Регенеративный цикл паротурбинной установки

Для повышения экономичности работы паротурбинных установок, помимо повышения параметров пара, применяют так называемый регенеративный цикл, при котором питательная вода до ее поступления в котельный агрегат подвергается предварительному нагреву паром, отбираемым из промежуточных ступней паровой турбины. Так как питательной воде передается теплота отобранного пара, включая теплоту парообразования, а при получении работы используется лишь часть теплоты пара, не включая теплоту парообразования, то потеря работы в результате отборов будет значительно меньше, чем увеличение энтальпии питательной воды. Поэтому, в целом, КПД цикла возрастает.

Применение регенеративного цикла позволяет, когда это желательно, исключить экономайзер (подогрев питательной воды уходящими газами), использовав теплоту уходящих газов для подогрева поступающего в топку воздуха.

При применении регенерации экономия теплоты в цикле возрастает с повышением начального давления пара . С повышением увеличивается температура насыщения (кипения) воды, следовательно, повышается количество теплоты, которое можно подвести к воде при подогреве ее паром из отбора турбины. В настоящее время регенеративный подогрев применяется на всех крупных электростанциях.

В реальных ПТУ регенеративный цикл реализуется путем подогре­ва питательной воды в регенераторах - пароводяных подогревателях, в которые поступает пар, отбираемый из турбины. Схема ПТУ с двумя от­борами на регенеративный подогрев питательной воды приведена на рис. 2.3, а. Из котла 1 пар поступает в пароперегреватель 2, а затем в турбину. Из 1 кг пара, поступившего от котла, через первую часть 3 турбины проходит весь пар. Расширяясь до давления p₁ (рис.2.3, б), он соверша­ет удельную работу I_I = h₀– h₁. После расширения в первой части турби­ны некоторое количество пара , кг с энтальпией h₁ отбирается к подог­ревателю 11, где отдает свою теплоту питательной воде и конденсиру­ется. Остальное количество пара , кг расширяется во второй части 4 турбины до давления р₂ и совершает удельную работу . После расширения отбирается в подогрева­тель 10 , кг пара с энтальпией h₂. Оставшиеся , кг пара расширяются в третьей части турбины до конечного давления р_к, со­вершают удельную работу I_K = α _K(h₂ - h_K) и поступают в конденсатор 6. Далее с помощью насосов 7 и 9 вода, пройдя через смешивающий 8 и регенеративные 10, 11 подогреватели, подается в котел 1.

 

Рис. 2.3. Схема турбоустановки с регенеративным подогревом пи­тательной воды (а) и изображение процесса расширения пара в h, s -диаграмме (б)

Полная удельная работа цикла равна сумме работ, совершенных паром во всех частях турбины:

Расход теплоты на турбоустановку с регенерацией равен разности начальной энтальпии пара h₀ и питательной воды h_п.в:

.

Термический КПД цикла Ренкина с регенерацией:

. (2.5)

Число регенеративных отборов в ПТУ составляет 4...13 (обычно 5…7).Увеличение КПД при применении регенерации составляет 10…15 %.

 

 

1-14

14. Термический КПД паротурбинных установок. Изображение циклов в p-V и T-s диаграммах.

В котле при давлении p1 = const происходит процесс 4-5 – подогрев и 5-6 - испарение воды. Процесс 6-1 – перегрев пара в пароперегревателе до T1.

 Таким образом, на выходе из пароперегревателя пар имеет параметры p1 T1 h1. полагаем, что от котла до турбины p1 = const,

1-2 – адиабатное расширение пара в турбине до давления p2. Параметры после турбины p2 T2 h2

2-3 – изобарная конденсация пара. В результате получится вода с параметрами T¢ 2 h¢ 2. Конденсат после адиабатного сжатия от p2 до p1 в питательном насосе поступает в котел.

 3-4 – адиабата сжатия воды насосом (вследствие малой сжимаемости воды адиабата совпадает с изохорой). Количество тепла - подводимого в процессе 4-1 Количество тепла, отводимого от рабочего тела в процессе 2-3

 В соответствии с общим определением КПД

Разность ( h1 - h2 ) - располагаемые перепад энтальпий, превращаемый в кинетическую энергию потока и затем в работу в турбине. Разность ( h4 - h3 ) - техническая работа насоса. Тогда, работа, производимая в цикле lц = lтур- lнас. Техническая работа насоса h4- h3= vв (p1- p2), где vв - объем воды.

КПД ПТУ по циклу Ренкина

 

1-15

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: