2.4 Определение параметров в регенеративных отборах, подогревателе и турбоприводе

23. Определяем давление в первом отборе ЦВД на подогреватель П8.

Температура за ПВД П8 (t_п8) равна заданной конечной темпе­ратуре питательной воды t_пв = t_п8 = 275°С. Недогрев до температуры насыщения в подогревателе П8, имеющем пароохладитель принимается равным δt_п8=2°C из рекомендуемого диапазона δt =1 - 3°С.

Температура насыщения отборного пара в П8 равна

t_п8.н = t_п8 + δt_п8 = 275 + 2 = 277°C

Из таблиц теплофизических свойств воды и водяного пара по температуре насыщения t_п8.н = 277°C находим давление пара в по­догревателе P'_п8=6,134 МПа. Потерю давления в паропроводе отбора здесь и в дальнейшем принимаем равной 9% давления в подогревателе (из рекомендуемого для расчета диапазона 8— 10%).

Тогда давление пара в отборе на П8 равно

P_п8 = 1,09 P'_п8 = 1,09 · 6,134 = 6,68 МПа.

24. Давление отбора на ПВД П7 равно давлению за ЦВД, перед промперегревом: P_п7 = P'_пп = 4,08 МПа.

Давление в подогревателе П7 с учетом потерь в паропроводе отбора равно:

P'_п7 = 0,91P_п7 = 0,91 · 4,08 = 3,71 МПа.

Температура насыщения в П7 определяется из таблиц по давлению P'_п7 = 3,71 МПа и равна t_п7.н = 246°С. Температура питательной воды на выходе из П7 с учетом недогрева δt_п7=2°C:

t_п7= t_п7.н – δt_п7 = 246 – 2 = 244 °С

25. Подогрев питательной воды в П8:

∆t_п8 = t_п8 – t_п7 = 275 – 244 = 31 °С

26. Температура насыщения в деаэраторе t_д.н. определяется из таблиц по заданному давлению в деаэраторе P_д = 0,685 МПа:

t_д.н. = 164,2 °С.

Принимаем падение давления в паропроводе отбора на деаэра­тор равным 0,2 МПа. С учетом того, что давление в деаэраторе поддерживается постоянным независимо от, нагрузки турбины, а давление в отборах изменяется пропорционально расходу пара через турбину, принимаем запас по давлению в отборе на деаэра­тор равным 20%, поэтому давление в отборе на деаэратор равно

P_д = (P'_д + 0,2) · 1,2 = (0,685 + 0,2) · 1,2 = 1,06 МПа.

27. Определяем повышение энтальпии воды в питательном на­сосе

Здесь V' — удельный объем воды при температуре t_д.н — опре­деляется из таблиц по t_д.н = 164,2 °С, V' = 0,0011 м³/кг; ∆Р_пн — повышение давления в питательном насосе, Н/м² (Па), равное разности давления за насосом P_{за н} и давления перед, насосом P_{перед н}.

Давление за насосом должно быть на 25-30% выше давлений перед турбиной, чтобы можно было преодолеть сопротивление ПВД и парогенератора. Принимаем

P_{за н} = 1,25 · Р_о = 1,25 · 24,5 = 30,6 МПа.

Давление перед насосом принимаем равным давлению в деаэраторе.

P_{перед н} = P'_д = 0,685 МПа.

Так что

∆Р_п.н = 30,6 – 0,685 = 29,915 МПа = 29,915 · 10⁶ Па.

Внутренний КПД насоса η_п.н принимаем равным η_п.н = 0,8 из рекомендуемого диапазона η_п.н = 0,75 - 0,82, тогда

кДж/кг.

28. Определяем нагрев воды в насосе:

∆t_п.н = t_{за н} – t_{перед н}

Здесь t_{перед н} — температура воды перед насосом, принимается равной температуре насыщения в деаэраторе, t_{перед н} = t_д.н = 164,2°С. Этой температуре соответствует энтальпия, определен­ная из таблиц [4], i_{перед н} =692,9 кДж/кг. Энтальпии за насосом, вычисляемой по формуле

i_{за н} = i_{перед н} + ∆ i_п.н = 692,9 + 41,1 =734 кДж/кг.

по таблицам [4] соответствует t_{за н} = 173,5°С, так что подогрев во­ды в насосе равен

∆t_{п. н} = 173,5 – 164,2 = 9,3 °С.

29. Суммарный нагрев в П7 и П6:

∆t_п7 + ∆t_п6 = t_п7 – t_{за н} = 244 – 173,5 = 70,5 °С.

30. Приняв из условия повышения экономичности, что подогрев в П7, питающейся от холодной нитки промперегрева, в 1,5 раза больше (из рекомендованного диапазона 1,5–1,8), чем подогрев в П6, т. е. ∆t_п7 = l,5∆t'_п6 из предыдущего уравнения получаем

2,5∆t_п6 = 70,5

∆t'_п6 = = 28,2 °С;

∆t_п7 = 1,5 · 28,2 = 42,3 °С.

31. Температура за П6

t_п6 = t_{за н} + ∆t'_п6 = 173,5 + 28,2 = 201,7 °С.

32. Приняв подогрев в П6 δt_п6=2,3°С определяем температуру насыщения в П6:

t_{п6 н} = 201,7 + 2,3 = 204 °С.

По этой температуре из таблиц [4] найдем давление в П6:

Р'_п6 = 0,23 МПа

и давление в отборе на П6:

Р_п6 = Р'_п6 · 1,09 = 1,69 · 1,09 = 1,84 МПа.

33. Давление за ЦСД принято, ранее (п. 13) равным 0,23 МПа, поэтому давление в отборе на П3 будет равно

Р_п3 = 0,23 МПа.

давление в подогревателе П3

Р'_п3 = Р_п3 0,91 = 0,23 · 0,91 = 0,209 МПа

34. Температура насыщения в ПЗ определяется из таблиц [4] по Р'_п3 = 0,209 МПа и равна t_{п3 н} = 121,6 °C.

Принимая недогрев в П3, не имеющем охладителя пара, равным δt_п3 = 5°C, определяем температуру на выходе из ПНД ПЗ:

t_п3 = t_{п3 н} – δt_п3 = 121,6 – 5 = 116,6 °C.

35. Из условия обеспечения надежной работы деаэратора и его регулятора давления принимаем подогрев основного конденсата в деаэраторе равным ∆t_д = 20,2°C из рекомендуемого диапазона ∆t_д = 19 –21°C.

Тогда температура за подогревателем П4:

t_п4 = t_дн – ∆t_д = 164,2 – 20,2 = 144 °C.

36. Температура насыщения в П4 имеющем охладитель, пара равна

t_{п4 н} = t_п4 + δt_п4 = 144 + 2 = 146 °C.

Из таблиц [4] по t_{п4 н}= 146°С находим Р'_п4 = 0,427 МПа.

Давление в отборе на П4: Р_п4 =Р'_п4 ·1,09 = 0,427 · 1,09 = 0,460 МПа

37. Заданному давлению в конденсаторе Р_к = 0,004 МПа соответствует температура насыщения t_к.н. = 29°С.

Принимаем равномерное распределение подогрева между подогревателями ПЗ_, П2 и П1, т. е.

∆t_п3 = ∆t_п2 = ∆t_п1 = ∆t,

а нагрев конденсата в сальниковом подогревателе равным ∆t_c.п. = 5°С.

38. Температура конденсата на выходе из подогревателя ПЗ: t_п3 = t_к.н. + ∆t_c.п. + ∆t_п1 +∆t_п2 +∆t_п3 = t_к.н. +∆t_c.п. +3∆t

Отсюда подогрев в каждом из подогревателей равен:

∆t_{п1 =} ∆t_п2 = ∆t_п3 = ∆t =

39. Температура основного конденсата за подогревателем П2: t_п2 = t_п3 –∆t_п3 = 116,6 – 27,5 = 89,1°С. Подогреватели П2 и П1, так же, как и ПЗ не имеют охладителей ей

пара, для них принимаем недогрев

δt_п2 = δt_п1 = δt_п3 = 5°С.

Температура насыщения в П2:

t_п2.н= t_п2 + δt_п2 = 89,1 + 5 = 94,1°С.

Давление в П2 определим из таблиц [4] по t_п2.н = 94,1 °С.

Р'_п2 =0,082 МПа

Давление в отборе на П2;

P_п2 = Р'_п2 · 1,09 = 0,082·1,09 = 0,0894 МПа. 40. Температура основного конденсата за подогревателем П1: t_п1 = t_п2 –∆t_п2 = 89,1 – 27,5 = 61,6°С.

Температура насыщение П1:

t_{п1 н} = t_п1 + δt_п1 = 61,6 + 5 = 66,6°С.

Из таблиц.[4] пo t_{п1 н} находим: Р'_п1 = 0,0268МПа,

Давление в отборе на П1:

Р_п1 = Р'_п1· 1,09 = 0,0268 ·1,09 = 0,0292 МПа

41. Строим точки отборов на is-диаграмме (рис. 2) как точки пересечения действительных процессов расширения с соответствующими изобарами и определяем температуры и энтальпии этих точках:

точка П8, как точка пересечения процесса 1-2 с изобарой Р₈=6,68 МПа; в этой точке

i₈ = 3114 кДж/кг; t₈ = 380°С;

точка П7 совпадает с точкой 2 и лежит на изобаре Р'_пп = 4_,08 МПа; в этой точке

i₇ =3015,5 кДж/кг; i₇ = 321°С;

точка П6, как точка пересечения процесса 3^'–4 с изобарой Р_п6 = 1,84 МПа; в этой точке

i₆ = 3408 кДж/кг; t₆ = 471°С ;

точка д, соответствующая отбору на деаэратор и лежащая на пересечении процесса 3'–4 с изобарой Р_д=1,06 МПа; в этой точке

i_д = 3246 кДж/кг; t_д = 391°С ;

и так далее по рис. 2 (точка ПЗ совпадает с точкой 4, а точка К - с точкой 5).

42. Параметры, полученные в результате расчетов, для удобства за последующего использования сводим в табл. 2. Указанные в табл. 2 температуры дренажа за подогревателями определяются из следующих предположений. Для подогревателей, имеющих охладители дренажа (в рассматриваемой схеме П8, П6 и П4);

температура дренажа на выходе из подогревателя на 14°С меньше температуры насыщения в данном подогревателе (из рекомендуемого для расчета диапазона 13 - 15°С).

Для подогревателя П7, также имеющего охладитель, дренажа но питаемого паром из холодной нитки промежуточного перегрева, с целью меньшего вытеснения отбора на П6, питаемый паром высокой температуры после промперегрева, снижение температуры в охладителе дренажа П7 принимаем равным 40° (из рекомендованного диапазона 35—40°С), т. е.

^t_ДР.п7 ^{= t}_п7.н ^{– 40 = 246 – 40 = 206°С.}

Температура дренажа на выходе из подогревателя, не имеющего охладителя дренажа (ПЗ, П2 и П1), равна температуре насыщения в данном подогревателе, т.е,

^t_ДР.п3 ^{= t}_п3.н

^t_ДР.п2 ^{= t}_п2.н

^t_ДР.п1 ^{= t}_п1.н

Энтальпия конденсата и дренажа определяется с помощью таблиц для воды и пара [4] по температур

Таблица 2

Точка процесса	В отборе			В подогревателе			Питательная вода и оси конденсата		Дренаж
	P	t	i	P'	t'	I'	t	i	t	i
	МПа	ᵒС	кДж/кг	МПа	ᵒС	кДж/кг	ᵒС	кДж/кг	ᵒС	кДж/кг
0	24,5	570	3406	−	−	−	−	−	−	−
0'	23,765	568	3406	−	−	−	−	−	−	−
PC	17,3	515	3334	−	−	−	−	−	−	−
П8	6,68	380	3114	6,134	277	1221,4	275	1211	263	1150
П7	4,08	321	3016,5	3,71	246	1066,5	244	1056,8	206	879,5
3'	3,67	570	3608	−	−	−	−	−	−	−
3''	3,58	569	3608	−	−	−	−	−	−	−
П6	1,84	471	3408	1,69	204	870,5	201,7	859	190	807,5
Д	1,06	391	3246	0,685	164,2	694	164,2	694	−	−
П4	0,466	290	3048	0,427	146	614,9	144	606,3	132	554,8
П3	0,23	213	2895	0,209	121,6	510	116,6	488	121,6	510
П2	0,0894	140	2760	0,082	94,1	394	89,1	373	94,1	394
П1	0,0292	68	2618	0,0268	66,6	278	61,6	257,5	66,6	278,4
К	0,004	29	2400	−	−	121,4	29	−	−	−

х=0,936

43. Для построения процесса расширения пара в приводной турбине питательного насоса в is-диаграмме определяем давлении на входе в эту турбину (см. схему на рис. 1):

Р_тпо = Р_п6 · 0,9 = 1,84 · 0,9 = 1,655 МПа и противодавление на выходе

^P_тп2 ^{=1,11· P'}_п3 ^{= 1,1 ·0,209 = 0,23 МПа.}

В is-диаграмме точка на входе в турбину определяется пересечением изотермы t_п6= 471°С с изобарой Р_тпо = 1,655 МПа; в этой точке (ТПО) i_тпо = 3410 кДж/кг.

Из этой точки проводим изоэнтропный процесс до пересечения с изобарой Р_тп2=0,23 МПа и находим в точке ТП2_ид величину энтальпии i_тп2.ид=2870кДж/кг Располагаемый теплоперепад в турбоприводе

h_отп = i_тпо - i_{тп2 ид} = 3410 - 2870 = 540 кДж/кг.

Принимаем относительный внутренний КПД турбопривода из рекомендуемого для расчёта диапазона.

Действительный теплоперепад, срабатываемый в турбоприводе: h_{i тп} = h_отп η^пт_oi = 540 · 0,8 = 432 кДж/кг.

Энтальпия пара за трубоприводом

i_тп2 = i_тпо – h_{i тп} =3410 – 432 = 2978 кДж/кг.

Точка ТП2 окончания действительного процесса расширения в турбоприводе определится пересечением изоэнтальпы i_тп2 = 2978 кДж/кг с изобарой Р_тп2=0,23 МПа. Действительный процесс расширения изобразится отрезком прямой, соединяющей точки ТПО и ТП2.