3 Описание тепловой схемы паротурбинной установки.

Принцип действия паровой турбины состоит в преобразовании тепловой энергии пара, которая поступает из парогенератора, в кинетическую энергию потока пара, который, воздействуя на лопасти турбины, приводит во вращение вал турбины, отдавая при этом часть своей энергии.

Перед поступлением в проточную часть паровой турбины пар проходит через специальное запорное устройство, которое называется главным стопорным клапаном. Стопорный клапан представляет собой определенное сопротивление. Преодолевая это сопротивление, пар совершает только работу трения, т.е. происходит процесс снижение давления пара без изменения энтальпии (дросселирование пара).

Эжекторы применяются для удаления воздуха из конденсатора. Работа пароструйного эжектора основана на использовании кинетической энергии струи пара, которая выходит из сопла и увлекает за собой паровоздушную смесь, поступающего из конденсатора. Тепло конденсации пара эжектора используется для подогрева конденсата турбины.

Эффективность цикла преобразования тепла в работу может быть увеличена, как мы уже описывали в введении, за счет введения регенерации, состоящей в частичной передаче тепла пара, работающего в турбине. В одной из промежуточных ступеней турбины часть вошедшего в турбину пара при давлении Р_отб и энтальпии h_отб, отводится в поверхностный подогреватель, через трубную систему, которого прокачивается конденсат из конденсатора.

Деаэратор предназначен для удаления растворенных в питательной воде агрессивных газов (О₂ и СО₂), вызывающих коррозию металлических поверхностей. Кислород и свободная углекислота попадают в питательную воду из-за присосов воздуха через неплотности в элементах регенеративной системы, находящихся под разрежением, и с добавочной водой. В результате смешения конденсата греющего пара деаэратора и основной питательной воды температура воды в деаэраторном баке близка к температуре насыщения греющего пара.

В современных турбоустановках с высоким давлением питательной воды, с которым она подается в парогенератор, устанавливают деаэраторы повышенного давления с давлением греющего пара 5,9—6,86 бар (6—7 атм), что соответствует температуре кипения воды 158—164° С. Одним из достоинств этих деаэраторов является уменьшение числа подогревателей высокого давления в тепловой схеме турбоустановки, что понижает стоимость и повышает надежность работы тепловой электростанции. Кроме основного конденсата, в деаэратор подаются: дренажи греющего пара подогревателей высокого и, в ряде случаев, низкого давления; конденсат тепловых потребителей; пар концевых уплотнений и уплотнений штоков регулирующих клапанов турбины; добавочная химически очищенная вода; дистиллят испарительной установки и др. Образовавшаяся в деаэраторе паровоздушная смесь (выпар) может быть использована в паровых эжектор например, в эжекторе отсоса, а также частично на концевых уплотнениях турбин.

Питательная вода, подаваемая питательным насосом, поступает в парогенератор, состоящий из топочной камеры и газоходов, барабана, поверхностей нагрева, находящихся под давлением рабочей среды, воздухоподогревателя, соединительных трубопроводов и воздуховодов. Питательная вода подогревается в водяном экономайзере и испаряется в экранных трубах. После разделения пара и воды в барабане, сухой насыщенный пар поступает в пароперегреватель, а перегретый пар направляется в паровую турбину.

В современных турбоустановках в целях повышения их экономичности применяют развитую систему регенерации. Представленная на схеме (рис. 2) тепловая схема относится к конденсационным паровым турбоагрегатам. Подогрев питательной воды осуществляется в трёх подогревателях высокого давления, а также в деаэраторе и двух подогревателях низкого давления, в охладителях пара рабочих эжекторов. В деаэратор направляются каскадно дренажи греющего пара первого и второго отборов. Кроме этого в деаэратор поступает химически очищенная вода (для восполнения потерь конденсата) и конденсат греющего пара подогревателей высокого давления, т.е. деаэратор питается паром второго регенеративного отбора вместе с отбором пара на подогреватель П1. Давление в деаэраторе поддерживается постоянным и регулируется игольчатым клапаном в зависимости от изменения давления в отборе. Основной конденсат из конденсатора турбины прокачивается насосом через охладители пароструйных эжекторов, затем через подогреватели низкого давления и поступает в деаэратор. Конденсат собирается в нижней части конденсатора и отводится конденсатным насосом. Конденсат рабочего пара эжекторов из охладителей отводится каскадно (т. е. последовательный: из подогревателя более высокого давления в подогреватель более низкого давления - для использования тепла более высокого потенциала) в конденсатор через U-образную сифонную трубку и смешиваются с основным конденсатом.

Питание рабочих эжекторов может осуществляться как от главной паровой магистрали, так и из линии регенеративного отбора пара высокого давления, где он перед входом в эжекторы редуцируется игольчатым вентилем обычно до давления 6 – 18 бар в зависимости от типа эжектора. Для поддержания вакуума в конденсаторе на расчетном уровне давление рабочего пара перед эжектором должно сохранятся постоянным независимо от возможных снижений давлений в паровом тракте.

Все потоки конденсата греющего пара отборов и основной питательной воды, поступающие в деаэратор, откачиваются питательным насосом.

Питательная вода нагнетается в парогенератор, где за счет теплоты сжигаемого топлива превращается в водяной пар, перегревающийся в пароперегревателе. Затем этот пар через систему стопорных и регулирующих клапанов поступает в турбину, вращающую электрогенератор. Тепловая энергия пара преобразуется в турбине в механическую работу, которая, в свою очередь, преобразуется в генераторе в электроэнергию. Из турбины пар поступает в конденсатор. Потом цикл повторяется.