6.Конденсационные установки паровых турбин

Установка предназначена для создания за паровой турбиной вакуума с целью повышения используемого теплоперепада и увеличения термического К.П.Д. В установку входят 1-конденсатор, 6-сборник конденсата, 2-циркуяционный насос, 3-конденсатный насос, 4-устройство для отсасывания воздуха из конденсатора (паровой эжектор).(рис 1)

В конденсаторе осуществляется конденсация отработавшего в турбине пара. Охлаждающей средой служит вода. Обычно применяют конденсаторы поверхностного типа, позволяющие получать чистый конденсат для питания котлов. Отработанный пар входит в конденсатор сверху, конденсат стекает вниз, оттуда конденсационным насосом подается в поверхностные холодильники парового эжектора и оттуда ч/з систему регенеративных подогревателей поступает в паровой котел. Абсолютное давление пара в кондесаторе поддерживается 2,5-7кПа. Теоретически р_абс должно быть равно давлению насыщенного пара, но в конденсатор поступает не чистый пар, а смесь пара с воздухом (паровоздушная смесь). Поэтому давление в конденсаторе равно сумме парциального давления водяного пара и воздуха. По мере движения паровоздушной смеси вдоль поверхностей охлаждения и конденсации пара его температура снижается. Процесс конденсации можно разделить на 2 стадии. В 1-й отсутствует заметное влияние воздуха на температуру пара, во второй стадии воздух влияет на снижение температуры пара и на сам процесс передачи теплоты от паровоздушной смеси к охлаждающей воде. Зона, в которой протекает 1-ая стадия называется зоноймассовой конденсации. В ней проходит основной процесс конденсации при небольшом изменении температуры. 2-я зона называетсявоздухоохладителем и предназначена для завершения процесса конденсации. Следствием понижения парциального давления и температуры насыщенного пара из-за наличия воздуха является переохлаждение конденсата, что приводит к потере теплоты, затрачиваемой на нагрев конденсата при подаче его в котел, а главное сопровождается возрастанием количества растворенного в конденсате О₂. Это в свою очередь приводит к коррозии труб. Переохлаждение конденсата зависит от конструкции конденсатора, его нагрузки, температуры, охлаждающей воды и некоторых других факторов. Скопление воздуха отражается не только на теплообменных процессах в конденсаторе, но и ухудшает вакуум, т.е. приводит к увеличению давления за турбиной и снижению к.п.д. Воздух удаляют эжекторами. (рис 12.21) Чаще всего применяют 1-,2-,3-х ступенчатые эжекторы. В рабочие сопла подается свежий пар, вытекающая из него струя обладает высокой Е_к и увлекает за собой воздух из конденсата в суживающуюся насадку диффузора, где Е_к преобразуется в энергию давления. Далее пар из паровоздушной смеси конденсируется в холодильнике 1-й ступени. Воздух и несконден-шаяся часть пара из холодильника 1-й ступени отсасывается эжектором 2-й ступени, к рабочему соплу которой также подается свежий пар. В диффузоре эжектора 2-й паровоздушная смесь имеет давление несколько превышающее атмосферное. Эта смесь поступает в холодильник 2-й ступени, где пар конденсируется, а насыщенный паром воздух выбрасывается в атмосферу. Глубина вакуума в конденсаторах зависит от температуры охлаждающей воды и от кратности охлаждения, которая показывает сколько кг воды расходуется на конденсацию 1 кг пара. Обычно в одноходовых поверхностных конденсаторах кратность составляет от 80 до 120 кг на кг нара, а в 2-х ходовых 60-70кг на кг. Температура охлаждающей воды определяется географическим местоположением источника и принятой системой водоснабжения. Для оборотного водоснабжения температура охлаждающей воды принято 20-35⁰С. Летом вакуум ухудшается.