6.Промежуточный перегрев пара на тэс и его влияние на тепловую экономичность

В настоящее время основное назначение промежуточного перегрева — повышение тепловой

и общей экономичности установки. Однако следует иметь в виду, что для значений t0, допустимых для сталей перлитного класса (540—560 °С), когда р0> 14 МПа, в схемах без промежуточного перегрева конечная влажность пара w будет превышать предельно допустимые значения. В процессе расширения пара в турбине его параметры понижаются. Термический КПД установки возрастет, если в начале процесса адиабатического расширения температуру пара периодически повышать.

Промежуточный перегрев усложняет установку и требует дополнительных капитальных затрат, которые при двукратном перегреве, конечно, выше, чем при однократном. Поэтому двойной промежуточный перегрев пара в настоящее время на отечественных электростанциях не применяется. Однократный промежуточный перегрев повышает показатели тепловой экономичности цикла на 6—8 %. Однако в реальных условиях из-за потерь давления в контуре промежуточного перегревателя экономичность снижается на 1—1,5 %.

Температуру пара после промежуточного перегревателя tn n обычно выбирают близкой к начальной температуре пара или равной ей. Давление рпп, при котором пар отводится в промежуточный перегреватель, выбирают на основе анализа цикла и схемы установки.

На рис. представлен рабочий процесс пара в турбине для простейшей паротурбинной установки (когда нет отборов пара на регенеративный подогрев питательной воды или для теплового потребит е л я ), работающей по циклу с промежуточным перегревом пара и без него. Внутренний абсолютный КПД в обоих случаях определяется по формуле

где Hi — общий (используемый) теплоперепад, рассчитанный на 1 кг пара, подведенного к турбине; q0 — общее количество теплоты, затраченное на образование этого пара.Для цикла без промежуточного перегрева:

для цикла с промежуточным перегревом:

Из анализа рабочего процесса в турбине при различных значениях (рис. 2.9, б) видно, что Нiпп при уменьшении рпп сначала увеличивается, а затем падает, приближаясь к значениям, которые существуют при отсутствии промежуточного перегрева. Соответственно изменяется также и Hi .Количество теплоты, подводимое для производства 1 кг пара, определяется по выражению

Как видно из этого выражения, при уменьшении давления промежуточного перегрева q0 возрастает. = увеличение КПД I может происходить только до тех пор, пока с уменьшением давления теплоперепад возрастает и притом относительно быcтрее, чем q0. В определенном диапазоне давлений это действительно происходит, так как средний температурный уровень подвода теплоты к дополнительному циклу (рис. 2.9, а) сначала, при высоких значениях рпп, выше, чем в исходном цикле (без промежуточного перегрева). (Другими словами применение промперегрева считается выгодным, если КПДдопл цикла >КПД основного цикла, если они равны, то эффекта нет, если же меньше то КПД цикла с промперегревом меньше чем без него)

В соответствии с рис. 2.9, а термический КПД цикла с промежуточным перегревом:

или Здесь — отношение работы дополнительного цикла к работе исходного цикла,

a может быть представлено в виде

где Воспользовавшись этими зависимостями,

окончательно получим Из (2.25) видно, что при давлениях рпп для которых , термический КПД цикла с промежуточным перегревом выше термического КПД обычного цикла. Однако условия наибольшей тепловой экономичности зависят не только от соотношения значений этих коэффициентов, но и от значения энергетического коэффициента АΔ. Обычно оптимальные значения устанавливаются, когда при одноступенчатом промежуточном перегреве. Для схемы с двухступенчатым промежуточным перегревом в условиях оптимальной тепловой экономичности давление составляет обычно в первой ступени , а во второй С повышением температуры пара, до которой проводится его промежуточный перегрев, при тех же начальных параметрах оптимальные значения рпп увеличиваются