Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
28-31.docx
Скачиваний:
1
Добавлен:
12.09.2019
Размер:
184.85 Кб
Скачать

С хемы включения регенеративных подогревателей

Различают смешивающую и каскадную схемы регенеративного подогрева основного конденсата и питательной воды. На ТЭС в основном применяют каскадную схему с поверхностными подогревателями.

Смешивающие подогреватели дешевле, надежнее и энергетически выгоднее поверхностных, позволяют подогреть воду до температуры tн  (ts) насыщения греющего пара tвr=tнriвri¢r. обозначения: «в» – вода; «r» – отбор; i¢r – энтальпия конденсата греющего пара отбора. Однако после каждого смешивающего подогревателя нужен перекачивающий насос, так как давление в последующем подогревателе выше, чем в предыдущем (рис. 4.1).

Для каскадной схемы достаточно иметь конденсатный и питательный насосы, перекачивающие воду соответственно через группы поверхностных подогревателей низкого и высокого давления. Три первых по ходу воды подогревателя (см. рис. 4.2) находятся под давлением, создаваемым конденсатным насосом (КН). Эти подогреватели называются подогревателями низкого давления (ПНД), так как давление в них по водяной стороне в современных блоках не превышает 2,5 МПа, а в более старых установках составляет 0,5÷1,5 МПа. Давление в трубках должно выбираться из условия предотвращения вскипания воды, т.е. температура кипения должна быть выше температуры воды на выходе из подогревателя. В поверхностных подогревателях вода нагревается до tвr < tнr на величину недогрева воды до состояния насыщения по температуре Qr или энтальпии ur;            

  ;                      (4.8)

ur .                        (4.9)

Qrur определяют технико-экономическим расчетом Qr=5¸6 °С (для расчетной нагрузки Q =3¸5 °С).

В подогревателях высокого давления (ПВД) применяют стальные трубки, в ПНД – в основном латунные, из которых медь вымывается конденсатом и переносится в котел и в турбину. ПНД с трубками из нержавеющей стали дороги. В настоящее время применяют один или два ПНД смешивающего типа, между которыми устанавливают перекачивающий (конденсатный) насос (рис. 4.3 а) или первый ПНД размещают выше второго для перелива воды во второй ПНД без насоса (рис. 4.3 б). Одним из смешивающих подогревателей (p = 0,6¸1,0 МПа) используют в качестве деаэратора.

Применяют нейтрально-кислородный водный режим энергоблока с вводом кислорода в тракт конденсата перед конденсатным насосом. При этом на внутренней поверхности трубок образуется оксидная пленка, предохраняющая металл от коррозии. Деаэратор не устанавливают (бездеаэраторная схема).

Н а ТЭЦ регенеративные отборы применяют для подогрева не только конденсата турбин, но и обратного конденсата от внешних потребителей теплоты и добавочной воды, компенсирующей в основном внешние потери пара и конденсата. Обратный конденсат от потребителей имеет более высокую температуру, чем основной конденсат. Доля его в общем потоке питательной воды значительна, поэтому абсолютная экономия теплоты от регенерации на ТЭЦ менее значительна, чем на КЭС с теми же p0 и t0. Однако КПД турбины ТЭЦ по производству электроэнергии возрастает особенно при малом пропуске пара в конденсатор (на 20¸25 %), так как к выработке электроэнергии на тепловом потреблении добавляется ее выработка паром регенеративных отборов.

Теоретические предпосылки. Термодинамическую сущность регенеративного цикла можно уяснить при расмотрении изменения состояния пара в идеальной паросиловой установке. При этом предполагается, что подогреватели не имеют сопротивления перехода тепла через стенку.

Рис.1 Тs-диаграмма цикла Ренкина и регенеративного цикла.

Количество тепла, превращенного в механическую энергию, измеряется площадью замкнутой кривой цикла 3-5-6-1-2-3. Идеальный регенеративный цикл можно представить себе следующим образом. Допустим, что весь пар, поступивший в турбину, многократно отводиться из нее подогреватели питательной воды и возвращается в турбину. При прохождении через турбину пар расширяется адиабатически. При прохождении через подогреватели пар частично конденсируется, нагревая воду в подогревателе до температуры насыщения греющего пара. Такой цикл изображен в координатах Тs на рис.2

Рис.2 Тs-диаграмма предельного регенеративного цикла.

При бесконечно большом числе отводов пара процесс попеременного расширения пара в турбине и частичной конденсации в подогревателях изобразиться линией 1-10. Такой цикл называется предельным регенеративным циклом. Количество тепла, передаваемое питательной воде, изображается площадью 1-2-6-11-10-1, причем предполагается, что вода нагревается до температуры кипения в котле.

Тепло, превращенное в работу, изображается площадью 3-5-1-10-3 и будет меньше, чем в цикле Ренкина. Количество тепла, подведенное в цикле к рабочему веществу, изображается площадью 8-3-5-1-10-11-8. Эта площадь значительно меньше, чем цикл Ренкина, за счет тепла питательной воды. Коэффициент полезного действия предельного регенеративного цикла составляет:

И равняется термодинамическому КПД цикла Карно.

В действительном регенеративном цикле отводиться из промежуточной ступени турбины только некоторая часть пара, которая полностью конденсируется в подогревателях питательной воды. Изменение состояния этой части пара показано в координатах Тs на рис.1 и совпадает с процессом цикла Ренкина для чисто конденсационной установки, за исключением процесса конденсации, который протекает при более высоком давлении и соответственно более высокой температуре. Процесс конденсации отбираемого пара изображается прямой 10-11. Площадь замкнутой кривой 10-11-5-6-1-10 соответствует количеству тепла, превращенного в механическую энергию. [Тепловые электрические станции. Москва. 1956 г.]

Тепло отбираемого пара используется сперва в турбине, где он совершает работу, а затем передается воде, с которой возвращается в парогенератор. Таким образом, тепло отработавшего пара регенеративных отборов турбины не теряется в конденсаторе турбины с охлаждающей водой, а сохраняется на электростанции; передаваясь конденсату или питательной воде, это как бы восстанавливается, регенерируется.

Тепловая экономичность и энергетическая эффективность регенеративного подогрева воды определяется, следовательно, уменьшением потери тепла в конденсаторе турбины (по сравнению с простейшей конденсационной электростанцией без регенеративного подогрева воды) вследствие отбора части пара для указанного подогрева. Следовательно, КПД паротурбинной электростанции благодаря регенерации возрастает.

Существенным при этом является производство электрической энергии в результате работы пара регенеративных отборов в турбине. [Тепловые электрические станции. 1987 г.]

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]