38. Регенеративный подогрев пит воды

Потери теплоты с охлаждающей водой в кон­денсаторе турбины прямо проп-ны кол-ву отработавшего пара, поступающего в кон­денсатор. Расход пара в конденсаторе можно значи­тельно уменьшить (на 30–40%) путем отбора его для подогрева пит воды из нескольких сту­пеней турбины после того, как он произвел работу в предшествующих ступенях.

t конденсата отработавшего пара равна t насыщ, к-ая в зав-ти от давл в конденсаторе составляет:

Давл-ие в конденсаторе, кПа	4	5	6
Температура насы­щения, °С	28,9	329	36,2

t испарения воды в котле также рав­на t насыщения и в зав-ти от дав­л составляет:

Давл свеж пара в котле, кПа	3	9	13
Температура насы­щения, °С	233	303	330

При большой разнице между t ис­парения воды в котле и t конденсата, откачиваемого из конденсатора, можно подогревать пит воду паром, отбираемым из промежу­точных ступеней турбины, использовав его теплоту парообразования. Такой подогрев пит во­ды наз-ся регенеративным.

Регенеративный цикл по сравнению с обычным циклом имеет более высокую среднюю t подвода теплоты при той же самой средней t ее отвода и поэтому обладает более высо­ким термическим КПД.

Повышение экономич-ти в цикле с регенера­цией так же, как и в комбинированном цикле, про­порционально мощ-ти, вырабатываемой на тепло­вом потреблении, т.е. на базе теплоты, переданной пит воде в системе регенерации. Это кол-во теплоты зав-ит от разности t пит воды и конденсата и практически не зави­сит от числа регенеративных отборов пара. Однако электрическая мощ-ть турбины, вырабат-ая при одном и том же потреблении теплоты на подог­рев пит воды и при одном и том же расходе свежего пара, весьма существенно зависит от числа регенеративных подогревателей. При одной и той же t пит воды макс мощ-ти соответствует бесконечно большое число отборов, а миним-ой — один отбор.

В случае одноступенчатого регенеративного по­догрева пит воды наименьший эк-кий эффект от регенерации будет при очень высо­ком или очень низком дав отбираемого пара, близком к давл свежего или отработавшего пара, а наибольший — при некотором промежуточ­ном давл.

Убедиться в этом можно путем следующих рас­суждений. Рассмотрим схему турбинной установки с одной ступенью регенеративного подогрева пит воды (рис.). Пит вода прока­чивается насосом ч/з трубную систему подогре­вателя, обогреваемую снаружи паром, отбираемым из турбины. При этом t пит во­ды на выходе из подогревателя будет несколько ни­же t насыщения греющего пара. Раз­ность этих t, наз-ая недогревом во­ды, составляет от 1,5 до 6 °С.

Наряду с поверхностными подогревателями при низком давл отбираемого пара прим-ся также смешивающие подогреватели, в к-ых греющий пар смешивается с пит водой и недогрев отсутствует.

Принципиальная схема турбинной установки с одной ступенью регенеративного подогрева пит воды

На рис приведена схема конденсационной турбинной уст-ки с одним регенеративным по­догревателем поверхностного типа. Здесь пит вода при прокачке ч/з подогреватель нагрев-ся и энтальпия ее повышается от h’k до hпв. Эн­тальпия же отбираемого из турбины пара, греющего пит воду, при этом понижается от hn до h’n

Конденсат греющего пара возвращается в конденсатор с энтальпией h’n

Допустим, что недогрев пит воды в подогревателе составляет

Обозначив кол-во отбираемого пара, выра­женное в долях расхода свежего пара, поступающе­го в турбину, ч/з α, составим ур-ие теплово­го баланса подогревателя

откуда находим долю отбираемого пара

(1.31)

Относительная мощ-ть, развиваемая этим паром, будет соответственно иметь вид:

(1.32)

Эта мощ-ть создается без потерь теплоты в кон­денсаторе.

Если по оси ординат отложить энтальпии отби­раемого пара hп, а по оси абсцисс — энтальпии его конденсата, то можно получить графическую зав-ть м/д этими велич-ми. Учитывая недогрев пит воды и смещая на δh = h'n - hпв линию 1 эквидистантно влево, полу­чаем зав-ть 2 энтальпии греющего пара от энтальпии пит воды.

Зав-ть энтальпии отбираемого пара от энтальпии его конденсата

Поскольку разность энтальпий отбираемого па­ра и его конденсата, стоящая в знаменателе ф-лы (1.32), мало зависит от давл отбираемого пара, можно считать, что мощ-ть Lα, развиваемая отборным паром, пропорц-на площади заштрих-го прямоуг-ка, имеющего сто­роны h'n - h'к - δh и h0 - hп.

Площадь этого прям-ка F, а =>, и мощ­-ть La при энтальпии отбираемого пара hп, рав­ной энтальпии свежего (h0) или отработавшего (hк) пара, будет равна нулю. Максимальная же мощ­-ть La в рассматр-мом случае одноступенча­того подогрева пит воды будет достигнута при некотором промежуточном знач энтальпии отбираемого пара, близком к среднему знач-ю энтальпии свежего и отработавшего пара, когда на­грев пит воды в подогревателе составит примерно половину нагрева ее от t кон­денсата до t насыщ, соответствую­щей давл в котле.

Если вместо одноступенчатого применить, н-р, трехступенчатый регенеративный подогрев пит воды, то выработка мощ-ти Σ La возрастет до знач, пропорц-го площа­ди, ограниченной контуром AabcdefgA.

При бесконечном же числе регенеративных от­боров пара выработка мощ-ти Σ La достигла бы максимально возможного значения, эквивалентного площади фигуры АСB А.

На практике, исходя из технико-экономических расчетов, прим-ся ограниченное число отбо­ров, обычно не более девяти. При этом точки отбо­ра выбираются с таким расчетом, чтобы в каждом из подогревателей энтальпия пит воды по­вышалась приблизительно на одно и то же значе­ние, т.е. чтобы теплопадения м/д соседними от­борами пара были ≈ одинаковыми. Как видно на рис, при таком выборе точек от­бора мощ-ть, выраб-мая паром регенера­тивных отборов, а =>, и эк-кая эффект-ть регенерации будут максимальными.

Путем регенеративного подогрева t пит воды, вообще говоря, могла бы быть повышена до t, близкой к t насыщ, соответствующей давл свежего пара. Однако при этом сильно возросли бы потери теплоты с уходящими газами котла. Поэтому в ме­ждународных нормах типоразмеров паровых тур­бин рекомендуется выбирать t пит воды на входе в котел равной 0,65—0,75 t насыщ, соответствующей давл в котле.

На Й-Олинской ТЭЦ: давление в барабане = 168 кгс/см² этому соотв-ет t насыщ = 349ºС, t пит. воды = 240ºС, что составляет 0,68