13 Параметры и схемы промежуточного перегрева пара.

При высоких р свежего пара влажный отработавший пар становится не допустимо большим.

В этом случае применяется промежуточный перегрев пара, чтобы обеспечить допустимую влажность

1→2^/- без проперегрева

1→2→3→4- процесс расширения пара с промперегревом

2→3- изобарное нагревание с р_пп

р₀> р_пп> р_к

Обычно на ЭС применяется газовый промперегрев, когда пар частично отработавший в турбине отводят из турбины и отправляют обратно, там частично перегревают до t_пп≈t₀≈550

Промперегрев всегда уменьшает влажность перегретого пара следовательно, η_oi увеличивается, так же благодаря ПП можно увеличить η_t

Если выбрать р_пп≤р₀, то ПП практически не даст никакого эффекта, при снижении р ПП происходит повышение средней температуры подвода теплоты в цикле и η_t увеличивается, но только до определенного предела. При некотором оптимальном р_пп ; η_t достигается максимума и дальше будет происходить понижение

Р^опт_пп – выбирается расчетами и составляет ≈(0,15-0,2)р₀

Газовый ПП получил наибольшее распространение. Он применяется на турбоустановках р₀≥13МПа , W_э > 150МВт

Достоинства газового ПП, в том что можно получить высокую температуру вторичного перегретого пара и выбрать оптимальное р_пп, тепловая экономичность повышается 4-7%

Недостатки газового ПП состоит в протяженности паропроводах, усложнении системы регулирования парогенератора и турбины.

Более простым является паровой ПП пара

При паровом перегреве пар нельзя перегреть до высокой температуры

ПП применяют с помощью промежуточных жидкостных теплоносителей

14. Расход пара и тепла на турбоустановку с регенеративным подогревом.

Регенерацию можно рассмотреть как внутреннюю теплофикацию

D₀=D_ко+у_тD_т

D_ко =W_э/Н_к*η_ом

здесь —электрическая мощность турбо­агрегата, кВт; Н_к- теплопадение конденса­ционного потока пара в действительном про­цессе в турбине, кДж/кг; —электро­механический к. п. д. турбоагрегата, равный произведению механического к. п. д. турбины на к. п. д. электрического генератора;

у_т= Н_к- Н_т/ Н_к

у_т—коэффи­циент недовыработки мощности (теплопадения конденсационного потока ) паром отбора

Н_т=h₀-h_т ; у_т= h_т-h_к/ h₀-h_к

D_ко- расход свежего пара на турбину без регенерации

При наличии регенерации расход свежего пара на турбину выше, чем без регенерации. Однако пропуск пара в конденсатор меньше чем у турбины без регенерации.

D_к=D₀-D_r=D_ко-(1-у_r)D_r

∆D_к=(1- у_r)D_r ; 0< у_r<1

Обычно применяют многоступенчатый регенеративный подогрев.

,

Нк=h0-hк

;

где -теплопадение пара отбора номер r; - недоработанное этим паром теплопадение.

Расход пара на регенерацию D_r определяется из теплового баланса подогревателей на ТЭС применяется поверхностный регенеративный подогрев.

h_r,h^/_r- энтальпия греющего пара и его конденсата

q_r= h_r-h^/_r- теплота отдаваемая 1 кг греющего пара в подогревателе

D_вr- расход воды на выходе из подогревателя

D_вr+1- на входе;

Для современных подогревателей D_вr= D_вr+1; τ_r= h_вr-h_вr+1- подогрев воды в подогревателе

h_вr,h_вr+1-энтальпия на выходе и входе в подогреватель

Тепловой баланс поверхностного подогревателя составленного по принципу теплота отдаваемого греющего паром при конденсации равна теплоте полученной водой.

Греющий пар конденсированный при своей температуре t_нr, р_r повышается следовательно t_нr повышается

В поверхностных подогревателях из за термического сопротивления между паром и водой воду нельзя нагреть до температуры конденсации пара

t_вr< t_нr ; t_вr= t_нr-υ_r ; υ_r=3-5 ⁰С- недогрев воды в подогревателе

Поэтому h_вr< h^/_r ; h_вr= h^/_r-θ_r ; θ_r-недогрев ≈12-20 (кДж/кг)

D_rq_r= D_вr* τ_r-тепловой баланс

Следовательно D_r= (τ_r/q_r) *D_вr

D_вr=α_вr*D₀ ; α_вr≈1 – доля воды проходящей через данный подогреватель

α_r=D_r/D₀= (τ_r/q_r)* α_вr- доля греющего пара α_r=3-8 %

τ_r=40-160 (кДж/кг) ; ∆t_r=10-40 ⁰C ; q_r=2000-2200 (кДж/кг)

Поскольку число подогревателей достигает 8-9 штук, то суммарный расход пара на регенерацию достигает ≈30% от рассеивания свежего пара

Также на ТЭС применяются смешивающие подогреватели в таких подогревателях непосредственно смешивается с подогреваемой водой т.к термическое сопротивление отсутствует подогрев воды идет до температуры конденсации пара

D_вr=D_вr+1+D_r

Тепловой баланс такого подогревателя определяется по принципу сумма потоков теплоты на входе равна потоку теплоты на выходе из подогревателя

D_вr h_вr = D_вr+1 h_вr+1+ D_r h_r

D_вr+1= D_вr - D_r

D_r= D_вr(h_вr- h_вr+1)/ (h_r- h_вr+1)=( τ_r/ q_r +τ_r) D_вr

α_r= D_r/D₀= α_r*( τ_r/ q_r +τ_r)

=

Следовательно

βr-1.2-1.25

Увеличение расхода свежего пара на турбину за счет регенерации составляет 20-25%

Материальный баланс турбины:

D₀=D₁+D₂+…+D_z+D_к=D_к+

α_к=D_к/D₀=1- ;α_r= D_r/D₀

Q_ту=D₀(h₀-h_пв)

h_пв= h_пв1

h_пв- энтальпия питательной воды равна энтальпии воды на выходе из первого подогревателя

Эту энтальпию можно найти из уравнения смешения

D_пв h_пв=D_к h^/_к+

D_пв=D₀

Q_ту=W_i+Q_к ; W_i- внутренняя мощность турбины

Q_к- потери теплоты в конденсаторе ТУ

W_i= D_к h_к+ D₁ h₁+ D₂ h₂+…+ D_z h_z ;

Н_к=h₀-h_к- полное теплопадение

Н_r=h₀-h_r

W_i= D_к h_к+

Q_к= D_к(h_к-h^/_к)= D_кq_к

Q_ту=D_к*(h₀-h_пв)=(D_к+∑D_r)h₀- D_к h^/_к-= D_к(h₀-h^/_к)+(h₀-h_r)= D_к(h₀-h_к)+D_к(h_к-h^/_к)+=W_i+Q_к

Из-за наличия регенерации расход свежего пара на ТУ возрастает при той же мощности, а уменьшается в целом расход теплоты на получение 1 кг свежего пара, тк повышается энтальпия питательной воды. В целом расход теплоты на ТУ благодаря регенерации снижается.