Распределение регенеративного подогрева воды и отборов в турбине при промежуточном перегреве пара

Применение регенеративного подогрева воды при промежуточном перегреве пара имеет свои особенности (рис. 7.9).

Рис. 7.9. Схема регенеративного подогрева воды при однократном

промежуточном перегреве пара

Первая особенность состоит в том, что пар, отбираемый из турбины после промежуточного перегрева, имеет более высокий перегрев, чем пар такого же давления в турбине с теми же начальными параметрами, но без промежуточного перегрева. Использование более перегретого пара для подогрева воды менее выгодно, так как возрастает разность температур пара и воды и необратимость теплообмена между паром и водой в подогревателе, отбор более горячего пара на подогрев воды уменьшается, увеличивается доля пропуска воды в конденсатор и потеря тепла в нем. Поэтому в схемах с промежуточным перегревом пара подогрев питательной воды в подогревателе П2, на который направляется пар до промежуточного перегрева (отбор 2) в 1,5 ÷ 1,8 раз больше, чем в подогревателе П3, на который направляется пар из отбора турбины после промперегрева.

Вторая особенность относится к отбору пара с давлением промежуточного перегрева. При отборе «холодного пара» (до промежуточного перегрева) относительное повышение кпд турбоустановки ощутимо больше, чем при отборе с этим давлением «горячего» пара; при этом давлении и соответствующей энтальпии подогрева воды происходит скачок в изменении . Отсюда следует, что при этом давлении пар для регенерации нужно брать до промежуточного перегрева, но не сразу после него (отбор2 на П2).

Третья особенность заключается в том, что по мере снижения давления греющего пара после промежуточного перегрева возрастает до некоторого максимума, после чего снижается. При этом оптимальная температура (и энтальпия) подогрева воды, соответствующая максимуму , ниже, чем для турбоустановки без промежуточного перегрева пара. Оптимум подогрева воды смещается в сторону более низких температур по сравнению с установкой без промежуточного перегрева пара (отбор 3).

Если произвести отбор пара на регенеративный подогреватель, расположенный непосредственно за промежуточным перегревателем, при давлении, достаточно близком к давлению пара на входе в турбину (после промежуточного перегревателя), то кпд цикла не только не возрастет, но даже уменьшится. По мере снижения давления в этом отборе кпд цикла начинает возрастать. Из этого следует, что существует точка на линии расширения пара за перегревателем, в которой расположение регенеративного отбора не оказывает никакого влияния на кпд цикла. Эта точка названа индиффирентной точкой линии расширения за пароперегревателем (рис. 7.10). Положение ее устанавливается по зависимости

, (7.4.3)

где – разность энтальпий между и энтальпией пара в индифферентной точке ; – внутренний абсолютный кпд турбины в части расширения между и .

Указанные выше особенности применения регенеративного подогрева воды при промежуточном перегреве пара оказывают заметное влияние на распределение подогрева между ступенями.

При многоступенчатом подогреве обязательно используется, как весьма эффективный, отбор «холодного» пара непосредственно перед промежуточным перегревом пара.

Рис. 7.10. Распределение отборов для установки с промежуточным перегревом пара

Оптимальное расположение всех отборов в схемах с одним регенеративным подогревателем в части турбины до отбора на перегрев или без него определяется из выражений:

(7.4.4)

и

, (7.4.5)

где – количество тепла, отдаваемого в регенеративном подогревателе 1 кгпара отбора, из которого пар направляется на промежуточный перегрев; – количество тепла, отводимого от 1 кг пара в конденсаторе; – количество тепла, подведенного к 1 кг пара в промежуточном перегревателе.

Из этого соотношения можно заключить, что подогрев менее перегретым паром должен быть больше, чем подогрев относительно более перегретым паром , т. е.

Соотношение / = в зависимости от параметров процесса находится в пределах 1,3 – 2,0, в среднем 1,5 – 1,8.

Существуют различные методы, позволяющие без вариантных расчетов установить такое распределение отборов в турбине, при котором для указанных условий показатели тепловой экономичности незначительно отличаются от оптимальных. Так, например, доказано, что с достаточной для практики точностью, в условиях оптимальной тепловой экономичности, нагрев в каждом регенеративном подогревателе, за исключением первого (рис. 7.11), должен равняться теплопадению между точками отборов, направляемых на подогреватель вышестоящей ступени и к данному подогревателю. Нагрев в первом подогревателе должен вестись на величину, равную теплопадению между свежим паром и паром, отводимым от первого отбора.

а)

б)

Рис. 7.11. К зависимости между распределением отборов в турбине

и нагревом пара в регенеративных подогревателях: а – схема расположения регенеративных подогревателей; б – рабочий процесс пара в турбине

Таким образом, в соответствии с обозначениями, принятыми на рис. 7.11, должны существовать следующие равенства:

; (7.4.6)

;

;

;

.

Энтальпия питательной воды определяется в зависимости от общего подогрева во всех регенеративных подогревателях из зависимости

. (7.4.7)