Устанавливаем давление в отборах на регенеративные

подогреватели.

а) Поверхностные подогреватели.

Давление пара поступающего в подогреватели этого типа определяется из условия нагрева питательной воды до определенных ранее температур при заданном недогреве воды

d t_нед = 5°C.

Величина недогрева воды показывает значение необходимого температурного напора для передачи теплоты от конденсирующегося в подогревателе пара к нагреваемой воде.

Для подогревателя П-5 определяем температуру насыщения пара, поступающего в подогреватель:

t_Н5 = t₅ + d t_нед = 248,5 + 5 = 253,5°C.

Тогда давление пара, поступающего в подогреватель, определенное по табл. I [Л.2] при температуре 253,5^оС будет: P ₅ = 42,2 бар,

и аналогично для остальных регенеративных подогревателей поверхностного типа:

для П-4 t_Н4 = t₄ + d t_нед = 206,2 + 5 = 211,2°C P ₄ = 19,5 бар,

для П-2 t_Н2 = t₂ + d t_нед = 121,6 + 5 = 126,6°C P ₂ = 2,4 бар,

для П-1 t_Н1 = t₁ + d t_нед = 74,3 + 5 = 79,3°C P ₁ = 0,45 бар.

Давление в камерах отбросов турбины должно быть выше, чем давление пара перед подогревателями; учитывается потеря в паропроводах (на трение и местные сопротивления). При заданных потерях, которые приведены в задании (см. табл. П 1.2) D P ₅ = 4%, D P ₄ = 5%, D P ₂ = 7%, D P ₁ = 8% имеем:

б) Деаэратор.

Давление в камере отбора на деаэратор Д-6 принимается P ₃^КО = P _д^КО = 9 бар (для всех вариантов) из условия его работы с неизменным давлением 6 бар без перехода на отбор вышестоящего подогревателя до нагрузки ~70% от номинальной.

Известно, что с достаточной точностью можно считать, что при недогрузках давления в камерах нерегулируемых отборов изменяются пропорционально расходам пара через соответствующие ступени и, следовательно, пропорционально нагрузкам на турбину, т.е.

P’_д D’ N’

= =.

P°_д D° N°

Поэтому с учетом потери давления в паропроводе от камеры отборов до деаэратора

D P ₃ = 5% в данном случае имеем:

P _д6

P _д^КО = = = 9 бар.

(1 - 0,05) * 0,7 0,95 * 0,7

3. Построение условного процесса расширения пара

в турбине hs - диаграмме.

Схема условного процесса расширения пара в турбине для настоящего случае дана на рис.2а

Теоретический процесс расширения –(а-в)и действительный – (а - а*- с*).

При принятых начальных параметрах P ₀ = 75 бар и t₀ = 435°С по таблице III [ Л.2 ] имеем энтальпию и энтропию в начале процесса расширения:

h₀ = 3242,4 кДж / кг, S ₀ = 6,5420 кДж / (кг * К).

При давлении в конце теоретического (адиабатного) расширения P _К = 0,04 бар

точка ” в ” находится в области влажного насыщенного пара. В этом случае энтальпия пара в этой точке hkaможет быть определена аналитически из известного соотношения:

h_ка = с t_к + x_{ка *} r_к [ кДж / кг ], где х_ка =.

где: с t_к – энтальпия воды на линии насыщения при конечном давлении адиабатного процесса расширения пара, т.е. при 0,04 бар,

х _ка –степень сухости пара,

rк – скрытая теплота парообразования

При адиабатном процессе S _ка = S ₀ = 6,5420 кДж / (кг * К).

По таблице II 1.1[ П.2 ] при P _К = 0,04 бар:

S ’ = 0,4224 кДж / (кг * К),

S “ - S ’ = 8,0523 кДж / (кг * К),

ct _k = 121,41 кДж / кг,

r _к = 2432,7 кДж / кг.

Тогда x_ка = = = 0,76

h_ка = с t_к + x_{ка *} r_к = 121,41 + 0,76 * 2432,7 = 1970,3 кДж / кг.

При принятой потере давления в органах регулирования, которая приведена в задании (см. табл. П 1.2) D P _р1 = 4% имеем давление перед соплами I ступени турбины:

P’ ₀ = (1-DР1) P ₀ = (1-0,04) P ₀ = 0,96 * P₀ = 0,96 * 75 = 72 бар.

По линии дросселирования (h - пост.) до давления P’ ₀ = 72 бар получаем точку “ а* ”.

При заданном внутреннем относительном КПД турбины (без учета потерь с выходной скоростью последней ступени) имеем энтальпию в точке “ с* ”:

h_к^* = h₀ - h_0i (h₀ - h_ка) = 3242,4 - 0,82 (3242,4 - 1970,3) =

= 3242,4 - 1043,1 = 2199,3 кДж / кг.

Для нахождения точки с* необходимо найти на hs – диаграмме пересечение

изоэнтальпы h_к^* с изобарой P _К (т.е. в данном варианте пересечение изоэнтальпы

h_к^* = 2199,3 кДж / кг с изобарой P _К = 0,04 бар)

Тогда используемый теплоперепад в турбине:

H _i = h₀ – h*_к = 3242,4 – 2199,3 = 1043,1 кДж / кг.

На линии действительного процесса расширения пара в турбине “ а*- с* ” находятся изобары P ₅^К.О.=44 бар, P ₄^К.О.=22,5 бар, P ₃^К.О.=9 бар, P ₂^К.О.=2,6 бар, P ₁^К.О.=0,5 бар. Схема процесса с изобарами в камерах отборов дана на рис. 2.б.

Полученные значения энтальпий h₀ , h_ка , h_к^* и h_к наносятся на hs - диаграмму из [Л.2] или [Л.3]; и получаются теоретический (а - в) и действительный (а – а* -c*) процессы. Далее наносятся изобары P ₅^К.О., P ₄^К.О., P ₃^К.О., P ₂^К.О., P ₁^К.О. В точках пересечения этих изобар с действительным процессом расширения пара необходимо найти соответствующие энтальпии и температуры пара на выходе из камер отборов турбины. Таким образом, по hs - диаграмме последовательно находятся значения энтальпий и температур пара (а также степень сухости пара X для подогревателей П-2 и П-1): h₅ =3138 кДж / кг, t ₅^К.О =371 °С; h₄ = 3000 кДж / кг, t ₄^К.О = 292 °С; h₃ (h_д) = 2864 кДж / кг, t ₃^К.О = 212 °С; h₂ = 2682 кДж / кг.

X ₂^К.О =0.984; h₁. =2471 кДж / кг. X ₁^К.О = 0.925 Условный процесс расширения пара в турбине в hs -диаграмме с нанесением параметров в соответствующих точках дается на рис.3. На диаграмме показаны также и давления пара на входе в регенеративные подогреватели P ₅, P ₄, P ₃(P _д), P ₂, P _{1 .}

Параметры пара в камерах отборов на регенерацию и давления перед подогревателями приведены в таблице 1.

P₀=75 бар P^’₀=72 бар P₀=75 бар P^’₀=72 бар

a t₀=435⁰C a t₀=435⁰C

h₀=3242.4 кДж/кг h₀

a^* a^* P₅=43.8 бар

h₅=3138 кДж/кг

П-5 P₄=20.4 бар

П-4 h₄=3000

h_0i=0.82 x=1

P₃=9.0 бар

П-3 h₃=h_g=2864

x=1 (D-6) P₂=2.6

П-2 h₂=2682

P₁=0.5

h₁=2471

P_k=0.04 П-1

c^*

c^* h_k^*

h_k^*=2199.3 P_k=0.04 бар

в h_ka=1970.3 кДж/кг в h_ka

S_ka=S_a=6.5420 кДж/кг

Рис. 2а. Схема условного Рис. 2б. Схема условного

процесса расширения процесса с изобарами

пара в турбине в в камерах отборов

h-s – диаграмме. турбины на

Таблица I.

Параметры пара в камерах отборов турбины К-80-75 на

регенерацию и давления перед подогревателями.

Отбор на подогрева-тель	Давление в камере отбора, PК.О, бар	Температура пара в камере отбора, tК.О °С,или (X К.О)	Энтальпия пара в камере отбора, h, кДж/кг	Потеря давления в паропроводе, DР, %	Давление пара перед подогрева-телем, Pв., бар
П-5	43.3				42.2
П-4	20.4				19.4
П-3 (D-6)	9.0				6.0
П-2	2.6	(x=0.984)			2.4
П-1	0.5	(x=0.925)			0.46

P₀=75 бар P’₀ =72 бар

h₀=324.4 t₀=435⁰C

43.3 41.84

371⁰C

П-5 h₅=3138 кДж/кг

20,4 19.4

П-4 292⁰С h₄=3000 кДж/кг

9,0 6,0

212⁰С

П-3 h₃=2864 кДж/кг

(Д-6)

2.6 2.4

h₂=2682 кДж/кг

П-2

x₂=0.984

0.5 0.46

П-1 h₁=2471 кДж/кг

x₁=0.925 P_k=0.04 бар

h^*_k=2199.3 кДж/кг

x=0.854

h_ka=1970.3

x_ka=0.76

Рис. 3. Процесс расширения пара в

турбине К-80-75

4.Параметры пара, питательной воды и конденсата

(дренажей) в системе регенерации

При деаэраторе Д-6 (P _д =6 бар), установке его на отметке 25м, суммарном гидравлическом сопротивлении трубной системы трубопроводов и арматуры каждого ПНД по водяной стороне D P _ПНД =1 бар, сопротивлении эжекторного и сальникового подогревателей D P _ЭП = D P _СП =0,5 бар и P _К = 0,04 бар имеем давление на нагнетании конденсатных насосов:

P_КН = P _д +Hдеа / 10,197+2* D P _ПНД + 2*(D P _ЭП + D P _СП) - P _К = 6,0 + Hдеа / 10,197 +

2 * 1 + 2 * 0,5 - 0,04 = 11,41бар @ 12 бар (для всех вариантов).

где 10,197метра – высота столба воды эквивалентная давлению в 1 бар, а Hдеа= 25метров- высота, на которой, как правило, устанавливаются деаэраторы. Соответствующие давления питательной воды по тракту ПНД проставляются в расчетной тепловой схеме (рис.1).

Давление на нагнетании питательного насоса принимаем, бар,

P _ПН = 1,3 P₀ = 1,3 * 75 = 97,5 @ 100 бар.

При других значениях P₀ величина P _ПН округляется до значения кратного 5 бар, например при P₀ =70 бар полученное значение P _ПН = 1,3 * 70 = 91 бар округляется до 90 бар.

Давление питательной воды за ПВД определяется исходя из гидравлического сопротивления каждого подогревателя с относящимися к нему трубопроводами и арматурой: D P _ПВД = 5 бар. В данном варианте Pв4= P _ПН – D P _ПВД = 100– 5 = 95 бар;

Pв5 = Pв4– D P _ПВД = 95 – 5 = 90бар

Температура питательной воды за поверхностными подогревателями определена ранее при расчете распределения подогрева питательной воды по регенеративным подогревателям (стр 6) и в рассчитываемом варианте составляет:

t_ЭП = 32°С; t₁ = 74,3°С; t_СП = 79,3°С;

t₂ = 121,6°С; t₄ = 206,2°С; t₅ = 248,5°С;

Температура питательной воды за деаэратором (П-3) соответствует температуре насыщения при давлении в деаэраторе P_д. Для рассчитываемого варианта P_д = 6 бар. Этому давлению соответствует температура насыщения t_Н = 158,8 °С (таблица II [Л.2])

Энтальпия питательной воды за подогревателями устанавливается по значению температур и давлений по таблице III [Л.2]:

Для подогревателя П-5 при Pв5=90бар, t₁ =248,5° C энтальпия питательной воды будет: ct5=1078,8 КДж/кг, для П-4 при Pв4=95 бар, t₄ =206,2 °C: ct4 = 883,3 КДж/кг, для П-2 при Pв2=9 бар, t₂ =121,2°C: ct2=506,8 КДж/кг, для П-1 при Pв1=10,5 бар, t₂ =73,2 °C: ct1=312,8 КДж/кг.

Температура и энтальпия питательной воды за деаэратором определяется давлением в деаэраторе; они приведены выше.

Температуры конденсата, выходящего из поверхностных регенеративных подогревателей,со-ответствуют давлению пара в подогревателе; они устанавливаются по данным таблицыII[Л.2 ]. Отметим, что эти температуры были уже определены на стр.7 в разделе 2.3, например для подогревателя П5 при давлении P ₅ = 42,2 бар температура конденсата (которая равна температуре насыщения) имеет значение t н 5 = 253,5°С, для П4 при P ₄ = 19,5 бар значение t н 4 =211,2°С и т.д.

Энтальпии конденсата определяются по тем же давлениям пара в подогревателе, по табл.II (Л.2) и значение сt н равно табличному значению энтальпии воды на линии насыщения h’,таким образомпри P ₅ = 42,2 барсtн5=h’=1100,6 КДж/кг, при P ₄ = 19,5барсtн4=h’=901,5КДж/кг, при P ₂ = 2,4 барсtн2=h’=529,6 КДж/кг, при P ₁ = 0,45барсtн1=h’=332,0 КДж/кгЗначения параметров пара, питательной воды и конденсата сводятся в таблицу 2.

Параметры питательной воды и конденсата в системе регенерации турбины К – 80 – 75