Рис. 50. Тепловые схемы конденсационной электростанции:
а— без регенеративного подогрева питательной воды; б—с регенеративным подогревом питательной воды.
На рис. 50 представлены упрощенные (термодинамические) схемы конденсационной электростанции без регенерации и с двумя отборами пара для регенеративного подогрева питательной воды. При отсутствии отборов все количество пара отдает свою скрытую теплоту испарения циркуляционной воде в конденсаторе, что обусловливает большие потери тепла (более 500 ккал/кг) с охлаждающей водой и низкую температуру питательной воды для котельной установки (при 0,04 ата tK = 28,6°С).
Рис. 51. Повышение экономичности паротурбинной установки при введении регенерации: n— число отборов.
На рис. 51 представлено расчетное повышение экономичности паротурбинной установки в зависимости от числа отборов и конечной температуры воды при регенеративном подогреве для турбины с начальным давлением 29 ата и конечным давлением в конденсаторе 0,04 ата.
На оси абсцисс показаны температуры конечного подогрева питательной воды в регенеративных подогревателях, на оси ординат — экономия условного топлива на выработанный 1 квт-ч — ∆bэр при регенерации, по сравнению с удельным-расходом топлива — без регенерации.
Кривые построены для различного числа п регенеративных подогревателей: п = 1, п — 2 и т. д.
Максимальный эффект регенеративного подогрева в зависимости от числа подогревателей и конечной температуры питал, тельной воды находится в пределах 6—9%, что соответствует температурам подогрева воды 100—145° С. Дальнейшее повышение температуры воды при этом давлении свежего пара уменьшает эффект регенерации.
Выводы для эксплуатации отсюда следующие.
- Необходимо строго выдерживать расчетную конечную температуру подогрева воды в подогревателях регенеративной системы, так как отклонение этой температуры от наивыгоднейшей приводит к снижению экономичности установки.
- Нельзя без особых оснований заглушать регенеративные отборы пара и выключать из работы подогреватели, так как это приводит к уменьшению экономичности на 1—2% и более на каждый подогреватель, выключенный из работы. Часто это имеет место при желании персонала отключить из работы подогреватель низкого давления, работающий под вакуумом, система которого недостаточно уплотнена.
Недоиспользование располагаемого количества отборного пара низкого давления в регенеративных подогревателях и их отключение иногда имеют место и потому, что в эти подогреватели приходит конденсат, нагретый до сравнительно высокой температуры от других источников, и отборному пару низкого давления остается догревать конденсат всего на 2—5° С.
Между тем в практике наладки известны случаи, когда изменение потока конденсата с направлением его через подогреватели низкого давления (где пар имеет температуру обычно ниже 100° С), а затем уже в дренажные и прочие подогреватели (с большей температурой греющего пара) приводило к увеличению общей степени подогрева конденсата и к значительной экономии топлива. Поэтому эксплуатационный персонал должен внимательно изучить схему регенерации каждой установки с целью ее наиболее эффективного использования. Затраты на переделку трубопроводов в пределах регенеративной установки обычно весьма невелики.
- В эксплуатации подогревателей следует стремиться, чтобы разница между температурой насыщения пара, поступающего к данному подогревателю, и температурой выходящей из него воды, т. е. температурный напор, было минимальной и составляло не более 5—6° С.
Увеличение температурного напора свидетельствует об ухудшении условий теплопередачи в результате загрязнения поверхности нагрева или скопления воздуха в подогревателе. Поэтому следует периодически контролировать работу подогревателей и принимать меры к недопущению чрезмерного недогрева воды в них. При эксплуатации надо внимательно следить за правильной работой устройств, отводящих конденсат обогревающего пара, не допуская пролетного пара или, наоборот, скопления конденсата в подогревателях. В последнем случае из работы исключается часть поверхности нагрева.
Ухудшение использования отбора пара от турбин для системы регенерации происходит и в том случае, если на линии отбора пара имеет место дросселирование пара в результате неполного открытия задвижки или заедания обратного клапана.
- Нельзя допускать пропуска конденсата, помимо подогревателя по обводной линии, что может иметь место вследствие неплотности обводных вентилей или неполного их закрытия.
Рис. 52. Схема устройства для защиты ПВД от переполнения:
1 — корпус ПВД; 2 — трубы подогревателя; 3 — уровень дренажа; 4 — конденсационный горшок; 5— дополнительный конденсационный горшок; 6 — максимальный уровень; 7 и 8 — расширители; 9 — конденсатор турбины; 10 — насос; 11 — световой сигнал; 12 — звуковой сигнал; 13, 14, 15 — задвижки.
На ряде станций вследствие неналаженности автоматических защитных устройств для отключения подогревателя высокого давления по воде, на случай разрушения трубок подогревателей, эти подогреватели отключают, что значительно снижает экономичность работы установки и приводит к ненормальной работе котлоагрегатов, получающих недостаточно подогретую питательную воду. Между тем, при невозможности обеспечения нормальной работы этих автоматических устройств, можно использовать разработанную ОРГРЭС (инж. Б. Ф. Добкин) схему защиты.
По этой схеме (рис. 52) на 300—400 мм выше нормального уровня устанавливается второй аварийный конденсационный горшок 5, который сбрасывает конденсат из подогревателя, когда уровень в последнем достигает новой отметки 6, в конденсатор 9 через расширитель 8. Одновременно с этим подаются световой 11 и звуковой 12 сигналы, по получении которых машинист вручную выключает подогреватель. Это устройство должно быть рассчитано на пропуск воды, несколько больший чем тот, который будет иметь место при разрыве двух трубок.
Рис. 53. Схема использования отбора пара из турбины для подогрева сетевой воды.
- В турбинах, имеющих заглушенные патрубки для отбора пара, можно использовать их для устройства регенеративного подогрева питательной воды, запроектировав и установив соответствующие подогреватели. Для этой цели могут быть использованы также имеющиеся в некоторых турбинах патрубки для выпуска пара от противодавленческих вспомогательных турбинок.
Вопрос о допустимом количестве отбираемого пара должен каждый раз решаться соответствующим расчетом и данными испытаний агрегата [17].
- В турбинах, не имеющих патрубков для отборов пара для регенераторного подогрева воды, надо проверить, однако при обязательной консультации в специализированной организации, возможность устройства таких патрубков нерегулируемого отбора пара.
Такой отбор легче всего осуществить в турбинах, где в качестве регулирующей ступени установлен двухвенечный диск скорости; давление в такой ступени падает от начального довольно резко, но остается еще вполне пригодным по своему значению для целей регенерации, начиная с нагрузки турбины по расходу пара в 30—40% от номинального.
