Как влияют на эффективность РППВ температура питательной воды, число отборов пара в турбине? Объясните почему.

При большой разнице между температурой испарения воды в котле и температурой конденсата, откачиваемого из конденсатора, можно подогревать питательную воду паром, отбираемым из промежуточных ступеней турбины, использовав его теплоту парообразования. Такой подогрев питательной воды называется регенеративным.

В случае одноступенчатого регенеративного подогрева питательной воды наименьший экономический эффект от регенерации будет при очень высоком или очень низком давлении отбираемого пара, близком к давлению свежего или отработавшего пара, а наибольший — при некотором промежуточном давлении.

Питательная вода прокачивается насосом через трубную систему подогревателя, обогреваемую снаружи паром, отбираемым из турбины. При этом температура питательной воды на выходе из подогревателя будет несколько ниже температуры насыщения греющего пара. Разность этих температур, называемая недогревом воды, составляет от 1,5 до 6 °С.

Наряду с поверхностными подогревателями при низком давлении отбираемого пара применяются также смешивающие подогреватели, в которых греющий пар смешивается с питательной водой и недогрев отсутствует.

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.

Путем регенеративного подогрева температура питательной воды, вообще говоря, могла бы быть повышена до температуры, близкой к температуре насыщения, соответствующей давлению свежего пара. Однако при этом сильно возросли бы потери теплоты с уходящими газами котла. Поэтому в международных нормах типоразмеров паровых турбин рекомендуется выбирать температуру питательной воды на входе в котел равной 0,65— 0,75 температуры насыщения, соответствующей давлению в котле.

Вопрос № 277