В схемах турбоустановок в подогреватели высокого давления (ПВД) может направляться из отборов турбин перегретый пар. Для снижения необратимости теплообменных процессов в регенеративных подогревателях перегрев греющего пара снимают питательной водой в отдельных теплообменниках, называемых пароохладителями. В пароохладителях пар не конденсируется и остается перегретым на 15-25 0С. Питательная вода поступает в пароохладитель из конденсационной секции ПВД, работающей на охлажденном паре. Обычно вода нагревается в пароохладителе до температуры насыщения греющего пара и далее направляется в подогреватель с более высоким давлением. Такие пароохладители размещают в корпусе ПВД и называют встроенными.
Используются также выносные пароохладители в схемах Виолен (название электростанции во Франции) и Рикара-Некольного (фамилии авторов), в которых питательная вода нагревается до более высокой температуры, чем во встроенных пароохладителях [1]. Выносные пароохладители наиболее эффективны в тепловых схемах турбоустановок с промежуточным перегревом пара. Дело в том, что пар, идущий в отбор после промперегрева, например, из цилиндра среднего давления, будет иметь более высокую температуру, чем пар из последнего отбора цилиндра высокого давления. Поэтому в схеме со встроенными пароохладителями в верхний по ходу воды ПВД будет поступать пар с меньшей температурой, чем в нижний. Вполне очевидно, что это энергетически неэффективно.
В схеме Рикара-Некольного через пароохладитель ПВД, работающего на паре из отбора после промперегрева, прокачивается только часть (5-7 %) питательной воды. Далее эта часть смешивается с основным потоком питательной воды после верхнего ПВД. Перенос теплоты перегрева пара непосредственно к горячему источнику и глубокое охлаждение пара определяют энергетическую эффективность такой схемы.
В схеме Виолен пар из отбора после промперегрева поступает в выносной пароохладитель и далее в основную часть ПВД. Через такой пароохладитель пропускается весь поток питательной воды после всех ПВД. Напор воды, необходимый для преодоления гидравлического сопротивления пароохладителя, обеспечивается дроссельной вставкой между отводом и вводом питательной воды.
Для турбоустановки Т-180/210-130, в которой есть промежуточный перегрев пара, проведено сравнение эффективности трех описанных схем включения пароохладителей. Итоговые результаты расчетов представлены в таблице, где обозначены: NЭЛ – электрическая мощность турбоустановки, QСП – расход тепла на сетевые подогреватели, tПВ – температура питательной воды на входе в котел, QТУ – полный расход тепла на турбоустановку, hЭЛ – КПД по производству электроэнергии, bЭЛ – удельный расход условного топлива на производство электроэнергии.
В турбоустановках с промежуточным перегревом пара применение схем с выносными пароохладителями позволяет более эффективно использовать теплоту перегрева пара, идущего в отбор. Температура питательной воды может повыситься на 2,2-2,5 0С, а электрический КПД ТЭЦ на 0,72-0,84 % по сравнению со схемой со встроенными пароохладителями.
Технико-экономические показатели турбоустановки при различных схемах включения парохладителей
|
Обозначение, единица измерения |
Схема включения пароохладителей |
||
|
Схема со встроенными пароохладителями |
Схема Виолен |
Схема Рикара-Никольного |
|
|
NЭЛ, МВт |
180 |
180 |
180 |
|
QСП, МВт |
302 |
302 |
302 |
|
tПВ, °С |
248,1 |
250,3 |
250,6 |
|
QТУ, МВт |
499,75 |
498,18 |
497,91 |
|
hЭЛ |
0,8433 |
0,8505 |
0,8517 |
|
bЭЛ, г/кВт.ч |
145,9 |
144,6 |
144,4 |