Лекция №3. Проведение испытаний поверхностных подогревателей системы регенерации высокого и низкого давлений, подогревателей сетевой воды (продолжение)

При испытании могут быть определены все указанные основные показатели работы подогревателя для любого режима эксплуатации данной турбоустановки. Температурный напор подогревателя является величиной не постоянной и значительно зависит от расхода подогреваемой воды, температуры, воды на входе и давления греющего пара. Для конденсационных турбин без регулируемых отборов пара расход подогреваемой воды, температура воды на входе и давление греющего пара взаимосвязаны и определяются расходом пара на турбину. Учитывая это, характеристика регенеративного подогревателя конденсационного турбоагрегата может быть представлена в виде одной из следующих зависимостей (рис. 2.2). t_в.вых = f(P_п) (рис. 2.2, а); dt = f(P_п) (рис. 2.2, б);

dt = f(Q) (рис. 2.2, в); dt = f(q) (рис.2.2, г),

где Q - тепловая нагрузка подогревателя;

q - удельная тепловая нагрузка подогревателя,

(2.7)

В схемах турбоагрегатов с противодавлением и регулируемыми отборами пара (турбоагрегаты типа Т, Р, ПТ) часть подогревателей работает в условиях, где взаимосвязь G_в, t_в.вх и P_п нарушается.

Для таких подогревателей характеристика dt строится в виде зависимости

dt = f(G_в, P_п) (рис. 2.2, д).

Эта характеристика, полученная при трех-четырех значениях давления греющего пара, может быть использована для любого режима работы турбоагрегата. Для подогревателей, работающих при различном сочетании режимных факторов, по результатам испытаний может быть построена обобщенная характеристика, на базе которой последующим пересчетом легко получить данные для любого режима работы подогревателя в схеме турбины. Обобщенная характеристика, предложенная проф. Е.Я. Соколовым, строится в виде зависимости

q* = f(G_в) (рис. 2.2, е),

где q* - удельная тепловая производительность, приходящаяся на 1°С разности температур насыщения и воды на входе в подогреватель;

(2.8)

Для построения обобщенной характеристики подогревателя q* = f(G_в) достаточно трех-четырех опытов; при этом необходимо обеспечить весь рабочий диапазон изменения G_в при произвольном сочетании параметров греющего пара и воды на входе в подогреватель.

Из обобщенной характеристики могут быть определены значения температуры воды на выходе из подогревателя, а также температурного напора при любых параметрах греющего пара и температуры воды на входе.

Рис. 2.2. Тепловые и гидравлические характеристики подогревателей:

а - зависимость температуры воды на выходе из подогревателя и температуры насыщения от давления греющего пара; б - зависимость температурного напора подогревателя от давления греющего пара: в - зависимость температурного напора подогревателя от тепловой нагрузки подогревателя; г - зависимость температурного напора подогревателя от удельной тепловой нагрузки подогревателя; д - зависимость температурного напора подогревателя от расхода воды при различных давлениях греющего пара; е - зависимость удельной тепловой производительности от расхода воды; ж - зависимость температуры конденсата греющего пара и температуры насыщения от давления греющего пара; з - зависимость потери давления пара в трубопроводе отбора от расчетного комплекса , и - зависимость гидравлического сопротивления подогревателя по воде от расхода воды.

Например, известны G_в, t_в.вх и P_п по рис. 2.2, е определяем значение q*, находим t_s = f(P_п) и i_в.вх = f(t_в.вх, P_в) и вычисляем значение энтальпии воды на выходе из подогревателя

(2.9)

После этого находим: t_в.вых = f(i_в.вых, P_в), dt = t_s - t_в.вых.

Таким образом, тепловая производительность подогревателя, приходящаяся на 1°С максимальной разности температур греющего и нагреваемого теплоносителей, является универсальной и может быть использована для определения характеристик подогревателя.

Зависимость температуры конденсата греющего пара от давления греющего пара (рис. 2.2, ж) строится по результатам испытания и позволяет оценить переохлаждение конденсата греющего пара при разных режимах работы турбоустановки. Для принятой формы построения основной характеристики подогревателя (рис. 2.2, а) температура конденсата греющего пара может быть нанесена также на этом графике [39].

Потеря давления пара в трубопроводе отбора строится в зависимости от расчетного комплекса (т/ч)²·м³/кг: (рис. 2.2, з),

где V_п = f(P_п, t_п).

Построение по опытным данным зависимости потери давления от комплекса позволяет ограничить количество опытов, так как эта зависимость представляет собой прямую линию.

Гидравлическое сопротивление подогревателя по воде строится в виде зависимости DP_в = f(G_в) (рис. 2.2, и).

Анализ результатов испытания ПВД и разработка рекомендаций по повышению надежности и экономичности его работы

Повышенный температурный напор является признаком неудовлетворительного состояния подогревателя или его несоответствия фактическим условиям работы.

Основными причинами повышенного температурного напора подогревателя являются:

Недостаточная рабочая поверхность теплообмена F, удаление, затопление части трубок.

Загрязнение поверхности теплообмена с водяной и паровой сторон, неудачный выбор места и устройства отсоса воздуха.

Тепловая перегрузка из-за повышенного расхода воды или пониженной температуры воды на входе.

Кроме того, при работе подогревателя могут возникнуть следующие отклонения:

Повышенное падение давления в паропроводе в результате неполного открытия задвижек и обратного клапана; малого диаметра трубопровода и арматуры, повышенного сопротивления паровпуска и зоны ОП.

Перепуск вода помимо подогревателей вследствие неплотности арматуры на обводных линиях; при этом для потока воды через подогреватели температурный напор несколько уменьшается (из-за недогрузки подогревателей), однако для всего потока нагрев и конечная температура воды снижаются.

"Пролет" пара при пониженном уровне конденсата греющего пара в подогревателе, при котором вытесняется пар меньшей теплоценности, что снижает экономичность турбоустановки; кроме того, ухудшается эффективность работы ОП.

Увеличенный отсос пара с воздухом из подогревателя; при этом пар большей теплоценности вытесняет в регенеративной системе пар меньшей теплоценности, что снижает экономичность установки.

Повышенное гидравлическое сопротивление по водяной стороне вследствие загрязнения трубок, уменьшения числа и диаметра трубок, неполного открытия арматуры.

Эрозионный износ распределительных шайб в коллекторной системе ПВД.

Увеличенные потери тепла вследствие наружного охлаждения плохо изолированных горячих поверхностей.

Перечисленные недостатки обнаруживаются путем измерений, осмотра, сравнения с проектными данными.

Для устранения выявленных по результатам испытания причин неудовлетворительной работы подогревателя разрабатываются соответствующие рекомендации по их устранению.

При анализе результатов испытаний, проведенных после реконструкции подогревателей, необходимо оценить эффективность изменений, внесенных в конструкцию и в схему работы ПВД [9, 10].