательно, исключить экономайзер (подогрев питательной воды уходящими газами), использовав теплоту уходящих газов для подогрева поступающего в топку воздуха. Увеличение КПД при применении регенерации составляет 10... 15 %. При этом экономия теплоты в цикле возрастает с повышением начального давления р1 пара. Это связано с тем, что с повышением р1 увеличивается температура кипения воды, следовательно, повышается количество теплоты, которое можно подвести к воде при подогреве ее отработавшим паром, В настоящее время регенеративный подогрев применяется на всех крупных электростанциях.
Поясните способы экономии энергии при эксплуатации паротурбинных электростанций.
- Применение комбинированной выработки тепла и электроэнергии.
- Применение утилизаторов тепла отходящих газов.
- Использование теплоты парового конденсата.
Коэффициент избытка воздуха и его влияние на работу котла. Определение α при тепловом расчете.
Коэффициент избытка воздуха зависит от вида сжигаемого топлива, способа его сжигания, конструкции топки котла и принимается на основании опытных данных.
Если воздуха в топку котла будет поступать мало, то кислорода не будет хватать для полного сгорания топлива, и часть горючих газов, образующихся в топке котла (например, окись углерода СО), и несгоревшие частицы угля будут уноситься с продуктами горения в дымовую трубу.
Действительное количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, должно быть несколько большим теоретического, так как при практическом сжигании топлива не все количество теоретически необходимого воздуха используется для горения топлива; часть его не участвует в реакции горения в результате недостаточного перемешивания воздуха с топливом, а также из-за того, что воздух не успевает вступить в соприкосновение с углеродом топлива и уходит в газоходы котла в свободном состоянии. Поэтому отношение количества воздуха, действительно подаваемого в топку котла, к теоретически необходимому называют коэффициентом избытка воздуха в топке
αт = Vвд / Vв°,
где Vвд — действительный объем воздуха, поданного в топку котла на 1 кг топлива,
Vв° — теоретический объем воздуха