Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Паровая теплосиловая установка, работающая по регенеративному циклу с частичным отбором пара из промежуточных ступеней турбины.
В отличие от схемы 1.30, в рассматриваемой схеме 1.31 от промежуточных ступеней турбины отбирается не весь пар, а только часть его, идущая на регенеративный подогрев питательной воды. Остальная часть пара сохраняет такое же состояние, как в цикле без регенерации. В зависимости от типа подогревателей, различают смешивающую и каскадную схемы регенеративного подогрева. В смешивающей схеме используются подогреватели смешивающего типа, а в каскадной – поверхностные подогреватели. Так, схема 1.30 относится к каскадной схеме регенеративного подогрева. Рис. 1.31 Схема паровой теплосиловой установки, работающей по регенеративному циклу с частичным отбором пара от промежуточных ступеней турбины: ПК – паровой котел; ПП – пароперегреватель; Э – экономайзер; ПТ1, ПТ2, ПТ3 – первая, вторая, третья группы ступеней турбины; Р1, Р2 – первая и вторая ступень регенератора (подогревателя); ЭГ – электрогенератор; К – конденсатор; ЦН – циркуляционный насос; ПН – питательный насос; ДН1, ДН2 – дренажные насосы.
На рис.1.31 представлена смешивающая схема регенеративного подогрева. Для упрощения рассмотрим регенеративный цикл, совершаемый 1 кг пара. В первой группе ступеней турбины ПТ1 расширяется весь пар, после чего от него отбирается α1 кг пара с параметрами первого отбора Р01, Т01, i01. Пар первого отбора направляется в регенератор Р1, остальные 1- α кг пара с параметрами Р01, Т01, i01 подаются на вторую группу ступеней ПТ2, где пара расширяется до давления Р02, температуры Т02 и энтальпии i02. Далее от него производится второй отбор пара в количестве α2 кг. Пар второго отбора с параметрами Р02, Т02, i02 направляется в регенератор Р2. Остальные (1- α1-α2) кг пара с теми же параметрами и подаются на третью группу ступеней турбины ПТ3, где расширяются до состояния с параметрами Р2, Т2, i2, после чего поступают в конденсатор К. В конденсаторе пар полностью конденсируется при Р2 = const. Образовавшаяся при этом кипящая вода с параметрами Р2, Т2 = Тн2 сжимается питательным насосом ПН до давления Р1 и подается в регенератор (подогреватель) Р2, где подогревается паром второго отбора. В результате теплообмена с питательной водой пар второго отбора конденсируется в регенераторе Р2 при Р02 = const. Этот конденсат с параметрами Р02 и Т02 подмешивается к питательной воде за регенератором Р2 с помощью дренажного насоса ДН2. Наличие дренажного насоса ДН2 объясняется тем, что давление питательной воды равно Р1, а давление конденсата Р02<P1. Далее питательная вода под давлением Р1 подается в регенератор Р1, где подогревается паром первого отбора из турбины. При этом пар первого отбора конденсируется в регенераторе Р1 при Р01 = const и с помощью дренажного насоса ДН1 конденсат подмешивается к питательной воде.
Питательная вода, подогретая в регенераторах Р1 и Р2, а также за счет подмеса конденсата за ними, поступает при давлении Р1 и iпв=if в котлоагрегате КА. В котлоагрегате питательная вода сначала нагревается до Тн1, равной температуре насыщения при давлении Р1, в экономайзере Э, затем превращается в сухой насыщенный пар в паровом котле ПК и перегревается до температуры Т1 > Тн1 при Р1 = const в пароперегревателе ПП. Прямое изображение этого цикла в фазовых диаграммах P-V, T-S и i-S невозможно, так как масса рабочего тела в процессах регенеративного цикла по схеме 1.31 переменна вследствие отборов пара в турбине. На рис. 1.32 и 1.33 дано условное изображение регенеративного цикла Ренкина с частичным отбором пара для подогревателя и питательной воды.
Рис. 1.32 Условное изображение регенеративного цикла с частичным отбором пара на диаграмме Т-S.
Отбираемые из турбины α1 кг пара совершают цикл 1-01-01’-5-6-1. α2 кг пара совершают цикл 1-02-02’-01’-5-6-1. α3 = 1- α1- α2 кг пара совершают полный цикл 1-2-3-4-5-6-1. Удельная работа в регенеративном цикле Ренкина с частичным отбором пара из турбины по формуле (1.10) Ац =АТ1 + АТ2 + АТ3– Анас В соответствии с формулами (1.9) и (1.7), которые записаны для 1 кг рабочего тела, в случае частичного отбора пара АТ1 = (i1- i01)*1кг – работа пара в первых ступенях турбины ПТ1
АТ2 = (i01- i02)(1- α1) – работа пара во вторых ступенях турбины ПТ2
АТ3 = (i02- i2)(1- α1- α2) – работа пара в третьих ступенях турбины ПТ3
Анас = Ап.н. + АДН1 + АДН2 – суммарная работа насосов ПН, ДН1 и ДН2
Тогда (1.40)
Или после простейших преобразований
(1.41)
Таким образом, удельная работа пара равна работе 1 кг пара при полном его расширении за вычетом работы, не выполненной ступенями турбины, перед которыми был произведен отбор пара. В общем виде формулу (1.41) можно записать так:
(1.42)
где n0 – число регенеративных подогревателей, равное общему числу частичных отборов пара (число отборов пара может достигать 9); j – номер отбора пара из турбины; αj – доля пара, отбираемого для j-го подогревателя; Анас – работа насосов, количество которых зависит от типа регенеративных подогревателей и схемы их включения. Подведенная в цикле теплота: q1= i1 - iп.в где iп.в. – энтальпия питательной воды, определяемая по заданной температуре Тп.в. Тогда термический КПД регенеративного цикла Ренкина с двумя отборами пара
(1.43)
Или в общем виде
(1.44)
Количество пара, отбираемого от турбины и подаваемого в подогреватель, определяется из баланса энтальпии. Энтальпия питательной воды, включая энтальпию подмешиваемого к ней конденсата из подогревателя, равна сумме энтальпии воды и пара отбора, поступающих в подогреватель.
Энтальпия воды на входе в подогреватель Р1 (ie) определяется по заданной температуре Те. Из уравнения теплового баланса (1.45)
(1.46)
Аналогично можно записать уравнение баланса для воды в точке «е»
(1.47)
Откуда
(1.48)
(1.49)
Значения α1 и α2 определяются из совместного решения уравнений (1.46) и (1.48). При заданных значениях давления отборов Р01 и Р02, а также Р1, Т1 и Р2 значения i01, i02, i3 определяются по i-S диаграмме и таблицам насыщенного пара. Особенностью смешивающей схемы регенеративного подогрева, рассмотренной выше (рис. 1.31), является то, что питательный насос ПН, повышающий давление кипящей воды из конденсатора К от Р2 до Р1, установлен сразу за конденсатором. Это повлекло за собой установку еще двух насосов: дренажного насоса ДН2 – для повышения давления конденсата в подогревателе Р2 с Р02 до Р1, и дренажного насоса ДН1 – для повышения давления конденсата в подогревателе Р1 от Р01 до Р1. Рассмотрим еще одну смешивающую схему регенеративного подогрева, в которой значения энтальпий if и ie задаются гораздо проще, чем при схеме 1.31. На схеме 1.34 питательный насос ПН установлен после подогревателей Р1 и Р2. Верхняя часть схемы совпадает с рис.1.31 и поэтому не изображена.
Рис. 1.34 Вариант установки питательного насоса в смешивающей схеме подогрева питательной воды в паросиловой установке, работающей по циклу Ренкина с частичным отбором пара от турбины: ПН – питательный насос; Р1, Р2 – регенеративные подогреватели; Н2, Н3 – насосы; КА – котлоагрегат; ПТ2, ПТ3 – вторая и третья группа ступеней турбины; К – конденсатор. В отличие от схемы 1.31, давление в подогревателе Р1 равно Р01, а в подогревателе Р2 – Р02. Обозначим: i01 – удельная энтальпия пара в первом отборе; i02 – удельная энтальпия пара во втором отборе; –энтальпия конденсата при давлении первого отбора Р01; –энтальпия конденсата при давлении второго отбора Р02; i3 () –энтальпия конденсата при конечном давлении пара Р2 на выходе из конденсатора. (В некоторых изданиях и справочниках величина i3 обозначена как , по аналогии с и ). Обычно полагают: iп.в. = if ≈ , iα ≈ , ie ≈ ic ≈ . Тогда при двух отборах пара по формуле (1.43)
(1.50)
Уравнения баланса энтальпии для подогревателей Р1 и Р2 записываются аналогично (1.45) и (1.47)
и
(1.52) Тогда (1.52)
и (1.53) Значения и определяются из совместного решения, уравнений (1.52) и (1.53). Значения , , , , определяются по диаграмме и таблицам насыщенного пара при заданных давлениях отбора и , а также , и . Рассмотрим каскадную схему регенеративного подогрева с частичным отбором пара от турбины (рис 1.35) Рис 1.35 Схема паровой теплосиловой установки, работающей по регенеративному циклу Ренкина с частичным отбором пара от турбины для подогрева питательной воды в поверхностных подогревателях (каскадная схема): КА – котлоагрегат; ПТ – паровая турбина;
ЭГ – электрогенератор; К-конденсатор; Р1, Р2 – подогреватели (регенераторы); ПН – питательный насос.
В расчетах регенеративных циклов обычно считается, что в подогревателях вода нагревается до температуры конденсатора греющего пара. Тогда баланс первого подогревателя (1.54) баланс второго подогревателя (1.55) Полезная работа в цикле Ренкина с регенерацией меньше, чем в обычном цикле Ренкина при тех же начальных и конечных параметрах пара. Подведенная теплота в цикле с регенерацией меньше, чем в обычном цикле Ренкина, но превышает уменьшение в регенеративном цикле. В итоге термический КПД регенеративного цикла получается больше КПД обычного цикла Ренкина В цикле Ренкина с регенерацией среднеинтегральная температура теплоподвода выше за счет более высокой температуры питательной воды, подогреваемой в экономайзере. Конечная температура теплоотвода при этом не изменяется, поэтому термический КПД в цикле с регенерацией увеличивается. Преимущества цикла Ренкина с регенеративным подогревом питательной воды: 1. Увеличение КПД на 10-14% (чем выше начальное давление пара , тем больше прирост КПД). 2. Уменьшается габариты последних ступеней турбины из-за уменьшения количества пара, проходящего через них. 3. Уменьшаются поверхности нагрева экономайзеров, а теплоту дымовых газов используют для подогрева воздуха, подаваемого в горелки или в топку котла. Для каждой установки, работающей по регенеративному циклу существует оптимальное значение температуры питательной воды, подаваемой в экономайзер. Превышение этой температуры может привести к тому, что уменьшение из-за отбора от турбины пара с более высокими параметрами (, ) может оказаться большим, чем уменьшение подводимой теплоты , в результате чего термический КПД начнет уменьшаться. Каждая последующая ступень регенеративного подогрева вносит все меньший и меньший вклад в рост . Низкий термический КПД паросиловых установок, работающих по циклу Ренкина (30-40%), объясняется большими потерями теплоты () на получение пара. Недостатки паросиловых установок с регенеративным циклом: 1. Увеличение расхода пара при заданной мощности установки. 2. Применение подогревателей увеличивает габариты паросиловой установки, ее металлоемкость и стоимость. Распределение мест отбора пара по ступеням турбины производится по результатам специального анализа, так как от этого зависит термический КПД паросиловой установки.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-12; просмотров: 107; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 52.14.134.113 (0.08 с.) |