Как влияет давление отработавшего пара на экономичность турбоустановки

Влияние конечного давления. â р_кпри неизменных начальных параметрах р₀ и Т₀ вызывает â температуры конденсации пара, а значит, и температуры отвода теплоты Т_к. â средней температуры подвода теплоты Т_э при этом настолько мало, что им можно пренебречь. Поэтому â конечного давления всегда приводит к á средней температурной разности подвода и отвода теплоты, Но и термического к.п.д. цикла.

Из рис. ⇒ располагаемый теплоперепад в первом цикле больше, чем во втором, на величину

á Но при â Рк ясно можно видеть также из h–s-диаграммы.

Теоретический предел â давления в цикле определяется температурой насыщения при â давлении р_к, которая должна быть не ниже температуры окружающей среды. В противном случае будет невозможна передача теплоты, выделяющейся при конденсации пара, окружающей среде. Практически же для более или менее интенсивного теплообмена между конденсирующимся паром, отдающим теплоту, и охлаждающей водой, воспринимающей эту теплоту, должна существовать конечная разность температур.

Температура насыщения отработавшего пара обычно находится из равенства

(1.20)

где t_1b — температура охлаждающей воды при входе в конденсатор; ∆t— нагрев охлаждающей воды в конденсаторе; δt— разность температур насыщения пара t_к и охлаждающей воды на выходе из конденсатора t_2в или так называемый температурный напор.

Температура охлаждающей воды t_1в зависит от типа водоснабжения и климатических условий. При прямоточном водоснабжении t_1в принимается равной 10—12 °С, при оборотном водоснабжении t_1в =20...25 °С.

Нагрев охлаждающей воды ∆t определяется из уравнения теплового баланса конденсатора:

, (1.21)

где m — кратность охлаждения, равная отношению расхода охлаждающей воды к расходу конденсирующегося пара; h_к-h'_к — разность энтальпий отработавшего пара и его конденсата, т.е. скрытая теплота парообразования; для конденсационных турбин h_к - h'_к = 2200 ... 2300 кДж/кг.

Как видно из (1.21), чем á т⇒ â нагрев охлаждающей воды ∆t⇒ â t_K, а следовательно, и давление в конденсаторе. Однако á кратности охлаждения á расход э/э на циркуляционные насосы, подающие охлаждающую воду в конденсатор, а достигаемое при этом â давления в конденсаторе требует á проходных сечений и размеров последних ступеней турбины, что связано с ее удорожанием. Поэтому кратность охлаждения обычно выбирается в пределах от 50 до 90, чему соответствует нагрев охлаждающей воды в конденсаторе ∆t от 11 до 6 °С.

Температурный напор δt зависит от нагрузки поверхности конденсатора, равной количеству пара, конденсирующегося на 1 м² поверхности в единицу времени, от чистоты этой поверхности, воздушной плотности и температуры охлаждающей воды. Обычно δt = 5 ... 10 °С.

В современных крупных паровых турбинах давление в конденсаторе составляет р_к= 3,5 ... 4 кПа.

Вопрос № 272