Типы регенеративных подогревателей.

Типы регенеративных подогревателей.

1) смешивающие, где подогрев происходит за счет конденсации пара.

Достоинство:

Величина недогрева минимальна.

Недостаток:

Применение ограничено, т.к. давление смешиваемых веществ должно быть одинаковым.

Поверхностные.

2 типа:

- с трубной доской – самые распространенные.

Величина недогрева δt для ПВД >3ºС, для ПНД ~3ºС.

Для увеличения экономичности за счет недогрева теплообменные аппараты выполняют с охлаждением пара и охлаждением дренажа, но счет этого увеличивается стоимость аппарата.

а) Охлаждение пара.

б) Охлаждение дренажа.

Тепло дренажа используется для подогрева конденсата, поступающего в аппарат.

- с коллекторной системой

В части регенеративного подогрева питательной воды, находящейся под действием питательных насосов используются подогреватели с коллекторной системой.

Аппарат выдерживает 5-6 сборок-разборок.

Отличается надежной работой и малой чувствительностью к колебаниям нагрузки. Реализуется при условии

- обеспечивается невскипание воды в трубках (нет кавитации и гидроударов).

 

Схемы отвода дренажей.

На надежность влияет схема отвода дренажей греющего пара из регенеративных подогревателей.

Схемы отвода дренажей должны отвечать требованиям:

1) надежность работы при всех режимах и их изменениях, при пусках и остановах;

2) минимальные необратимые потери от смешивания потоков теплоносителей и от вытеснения нижерасположенных отборов;

3) высокая степень автоматизации и наличие надежной защиты при неисправностях и аварийных режимах.

Можно выделить 5 основных схем отвода дренажей.

1. с подъемными насосами

2. с опускными насосами

3. с каскадным подъемом дренажа

4. с каскадным сливом дренажа

5. смешанные

 

1. с подъемными насосами

ДН - дренажные насосы.

Самая экономичная схема, но ненадежная, т.к. в ДН может происходить вскипание, что недопустимо.

2. с опускными насосами

Меньшая вероятность кавитации по сравнению с (1).

3. с каскадным подъемом дренажа

4. с каскадным сливом дренажа

Нет ДН. Дренажи протекают под действием разности давлений в регенеративных подогревателях. Эта схема самая неэкономичная. Происходит самовскипание дренажа, т.е. вытесняется пар, идущий в отборы, следовательно, необратимые потери теплоты растут, особенно, на последнем регенераторе. Тепло дренажей сбрасывается в атмосферу.

5. смешанные

 

Расчет схемы регенеративных подогревателей.

- расход пара в регенеративной установке.

 

Тепловая экономичность ТЭЦ.

Комбинированной выработкой называется процесс, при котором теплота рабочего тела частично или полностью отработавшего в тепловом двигателе используется для покрытия внешних и внутристанционных тепловых нагрузок.

Внешние тепловые нагрузки – это теплофикация (централизованное теплоснабжение внешних потребителей на базе выработки тепловой электрической энергии). Именно теплофикация обеспечивает экономию топлива нагрузки, по этому теплофикация широко используется.

 

Любой КПД должен показывать, что экономия должна расти. В ТЭЦ недостаток: КПД увеличивается при уменьшении выработки электроэнергии, максимальный КПД при нулевой выработке.

Считается, что на ТЭЦ выработка тепловой энергии практически равна выработке в котельной, т.е.

А на выработку электрической энергии идет остальная часть.

Чисто в конденсатной паро-силовой установке теплоты нужно подводить меньше, чем в теплофикационной паро-силовой установке.

Более строгим показателем тепловой эффективности ТЭЦ является удельная выработка электроэнергии.

N_э – электрическая мощность, вырабатываемая в единицу времени паром, поступающим из турбины с противодавлением либо отборов к внешнему тепловому потребителю, а также на регенеративный подогрев питательной воды.

или

Э_T ↑, если i₀ ↑ (t₀ ↑, P₀ ↑),

Э_T ↑, если i_к^н ↓(Р_Т ↓),

Э_T ↑, если ↑ η_0i, η_М, η_Г,

Э_T ↑, если i_ок ↑.

Расчет экономии топлива

Может производиться как для старых, так и для вновь проектируемых станций.

1. Для существующих станций расчет точнее, так как имеются фактические данные:

Э_ТЭЦ - годовой отпуск электрической энергии;

Q_ТП - годовой отпуск тепловой энергии теплопотребителям;

В _ТЭЦ - годовой расход топлива;

В _кот - годовой расход топлива на замещаемой районной котельной;

В _КЭС - годовой расход топлива на замещаемой КЭС.

- удельный расход топлива на замещаемой КЭС на отпуск эл.энергии,

- коэффициент, учитывающий разную выработку электрической энергии на ТЭЦ и на КЭС с учетом расходов электроэнергии на собственные нужды и потери в сетях при равном отпуске электроэнергии потребителям.

- удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии (по отчетным данным);

Экономия топлива:

 

2. Удельные показатели работы ТЭЦ

, - удельные расходы топлива на выработку тепловой и электрической энергии.

По принятой методике всю экономию относят на выработку электроэнергии.

Тогда экономия определяют из выражения:

 

Для проектируемых станций не известно.

1. Годовой расход топлива на ТЭЦ определяется расчетом тепловой схемы ТЭЦ при достаточном количестве режимов работы станции

- удельная выработка электроэнергии на теплопотреблении

В различные периоды одинаковый отпуск теплоты теплопотребителю дает различную экономию топлива.

Э^Т может изменяться на 10÷15% при изменении температуры прямой и обратной сетевой воды, а экономия и приведенные затраты могут изменяться в несколько раз.

 

2. Способ расчета экономии топлива по удельным энергетическим показателям проектируемой ТЭЦ и замещаемых КЭС и котельной.

Вся вырабатываемая энергия на ТЭЦ вырабатывается комбинированным или чисто конденсационным способом.

Первое слагаемое определяет экономию топлива на ТЭЦ, достигаемую при выработке электроэнергии на тепловом потреблении (т.е комбинированным способом) при отнесении всех выгод комбинирования на счет электроэнергии.

- удельный расход топлива на выработку электроэнергии на ТЭЦ комбинированным способом

Второе слагаемое учитывает перерасход топлива на ТЭЦ, вызванный тем, что > .

Третье слагаемое определяет экономию топлива на ТЭЦ в случае, когда КПД парогенераторов на ТЭЦ выше, чем КПД замещаемой районной котельной. В обратном случае третье слагаемое определяет перерасход.

- отпуск теплоты внешним потребителям непосредственно из турбины.

Четвертое слагаемое учитывает экономию (или перерасход) топлива, обусловленную разницей в КПД пиковых котлов на ТЭЦ и КПД замещаемой котельной.

 

Сальниковый подогреватель

Предназначен для утилизации теплоты пара, проходящего через концевые уплотнения турбины.

Р_упл=1,1 атм (ЦНД)

Р_упл=1,2 атм (ЦВД)

Тепловой баланс

 

Эжекторный подогреватель

Предназначен для утилизации тепла пара, подаваемого в эжектор (для поддержания вакуума в конденсаторе турбины).

Р_э=2÷6 атм

Тепловой баланс

 

Деаэрация воды на ТЭС

Питательная вода паровых котлов ТЭС высокого давления согласно ПТЭ должна иметь жесткость не более 0,2 мкг-экв/кг, содержать кислорода менее 10 мкг/кг.

Главным устройством, удаляющим газы из питательной воды является деаэратор.

Классификация деаэраторов паротурбинных установок ТЭС:

I) По назначению:

1) деаэраторы питательной воды паровых котлов;

2) деаэраторы подпиточной воды тепловых сетей;

3) деаэраторы добавочной воды и обратного конденсата внешних потребителей.

 

II) По давлению греющего пара:

1) 6÷8 ат - деаэраторы высокого давления (используются для деаэрации питательной воды; устанавливаются в рассечку между группой ПВД и ПНД);

2) 1,2 ат - деаэраторы атмосферного типа (используются для деаэрации подпиточной и добавочной воды; устанавливаются после ХВО);

3) 7,5÷50 кПа - вакуумные деаэраторы (применяются в тепловых сетях и на водогрейных котельных: там, где нет пара).

III)По конструкции:

1) смешивающего типа (смешение потоков греющего пара и обогреваемой деаэрируемой воды);

2) деаэраторы перегретой воды с внешним предварительным нагревом воды отборным паром.

IV) По принципу формирования межфазной поверхности теплоносителя:

1) барботажного типа;

2) струйного (тарельчатого) типа;

3) пленочного типа;

4) капельного типа.

 

Расчет деаэратора

Уравнение материального баланса

- поток питательной воды;

- расход греющего пара деаэратора;

- расходы дренажей пара из регенеративных подогревателей ПВД и ПНД;

- расход пара из уплотнений стопорно-регулирующих клапанов и уплотнений турбины;

- расход добавочной воды.

Уравнение теплового баланса

Из уравнений материального и теплового балансов определяют и .

 

 

Схемы включения деаэратора

1) Деаэратор включается как отдельный самостоятельный регенеративный подогреватель

"-" при колебаниях нагрузки давление на отборы может меняться:

· при повышении нагрузки давление в отборе повышается, нагрев питательной воды может достичь состояния насыщения → питательные насосы работают в кавитационном режиме;

· при снижении нагрузки давление в отборе понижается и могут удаляться не все растворенные газы.

Выход: ставят дроссель (экономичность снижается) и отбор делают с давлением выше, чем надо и дросселируют.

 

2) Деаэратор работает как предвключенная ступень одного из регенеративных подогревателей.

Деаэратор присоединяют через дроссельный клапан к регенеративному отбору, питающему паром следующий за деаэратором по ходу питательной воды ПВД.

Схема более надежна и экономична.

 

Деаэраторные баки предназначены в основном для аккумулирования запаса питательной воды, обеспечивающего надежное питаниепаровых котлов в течение некоторого времени при отключении питательной воды:

· пятиминутную производительность (для котлов с низкими параметрами);

· десятиминутную производительность (для котлов с высокими и средними параметрами).

Кроме того, в деаэраторном баке заканчивается процесс дегазации воды.

 

Типы регенеративных подогревателей.

1) смешивающие, где подогрев происходит за счет конденсации пара.

Достоинство:

Величина недогрева минимальна.

Недостаток:

Применение ограничено, т.к. давление смешиваемых веществ должно быть одинаковым.

Поверхностные.

2 типа:

- с трубной доской – самые распространенные.

Величина недогрева δt для ПВД >3ºС, для ПНД ~3ºС.

Для увеличения экономичности за счет недогрева теплообменные аппараты выполняют с охлаждением пара и охлаждением дренажа, но счет этого увеличивается стоимость аппарата.

а) Охлаждение пара.

б) Охлаждение дренажа.

Тепло дренажа используется для подогрева конденсата, поступающего в аппарат.

- с коллекторной системой

В части регенеративного подогрева питательной воды, находящейся под действием питательных насосов используются подогреватели с коллекторной системой.

Аппарат выдерживает 5-6 сборок-разборок.

Отличается надежной работой и малой чувствительностью к колебаниям нагрузки. Реализуется при условии

- обеспечивается невскипание воды в трубках (нет кавитации и гидроударов).

 

Схемы отвода дренажей.

На надежность влияет схема отвода дренажей греющего пара из регенеративных подогревателей.

Схемы отвода дренажей должны отвечать требованиям:

1) надежность работы при всех режимах и их изменениях, при пусках и остановах;

2) минимальные необратимые потери от смешивания потоков теплоносителей и от вытеснения нижерасположенных отборов;

3) высокая степень автоматизации и наличие надежной защиты при неисправностях и аварийных режимах.

Можно выделить 5 основных схем отвода дренажей.

1. с подъемными насосами

2. с опускными насосами

3. с каскадным подъемом дренажа

4. с каскадным сливом дренажа

5. смешанные

 

1. с подъемными насосами

ДН - дренажные насосы.

Самая экономичная схема, но ненадежная, т.к. в ДН может происходить вскипание, что недопустимо.

2. с опускными насосами

Меньшая вероятность кавитации по сравнению с (1).

3. с каскадным подъемом дренажа

4. с каскадным сливом дренажа

Нет ДН. Дренажи протекают под действием разности давлений в регенеративных подогревателях. Эта схема самая неэкономичная. Происходит самовскипание дренажа, т.е. вытесняется пар, идущий в отборы, следовательно, необратимые потери теплоты растут, особенно, на последнем регенераторе. Тепло дренажей сбрасывается в атмосферу.

5. смешанные