Способы повышения экономичности ктэу.

 

Экономичности КТЭУ можно добиться, если улучшить экономические показатели составляющих, входящих в формулу КПД КТЭУ:

где: – КПД тепловой схемы, оценивающий совершенство взаимосвязей между элементами установки, и систем, обслуживающих ее основные элементы.

– КПД главных котлов;

– эффективный КПД главной турбины;

– коэффициент общесудовых затрат, характеризующий расход пара на общесудовые потребители;

 

На КПД тепловой схемы влияют: значения энтальпии рабочих сред; начальные и конечные параметры пара; тип регенеративного процесса, число ступеней регенерации; тип применяемых водоподогревателей, число отборов пара (для схем 1-го рода), характер процессов теплообмена в теплообменниках и другие факторы;

 

В общем случае, для повышения экономичности КТЭУ возможно использование следующих технических решений:

· увеличение начальных параметров пара. Этот способ повышения КПД достаточно эффективен и часто используется в совокупности с промежуточным перегревом пара. В КТЭУ с ППП повышением начального давления пара можно увеличить КПД установки на 3 ÷ 8 %, повышением начальной температуры – на 2,5 ÷ 5 %;

 

· увеличение числа ступеней регенеративного подогрева питательной воды.

КПД цикла КТЭУ повышается:

- при одноступенчатом подогреве питательной воды – на 3,5 ÷ 4,0%;

- при двухступенчатом – на 5,5 ÷ 6,0 %;

- при трехступенчатом – на 7,0 ÷ 7,5 %;

- при четырехступенчатом – на 8,0 ÷ 8,5 %.

 

Увеличение числа ступеней подогрева более пяти не дает ощутимого выигрыша в повышении КПД, но значительно усложняет тепловую схему установки, систему регулирования и управления КТЭУ, и увеличивает массогабаритные показатели и стоимость установки.

Увеличение числа ступеней регенерации неразрывно связано с повышением начальных параметров пара.

Чем более высокими будут начальные параметры пара, тем больше ступеней регенерации возможно применить, тем более высокой будет температура питательной воды на выходе из последней ступени подогрева;

 

· увеличение КПД главных котлов: возможно за счет снижения потерь теплоты в котлах:

- от химической и механической неполноты сгорания топлива, что в свою очередь достигается совершенствованием процессов сгорания топлива;

- с уходящими газами, за счет совершенствования и оптимизации процессов теплопередачи в трубных поверхностях нагрева котла и использования развитых хвостовых поверхностей нагрева;

- в окружающее пространство, за счет применения более совершенных способов изоляции котла и поддержания качественного состояния изоляции котлов в процессе эксплуатации;

 

· увеличение КПД ГТЗА: достигается совершенствованием аэродинамики проточной части турбины, увеличением частоты вращения ротора, применением планетарных передач, заменой реверсивных турбин реверсивными ВРШ, возрастанием агрегатной мощности, совершенствованием аэродинамических характеристик регулирующих органов;

 

· увеличение КПД вспомогательных механизмов: позволяет снизить расход пара на вспомогательные механизмы, и тем самым улучшить характеристику тепловой схемы;

 

· исключение маломощных турбоприводов с низким КПД и замена турбоприводных вспомогательных механизмов на электроприводные.

В этом случае в тепловой схеме используется единственный вспомогательный турбомеханизм – турбогенератор, имеющий достаточно высокий КПД, остальные вспомогательные механизмы электрифицированы.

 

В некоторых случаях для ряда турбомеханизмов используется групповой привод, в котором один мощный и имеющий высокий КПД турбомеханизм приводит в действие сразу несколько вспомогательных механизмов.

Например, в ПКБТ от одного турбопривода производится раздача мощности на три насоса: конденсатный, бустерный и питательный.

Часто групповой привод используется в конструкции турбогенераторов, когда от вала турбогенератора мощность передается на навешенные питательный и масляный насосы.

Прирост КПД за счет использования группового привода может достичь 2,4 %;

 

· применение самопроточной циркуляции взамен принудительной, когда для прокачки трубной системы главного конденсатора вместо напора циркуляционного насоса используется динамический напор набегающего потока воды.

При этом турбопривод ТЦН отключается, уменьшая расход пара в тепловой схеме на маломощные вспомогательные механизмы Прирост КПД может составить 0,9 %;

 

· уменьшение потерь теплоты с забортной водой.

В тепловых схемах КТЭУ прокачивание маслоохладителя, холодильников эжекторов и конденсатора испарительной установки часто производится забортной водой. При этом часть теплоты, полученной в паровом котле, передается забортной воде.

 

Если обеспечить прокачку теплообменников конденсатом главного цикла, то можно уменьшить потери теплоты во внешнюю среду и вернуть теплоту обратно в цикл.

Эти мероприятия могут дать прирост КПД КТЭУ до 0,5 %;

 

· замена эжекторов вакуумными насосами.

При этом из тепловой схемы исключаются струйные насосы (эжекторы), имеющие относительно низкий КПД и потребляющие некоторое количество пара для работы.

Эти мероприятия могут дать прирост КПД КТЭУ до 0,2 %.