Питательной воды и его энергетическая эффективность

Регенеративный подогрев основного конденсата и питательной воды котлов осуществляется паром, частично отработавшим в турбине. Греющий пар, совершив работу в отсеке турбины, направляется в регенеративные подогреватели, в которых конденсируется, отдавая тепло воде. Выделенная этим паром теплота возвращается в котел, как бы регенерируется.

Регенеративный подогрев питательной воды (основного конденсата турбины) повышает кпд турбоустановки на 10–12% и применяется на всех современных паротурбинных электростанциях.

Турбины выполняют с 7-9 регенеративными отборами пара и применяют соответствующее число последовательно включенных подогревателей (ступеней подогрева) (рис. 7.1). Повышение кпдтурбоустановки электростанции обусловливается тем, что уменьшаются потери теплоты в конденсаторе турбины, так как уменьшается расход пара в конденсатор.

В теплофикационных турбинах отпуск теплоты внешнему потребителю позволяет в еще больших масштабах выработать электроэнергию без потерьтеплоты в конденсаторе турбины, что приводит к росту кпдтурбоустановки, но при этом термическийкпд цикла снижается, тогда как, при регенеративном подогреве растет. Существенным отличием регенеративных отборов пара от теплофикационных является ограниченность количества используемой отработавшей теплоты турбин в зависимости от возможного подогрева питательной воды. Но на отработавшую теплоту регенеративных отборов топливо не расходуется. На отработавшую теплоту турбин для внешнего потребителя расходуется дополнительное количество топлива.

По физическому методу распределения теплоты между электрической и тепловой энергией на долю последней относят теплоту, действительно затрачиваемую на нее, а на долю электрической энергии – остальное количество теплоты.

На конденсационной электростанции с регенеративным подогревом воды расход теплоты на производство электроэнергии совпадает с полным расходом теплоты.

Тепловая схема турбоустановки с регенерацией и цикл Ренкина с регенерацией в T-Sдиаграмме показаны на рис. 7.2 и 7.3.

Рис. 7.1. Принципиальная тепловая схема турбоустановки с регенеративными отборами пара на регенеративные подогреватели

и отборами пара на теплофикацию

Рис. 7.2. Тепловая схема турбоустановки с регенерацией

Термическийкпд цикла Ренкина без перегрева пара с полной регенерацией будет равен термическому кпдцикла Карно (рис.7.3. а).

Термический кпдцикла Ренкина с перегревом пара даже в случае предельной регенерации будет меньше термического кпдцикла Карно . Но при регенерации термический кпдцикла Ренкина заметно возрастает.

а) б)

Рис. 7.3. а – цикл Ренкина без перегрева пара с регенерацией;

б – цикл Ренкина с перегревом пара с регенерацией в Т-s диаграмме

Для термического кпдцикла с предельной регенерацией определяется как (см. рис. 7.3. б):

. (7.1.1)

В результате осуществления регенеративного подогрева основного конденсата и питательной воды в котел поступает вода, нагретая до температуры насыщения при давлении , энтальпия воды при этом . Следовательно, к одному килограмму рабочего тела в котле подводится тепло

. (7.1.2)

В конденсаторе один килограмм пара отдает тепло

. (7.1.3)

Однако если, как мы выяснили, из каждого килограмма пара, поступающего в турбину, в конденсатор попадает лишь кг, то очевидно, что тепло, отдаваемое в конденсаторе в расчете на 1кг пара, составляет

. (7.1.4)

Следовательно,

. (7.1.5)