Раздел 5 . Изменение внешних условий.

ПТУ:

1. Давление в конденсаторе

При уменьшении давления в конденсаторе до критического и ниже приращение мощности турбоагрегата достигается посредством использования расширительной способности косого среза рабочих лопаток последней ступени турбины. При достижении предельного противодавления пар расширяется за пределами рабочих лопаток, и дальнейшее понижение давления р_х не оказывает влияния на мощность ГТЗА.

При заданном значении t₃._B температура насыщения t_x зависит от температурного напора:

,

где: — теплота конденсации пара, равная 2260—2340 кДж/кг;

— кратность охлаждения, т. е. отношение расхода ох­лаждающей воды к расходу пара на конденсатор, кг/кг;

— средний коэффициент теплопередачи от пара к охлаждающей воде, кДж/(м²·ч·град);

— теплоемкость забортной воды, кДж/(кг•град);

— - удельная паровая нагрузка (F_к—поверхность кон­денсатора), кг/(м²·ч).

При определенном значении t₃._B и условии D_т = const в про­цессе эксплуатации на величину t* и, следовательно, на вакуум в конденсаторе можно влиять главным образом изменением крат­ности охлаждения (подачи главного циркуляционного насоса). При этом будет изменяться также и теплопередача, которая при прочих равных условиях зависит от расхода охлаждающей воды и ее температуры, а также от количества поступающего в кон­денсатор воздуха и степени загрязнения охлаждающей поверхно­сти. Кроме того, на давление в конденсаторе влияет совместная работа конденсатной и воздушной систем.

Уменьшение давления р_х ниже предельного имеет место при низких значениях t₃._B и не только не приводит к увеличению мощности ГТЗА, но и снижает экономичность установки в резуль­тате уменьшения температуры конденсата и возрастания затрат тепла на подогрев питательной воды. При этом иногда увеличи­вается также переохлаждение конденсата и возрастает количество растворенного в нем кислорода.

Поддержание спецификационного вакуума в конденсаторе при повышенных (сверх расчетной) температурах забортной воды требует дополнительного увеличения кратности охлаждения (пе­реключения главного циркуляционного насоса на повышенную частоту вращения, включения резервных циркуляционных насосов и т. п.), что не всегда целесообразно с точки зрения эконо­мичности СПТУ. Поэтому оптимальный режим работы судовой конденсационной установки при t₃._B = var должен выбираться по так называемому экономическому вакууму в конденсаторе, который соответствует максимальной мощности энергетического комплекса турбина—циркуляционный насос при D_T= const и обеспечивает таким образом минимальный расход топлива на единицу мощности СПТУ.

Каждой температуре забортной воды при заданном расходе пара соответствует определенное значение оптимального вакуума в конденсаторе, которое зависит также и от ряда других эксплуа­тационных факторов: степени загрязнения конденсатора, его воз­душной плотности, нагрузки электростанции, режима работы воз- душно-конденсатной системы и др.

Оптимальный эксплуатационный вакуум, как правило, всегда выше экономического. Однако, если изменение давления конден­сации не отражается на мощности ГТЗА и скорости судна (когда в конденсаторе достигается предельное противодавление ра­спределяющим показателем работы конденсационной установки остается только экономический вакуум.

Возможности практического выполнения рекомендаций по под­держанию оптимальных режимов работы СПТУ при условии t₃._в = var во многом зависят от типа привода и способа регулирования циркуляционного насоса, характеристик и особенностей циркуляционной, конденсатной и воздухоудаляющей систем.

Задание: Оценить изменение мощности агрегата при снижении давления в конденсаторе на 2 кПа

С учетом уменьшения давления в конденсаторе на 2 кПа Р₂ = 0,008МПа, тогда:

H₀ =675 кДж/кг, N = 28570кВт при Р₂=0,01 МПа,

H₀ = h₀ – h_к = 910кДж/кг

N=G· H₀· = 54*675*0,8 = 29160 кВт

Вывод: мощность увеличилась на 590 кВт