Определение давлений в отборах на регенеративные подогреватели

а) Поверхностные подогреватели.

Давление пара поступающего в подогреватели этого типа определяется из условия нагрева питательной воды до определенных ранее температур при заданном недогреве воды

d t_нед = 5 °C.

Величина недогрева воды показывает значение необходимого температурного напора для передачи теплоты от конденсирующегося в подогревателе пара к нагреваемой воде.

Для подогревателя П-5 определяем температуру насыщения пара, поступающего в подогреватель:

t_н5 = t₅ + d t_нед = 248,5 + 5 = 253,5 °C.

Тогда давление пара, поступающего в подогреватель, определенное по таблицеI [2] при температуре 253,5 ^оС будет: р₅ = 42,2 бар, и аналогично для остальных регенеративных подогревателей поверхностного типа:

для П-4 t_н4 = t₄ + d t_нед = 206,2 + 5 = 211,2 °C, р₄ = 19,5 бар;

для П-2 t_н2 = t₂ + d t_нед = 121,6 + 5 = 126,6 °C, р₂ = 2,4 бар;

для П-1 t_н1 = t₁ + d t_нед = 74,3 + 5 = 79,3 °C, р₁= 0,45 бар.

Давление в камерах отбросов турбины должно быть выше, чем давление пара перед подогревателями; учитывается потеря в паропроводах (на трение и местные сопротивления). При заданных потерях, которые приведены в задании (см. табл. П 1.2) Dр₅ = 4%, Dр₄ = 5%, Dр₂ = 7%, Dр₁ = 8% имеем:

б) Деаэратор.

Давление в камере отбора на деаэратор Д-6 принимается р₃^ко = р_д^ко = 9 бар (для всех вариантов) из условия его работы с неизменным давлением 6 бар без перехода на отбор вышестоящего подогревателя до нагрузки ~70 % от номинальной.

Известно, что с достаточной точностью можно считать, что при недогрузках давления в камерах нерегулируемых отборов изменяются пропорционально расходам пара через соответствующие ступени и, следовательно, пропорционально нагрузкам на турбину, т.е.

.

Поэтому с учетом потери давления в паропроводе от камеры отборов до деаэратора
Dр₃ = 5 % в данном случае имеем:

 

3. Построение условного процесса расширения пара в турбине hs - диаграмме

Схема условного процесса расширения пара в турбине для настоящего случае дана на рис.2а Теоретический процесс расширения – (а-b) и действительный – (а - а*- с*).

При принятых начальных параметрах р₀ = 75 бар и t₀ = 435°С по таблице III [ Л.2 ] имеем энтальпию и энтропию в начале процесса расширения:

h₀= 3242,4 кДж/кг, s₀ = 6,5420 кДж/(кг×К).

При давлении в конце теоретического (адиабатного) расширения р_К = 0,04 бар точка ” b ” находится в области влажного насыщенного пара. В этом случае энтальпия пара в этой точке h_kaможет быть определена аналитически из известного соотношения:

h_ка = сt_к + x_ка r_к, [кДж/кг],

где ,сt_к – энтальпия воды на линии насыщения при конечном давлении адиабатного процесса расширения пара, т.е. при 0,04 бар, численно равна энтальпии h¢ в таблице свойств воды и водяного пара, х_ка –степень сухости пара, r_к – скрытая теплота парообразования.

При адиабатном процессе s_ка =s₀ = 6,5420 кДж/(кг×К).

По таблице П 1.1[П.2 методических указаний] при р_к = 0,04 бар:

S¢ = 0,4224 кДж/(кг×К), S² - S¢ = 8,0523 кДж/(кг×К),

ct_k = 121,41 кДж/кг, r_к = 2432,7 кДж/кг,

тогда:

h_ка = сt_к + x_ка × r_к = 121,41 + 0,76 × 2432,7 = 1970,3 кДж/кг.

При принятой потере давления в органах регулирования, которая приведена в задании (см. табл. П 1.2 методических указаний) Dр_р1 = 4% имеем давление перед соплами первой ступени турбины:

р ¢ ₀ = (1-Dр₁)×р₀ = (1-0,04)×р₀ = 0,96×р₀ = 0,96 × 75 = 72 бар.

По линии дросселирования (h - пост.) до давленияр¢₀ = 72 бар получаем точку “ а* ”.

При заданном внутреннем относительном КПД турбины (без учета потерь с выходной скоростью последней ступени) имеем энтальпию в точке “ с* ”:

h_к^* = h₀ - h_оi (h₀ - h_ка ) = 3242,4 - 0,82×(3242,4 - 1970,3) = 3242,4 - 1043,1 = 2199,3 кДж / кг.

Для нахождения точки с* необходимо найти на h-s – диаграмме пересечение изоэнтальпы h_к^* с изобарой р_к (т.е. в данном варианте пересечение изоэнтальпы h_к^* = 2199,3 кДж/кг с изобарой р_к = 0,04 бар), тогда используемый теплоперепад в турбине:

H_i = h₀ – h*_к = 3242,4 – 2199,3 = 1043,1 кДж / кг.

На линии действительного процесса расширения пара в турбине “ а*- с* ” находятся изобары р₅^к.о.=44 бар, р₄^к.о.=20,5 бар, р₃^к.о.=9 бар, р₂^к.о.=2,6 бар, р₁^к.о.=0,5 бар.

Полученные значения энтальпий h₀ , h_ка , h_к^*и h_к наносятся на hs - диаграмму из [2] или [3]; и получаются теоретический (а - b) и действительный (а – а* -c*) процессы. Далее наносятся изобары р₅^к.о., р₄^к.о., р₃^к.о., р₂^к.о., р₁^к.о. В точках пересечения этих изобар с действительным процессом расширения пара необходимо найти соответствующие энтальпии и температуры пара на выходе из камер отборов турбины. Таким образом, по hs - диаграмме последовательно находятся значения энтальпий и температур пара (а также степень сухости пара (х) для подогревателей П-2 и П-1):

h₅ = 3138 кДж / кг, t₅^к.о =371 °С;

h₄ = 3000 кДж / кг, t₄^к.о = 292 °С;

h₃ (h_д) = 2864 кДж / кг, t₃^к.о = 212 °С;

h₂ = 2682 кДж /кг; х₂^к.о =0,984;

h₁. =2471 кДж / кг, х₁^к.о = 0,925.

Условный процесс расширения пара в турбине в hs-диаграмме с нанесением параметров в соответствующих точках дается на рис. 3. На диаграмме показаны также и давления пара на входе в регенеративные подогреватели: р₅, р₄, р₃(р_д), р₂, р_1.Параметры пара в камерах отборов на регенерацию и давления перед подогревателями приведены в таблице 1.

 

Таблица 1