15. Конденсационные установки паровых турбин

Конденсатор − теплообменный аппарат, предна­значенный для конденсации отработавшего в турби­не пара при низком давлении. Конденсация пара происходит при соприкосновении его с поверхно­стью, температура которой ниже, чем температура насыщения при данном давлении в конденсаторе. Конденсация пара сопровождается выделением теп­лоты, затраченной ранее на испарение жидкости, ко­торая отводится при помощи охлаждающей среды.

Конденсационная установка паровой турбины состоит из собственно конденсатора и дополнитель­ных устройств, обеспечивающих его работу (рис.17.).

П одача охлаждающей воды в конденсатор осуществляется циркуляционным насосом.

Конден­сатные насосы служат для откачки из нижней части конденсатора 1 конденсата и подачи его в систему регенеративного подогрева питательной воды.

Воз­духоотсасывающее устройство (эжектор) предназначено для удаления воздуха, поступающего в турбину и кон­денсатор вместе с паром и через неплотности флан­цевых соединений.

Теоретической основой обеспечения низкого давления пара в конденсаторе является однозначная связь между давлением и тем­пературой конденсирующейся среды. Поскольку температура конденсации определяется климатическими условиями и составляет 25-45 , то в кон­денсаторе поддерживается низкое давление, со­ставляющее в зависимости от режима 3-10 кПа. Чем ниже температура и больше расход охлаждаю­щей среды, тем более глубокий вакуум можно по­лучить в конденсаторе. Образующийся конденсат стекает в нижнюю часть корпуса конденсатора, а затем в конденсатосборник.

Кроме того, в конденсатор обычно направляют конденсат из коллекторов дренажей паропроводов, уплотнений, некоторых подогревателей и вводят добавку химически очищенной воды для восполне­ния потерь конденсата в цикле.

16. Регенеративный подогрев питательной воды

Потери теплоты с охлаждающей водой в кон­денсаторе турбины прямо пропорциональны коли­честву отработавшего пара, поступающего в кон­денсатор. Расход пара в конденсаторе можно значи­тельно уменьшить (на 30-40%) путем отбора его для подогрева питательной воды из нескольких сту­пеней турбины после того, как он произвел работу в предшествующих ступенях. Такой подогрев питательной воды называется регенеративным.

П ростейшая схема реализации этого принципа представлена на рис.18. Здесь питательная вода прокачивается насосом через трубную систему подогревателя, обогреваемую снаружи паром, отбираемым из турбины. Конденсат греющего пара возвращается в конденсатор.

Рассмотрим те преиму­щества, которые дает регенеративный цикл.

Известно, что из всего количества тепла подводимого к конденсационной турбине, только 25-30% превращается в механиче­скую работу; 65 – 70% уносится охлаждающей водой конденсатора, а около 5% возвращает­ся в котел с идущим на его питание конденса­том. Выгодность применения регенеративного цикла основана на том, что теплота отбирае­мого пара (количество которого составляет от 10 до 30% общего расхода пара) использует­ся полностью, включая теплоту конденсации.

При правильном выборе мест отбора пара можно получить 5-8% экономии в расходе топлива. Поэтому современные турбины выполняются с регенеративными отборами пара, количество которых в зависимости от мощности составляет от 1 до 9.