Промежуточный перегрев в паротурбинных установках

Парные значения начальных параметров t₀, р₀, водяного пара, при которых в процессе расширения в проточной части турбины обеспечивается заданное значение конечной степени влажности у₂, называют сопряженными начальными параметрами. Например, для у₂=13% и экономичности турбины, оцениваемой h_oi^т=0,85, значения сопряженных параметров следующие:

t₀, ⁰С …………600 570 540 515 480 450

р₀, МПа …….. 20 18 14 12 9 7

В отечественных турбоустановках, а также за рубежом, при начальной температуре t₀ ³540⁰С применяют пар с давлением 14,0 и 24,0 МПа без превышения допустимой степени влажности. Это достигается применением промежуточного перегрева, когда пар после расширения в ЦВД турбины направляется в котел для вторичного перегрева до температуры t_пп. Итак, применение промежуточного перегрева позволяет в энергоблоках ТЭС повышать начальное давление пара при неизменной начальной температуре с сохранением умеренной конечной влажности в турбине.

На рис. 3.1 представлены схема ПТУ с промперегревом (рис. 3.1,а), тепловой цикл в Т,s-диаграмме (рис. 3.1,б) и процесс расширения пара в h,s-диаграмме для паротурбинной установки (рис. 3.1,в). Цикл с промежуточным перегревом пара (рис. 3.1,б) можно рассматривать как сочетание двух циклов, первый из которых 1а¹аbde21 является основным, а второй 2ee₁fg32 – дополнительным. Видно, что если эквивалентная температура Т_э,пп дополнительного цикла выше Т_э основного цикла, то КПД общего цикла возрастает. При этом увеличивается и h_oi^ЧНД из-за меньшего влияния влажности на экономичность последних ступеней части низкого давления турбины (ЧНД). Внутренний абсолютный КПД турбоустановки с промежуточным перегревом выражается следующим образом:

, (3.1)

где соответствующие значения h_oi определяют совершенство проточной части высокого давления турбины (до промперегрева) и проточной части низкого давления (после промперегрева). Знаменатель в (3.1) представляет количество теплоты, подводимой в котле и промежуточном перегревателе к 1 кг пара.

Рис. 3.1. Тепловая схема ПТУ с промежуточным перегревом водяного пара (а),

тепловой цикл (б) и процесс расширения (в) для паровой турбины

Потери давления во всем тракте промежуточного перегрева пара допускаются не выше 10% от давления р_пп, которое выбирают в диапазоне р_пп=(0,15…0,25)р₀. Обычно в отечественной теплоэнергетике принимают t_пп=t₀. Выигрыш от использования промперегрева с учетом роста эффективности ЦНД турбины достигает 4-5%.