Объясните, почему регенеративный подогрев питательной воды выгоднее осуществлять в нескольких подогревателях, а не в одном?

На рис. 1.21 приведена схема конденсационной турбинной установки с одним регенеративным подогревателем поверхностного типа. Здесь питательная вода при прокачке через подогреватель нагревается и энтальпия ее повышается от h'_к до h_пв. Энтальпия же отбираемого из турбины пара, греющего питательную воду, при этом понижается от h_п до h_п.вКонденсат греющего пара с энтальпией h'_п возвращается в конденсатор. Допустим, что недогрев питательной воды в подогревателе составляет

h'_п-h_п.в=δh

Обозначив количество отбираемого пара, выраженное в долях расхода свежего пара, поступающего в турбину, через α, составим уравнение теплового баланса подогревателя:

,

откуда находим долю отбираемого пара:

.

Относительная мощность, развиваемая этим паром, будет соответственно иметь вид:

, (1.32)

Эта мощность создается без потерь теплоты в конденсаторе.

Если по оси ординат отложить энтальпии отбираемого пара h_п, а по оси абсцисс — энтальпии его конденсата, то можно получить графическую зависимость 1 м/у этими величинами (рис. 1.22). Учитывая недогрев питательной воды и смещая на δh = h'_п -h_пв линию 1 эквидистантно влево, получаем зависимость 2 энтальпии обогревающего пара от энтальпии питательной воды.

Поскольку разность энтальпий отбираемого пара иего конденсата, стоящая в знаменателе формулы (1.32), мало зависит от давления отбираемого пара, можно считать, что мощность L_α, развиваемая отборным паром, пропорциональна площади заштрихованного прямоугольника, имеющего стороны h'_n -h'_к - δh и h₀ - h_п (рис. 1.22). Площадь этого прямоугольника F, а следовательно, и мощность L_α при энтальпии отбираемого пара h_п, равной энтальпии свежего (h₀) или отработавшего (h_к) пара, будет равна нулю. Максимальная же мощность L_α в рассматриваемом случае одноступенчатого подогрева питательной воды будет достигнута при некотором промежуточном значении энтальпии отбираемого пара, близком к среднему значению энтальпии свежего и отработавшего пара, когда нагрев питательной воды в подогревателе составит примерно половину нагрева ее от температуры конденсата до температуры насыщения, соответствующей давлению в котле.

Если вместо одноступенчатого применить, например, трехступенчатый регенеративный подогрев питательной воды, то выработка мощности ∑L_α возрастет до значения, пропорционального площади, ограниченной контуром AabcdefgA.

При бесконечном же числе регенеративных отборов пара выработка мощности ∑L_α достигла бы максимально возможного значения, эквивалентного площади фигуры АСВА.

На практике, исходя из технико-экономических расчетов, применяется ограниченное число отборов, обычно не более девяти. При этом точки отбора выбираются с таким расчетом, чтобы в каждом из подогревателей энтальпия питательной воды повышалась приблизительно на одно и то же значение, т.е. чтобы теплопадения между соседними отборами пара были приблизительно одинаковыми. Как видно на рис. 1.22, при таком выборе точек отбора мощность, вырабатываемая паром регенеративных отборов, а следовательно, и экономическая эффективность регенерации будут максимальными.

Вопрос № 278