Доказать, что РППВ повышает экономичность станции

38. В каких случаях одноступенчатый подогрев питательной воды не повышает экономичности станции. Почему?

Для схемы с регенеративным подогревом питательной воды в подогревателях внутренний абсолютный КПД определяет­ся по формуле:

Где

- энергетический коэффициент (т.е. работа потоков пара, поступающих в отбор, по сравнению с работой пара конденсационного потока). Экономичность станции не изменится, если A_р = 0. В случае одноступенчатого подогрева это может быть возможно, если h₀ - h_jp =0, когда на подогрев питательной воды отводится свезли пар (из линии до турбины). Подогрев питательной воды свежим паром не увели­чивает полезной работы и поэтому не может изменить тепловую эконо­мичность установки. Также физически невыполнимый подогрев полностью отработавшим паром турбины не дает повышения кпд.

ƞ_ik – кпд простейшей конденсационной установки (без регенерации).

h_к – энтальпия пара на входе в конденсатор.

39. Зависимость эффективности РППВ от числа ступеней и температуры питательной воды (станция без промежуточного перегрева пара).

На рис. показаны кривые относительного повышения КПД турбоустановки в зависимости от подогрева питательной воды котлов и числа ступеней подогрева.

При одинаковом подогреве питательной воды КПД турбоустановки тем выше, чем больше число ступеней подогрева.

Большему числу отборов пара из турбины соответствует более высокий максимальный (оптимальный) подогрев воды.

Максимум кпд достигается при оптимальном значении температуры питательной воды для установки с заданным z.

С увеличением числа z прирост термического кпд замедляется. Каждый последующий отбор оказывает все меньшее влияние на повышение кпд.

На практике в энергетических ПТУ применяют 7-8 ступеней РППВ (дорого, а толку мало). Это позволяет повысить термический кпд ПТУ на 15-17 относительных процентов.

40. Основные типы регенеративных подогревателей системы РППВ. Их сравнение.

В подогревателях поверхностного типа существует недогрев – разность между температурой насыщения в подогревателе и температурой воды на выходе из него.

Из-за недогрева в поверхностном подогревателе давление в нем и в отборе выше, значит есть «недовыработка» мощности (теплоперепад h_p-h_c).

Поэтому применение смешивающих подогревателей может дать экономию топлива до 0,3%.

Преимущества смешивающих подогревателей:

- более простая конструкция

- меньше капитальные затраты (в 1,4-1,8 раза по отношению к поверхностным)

- высокая надежность

- более просты в эксплуатации и ремонте

- более экономичны

- отсутствие недогрева

- резкое уменьшение содержания окислов меди в питательной воде, так как отсутствуют латунные трубки в подогревателях.

Недостатки смешивающих подогревателей:

- для перекачки конденсата необходимы дополнительные насосы

- необходима защита от переполнения конденсатом и от заброса конденсата в турбину при сбросе нагрузки, когда давление в отборах быстро снижается и конденсат в подогревателе может вскипеть

- при высоком давлении в отборе трудно обеспечить защиту от переполнения.

В настоящее время в практике отечественного турбостроения смешивающими выполняют два регенеративных подогревателя низкого давления около конденсатора.

Преимущества поверхностных подогревателей:

- независимость давления воды и пара

- возможность использования одного насоса.

I zUvOT8nMS7dVCg1x07VQUiguScxLSczJz0u1VapMLVayt+PlAgAAAP//AwBQSwMEFAAGAAgAAAAh ACsRULTBAAAA2wAAAA8AAABkcnMvZG93bnJldi54bWxET0uLwjAQvgv+hzAL3jStB1e7RlkEQd2D +AA9Ds1sWmwmpYna3V9vBMHbfHzPmc5bW4kbNb50rCAdJCCIc6dLNgqOh2V/DMIHZI2VY1LwRx7m s25nipl2d97RbR+MiCHsM1RQhFBnUvq8IIt+4GriyP26xmKIsDFSN3iP4baSwyQZSYslx4YCa1oU lF/2V6vgoNMLn88bv574ofn82Z7W5p+V6n20318gArXhLX65VzrOT+H5SzxAzh4AAAD//wMAUEsB Ai0AFAAGAAgAAAAhAASrOV4AAQAA5gEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVz XS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEACMMYpNQAAACTAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAxAQAAX3JlbHMv LnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAMy8FnkEAAAA5AAAAEgAAAAAAAAAAAAAAAAAuAgAAZHJzL3Bp Y3R1cmV4bWwueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhACsRULTBAAAA2wAAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAnwIA AGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPcAAACNAwAAAAA= ">

41. Повышение эффективности регенеративных подогревателей (охладители дренажа и пароохладители, схемы их включения).

Пароохладители. Тепловую экономичность турбоустановки с регенеративным подогревом воды можно по­высить, уменьшая перегрев пара в охладителе. Снижение перегрева увеличивает отборы па­ра, снижает общий недогрев в подогревателе; следовательно, необратимость теплообмена уменьшается, КПД турбоустановки возраста­ет. Повышение КПД относительно невелико— десятые доли процента, но для крупных турбоустановок с промежуточным перегревом при дорогом топливе установка пароохладителей экономически выгодна.

Пароохладитель (ПО) целесообразно устанавливать в первую очередь для пара первого отбора после промежуточного перегрева. Па­роохладитель представляет собой пароводяной теплообменник, в котором вода нагревается в результате понижения перегрева без конден­сации пара. Схемы включения пароохладите­лей могут быть различны. Наиболее распрост­ранена схема с добавлением поверхности ПО к поверхности нагрева подогревателя данной ступени. Такой «встроенный» ПО размещают в одном корпусе с собственно подогревателем. Вода из подогревателя поступает в пароохла­дитель и из него в следующий подогреватель. Охлажденный водой пар должен иметь остаточный перегрев (не менее 10— 15°С) во избежание конденсации пара. При обычном пленочном типе конденсации теплота передается воде при температуре насыщения (конденсации), и воду нельзя дополнительно подогреть в ПО. Эффект от установки ПО те­ряется. Охлажденный пар после ПО поступает в собственно подогреватель, подогретая (на несколько градусов) вода после ПО, как обычно и без ПО, поступает в следующий подогреватель П1- В этом случае недогрев воды в П2 уменьшается, расход пара на П2 воз­растает, а на П1 — несколько уменьшается. Работа пара регенеративных отборов возрас­тает, и КПД турбоустановки несколько повышается.

Теплоту перегрева пара можно перенести с охлаждающей водой непосредственно к горячему источнику, смешивая охлаждающую воду с питательной водой после ПВД. В этом случае применяют две схемы подвода воды к ПО: подводят воду с конечной температурой после ПВД (схема А), или отбирают воду непосредственно после подогревателя, питаемого паром из ПО (схема Б).

В охладителе пара используется перегрев пара, что обеспечивает более высокий подогрев питательной воды по сравлению с подогревом только в собственно подогревателе.

Эффек­тивность этих схем выше, чем при «встроен­ном» ПО. Схему (А) называют условно схе­мой Виолен, схему (Б) —схемой Рикара, па­роохладители при этом выполняют обычно от­дельно от регенеративного подогревателя и называют «выносными», хотя в схеме Рикара их можно разместить и в одном корпусе с по­догревателем, т.е. «встроенными» в конструктивном отношении.

В обеих схемах (А и Б) расход пара на П2 возрастает, в котел поступает более горячая вода; все это способствует повышению КПД.

В схеме Рикара возможны более глубокое охлаждение пара и, следовательно, перенос большего количества теплоты к питательной воде перед котлом. Большая эффективность этой схемы снижается нз-за уменьшения пропуска питательной воды через П1.

Оптимизация распределения регенеративного подогрева воды при ПО дает до 1/3 экономии теплоты благодаря установке ПО.

Охладители дренажа (конденсата) служат для охлаждения греющего пара в подогревателях низкого давления и сетевой воды в системах централизованного теплоснабжения. Тепло охлаждаемого пара подогревает основной, более холодный, конденсат установки, что существенно экономит энергию.

вследствие охлаждения конденсата греющего пара водой, входящей в теплообменник, уменьшается расход пара на этот подогреватель и увеличивается расход на соседний подогреватель, в который сливается дренаж. В результате возрастает работа пара отборов и уменьшаются потери теплоты в конденсаторе.

42. Особенности зависимости эффективности РППВ от температуры питательной воды станции с промежуточным перегревом пара.

Не рисовать верхнюю линию!

На рисунке показано относительное повышение кпд турбоустановки от одноступенчатой регенерации в зависимости от энтальпии питательной воды.

Важная особенность эффективности регенерации при промежуточном перегреве — скачкообразное снижение КПД при переходе от отбора «холодного» пара из противодавления ЦВД (непосредственно перед промежуточным перегревом) к отбору «горячего» пара (непосредственно после него), что обусловливается повышением необратимости процесса теплообмена, уменьшением отбора пара и увеличением потери теплота в конденсаторе турбины. Таким образом, кривая имеет разрыв при давлении промежуточного перегрева и наблюдаются два локальных максимума — при отборе «холодного» пара н при отборе перегретого пара из ступеней ЦСД турбины после промежуточного перегрева.

43. Индифферентная точка.

Пар из «холодной» линии промежуточного перегрева используется для подогрева воды при любом числе регенеративных отборов и ступеней подогрева.

Если к «холодной» ступени добавить «горячую», обогреваемую высокоперегретым паром, отбираемым в самом начале ЦСД турбины с малым теплоперепадом ∆h₂ = h_пп- h₂, то КПД турбоустановки с повышенным подогревом в «горячей» и малым подогревом в «холодной» ступени снижается по сравнению с КПД при одноступенчатом подогреве в одной «холодной» ступени.

С уменьшением подогрева в «горячей» ступени и увеличением его в «холодной» ступени, т.е. с ростом ∆h₂ и снижением h₂, КПД турбоустановки возрастает и достигает при некотором значении ∆h₂ =∆h_и значения КПД турбоустановки без дополнительного отбора из ЦСД. С дальнейшим ростом ∆h₂ >∆h_и значение КПД возрастает, превышает первоначальное значение и достигает максимума при оптимальном распределении подогрева между «холодной» и «горячей» ступенями.

Дополнительный «горячий» отбор пара, не повышающий КПД турбоустановки. является «индифферентным», а соответствующую точку на линии рабочего процесса пара в турбине называют «индифферентной» (или нейтральной) точкой (ИТ). Параметры ИТ определяют из условия равенства КПД турбоустановки с дополнительным «горячим» отбором и без него.

Из ИТ пар на подогрев воды не отбирается.

Подогрев воды в ступенях, греющий пар на которые отбирается после ИТ распределяют по геометрической, арифметической прогрессии или другими методами (например, методом равного деления энтропии воды по ступеням).

Параметры ИТ не зависят от наличия и параметров нижележащих отборов.

Индифферентная точка – точка на линии расширения пара за перегревателем, в которой расположение регенеративного отбора не оказывает никакого влияния на кпд цикла.

44. Распределение нагревов воды по ступеням РППВ на КЭС без промперегрева.

Существует 3 способа распределения нагревов по ступеням РППВ:

1) Метод арифметической прогрессии.

Получается равномерное распределение нагрева, т.е. в каждом подогревателе нагрев воды одинаков и равен

n – номер подогревателя

z – количество подогревателей.

Поскольку использование свежего пара в системе регенеративного подогрева неэффективно, последняя ступень подогрева питательной воды осуществляется непосредственно в парогенераторе.

2) Постоянный прирост энтропии воды в каждом подогревателе

3) Метод геометрической прогрессии

Применяют при известной температуре питательной воды, когда положение первого отбора определено

45. Распределение нагревов воды по ступеням РППВ на КЭС с промперегревом.

46. Распределение нагревов воды по ступеням РППВ на ТЭЦ.

47. Одноконтурная схема АЭС. Достоинства, недостатки. Тепловая экономичность.

48. Двухконтурная схема АЭС. Достоинства, недостатки. Тепловая экономичность.

Двухконтурная схема АЭС является более экономичной чем одноконтурная схема, т.к.давление в реакторе выше (16 МПа)

+

Пар второго контура безвреден

-

Пониженный термический КПД(малый температурный напор)

Сложная конструкция

49. Отпуск теплоты от ТЭЦ.

50. Температурный график теплосети.

51. Теплофикационная установка.

Рисовать можно наверное только сетевой контур

Теплофикационное оборудование ТЭЦ предназначено для подготовки теплоноси­теля к транспортировке по тепловой сети и для приема использованного теплоносите­ля на ТЭЦ. Характер оборудования зависит от профиля ТЭЦ и типа системы тепло-снабжен.

В водяных системах теплоснабжения ос­новное теплофикационное оборудование ТЭЦ состоит, как правило, из пароводяных подогревателей, сетевых насосов, устано­вок для подготовки подпиточной воды, включающих водоподготовку, деаэрационные устройства, аккумуляторы горячей во­ды и подпиточные насосы.

В паровых системах теплоснабжения основное теплофикационное оборудова­ние ТЭЦ состоит обычно из системы баков и насосов для сбора, контроля и перекачки конденсата; паропреообразовательных установок для выработки из химически очи­щенной воды вторичного пира, используе­мого для теплоснабжения; компрессорных установок для повышения давления пара из отбора, если это давление ниже требуе­мого для теплоснабжения; редукционно-охладительных установок дли снижения давления и температуры свежего пара, час­тично используемого в ряде случаев для теплоснабжения.