VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

В системе регенерации турбоустановок в основном применяются подогреватели поверхностного типа. Однако по энергетической эффективности такие регенеративные подогреватели не являются лучшим решением, т.к. в них всегда присутствует недогрев основного конденсата или питательной воды до температуры насыщения в корпусе подогревателя. По данным Сибирского энергетического института расчетный недогрев для подогревателей высокого давления может составлять 3-6 ⁰С и для низкого давления (ПНД) 1,5-2,5 ⁰С. В условиях эксплуатации эти температурные напоры существенно возрастают, особенно для первых (по ходу основного конденсата) ПНД, в которых они достигают 7-12 ⁰С [1]. Причина в том, что эти ПНД подключены к отборам турбин с давлением меньше атмосферного и на их работу отрицательно влияют эксплуатационные присосы воздуха. Экспериментально установлено, что даже 1% воздуха в паре снижает коэффициент теплоотдачи при конденсации примерно на 60%. Причина в том, что при конденсации парциальное давление пара у поверхности охлаждения снижается, а парциальное давление воздуха возрастает. Поэтому воздух затрудняет доступ пара к поверхности конденсации и его нужно постоянно удалять из этой зоны.

В подогревателях смешивающего (контактного) типа нет недогрева воды до состояния насыщения, а присосы воздуха практически не сказываются на их работе. Отсутствие недогрева повышает тепловую эффективность установки, т.к. снижается давление пара в отборе и работа пара в турбине увеличивается. Кроме того, в смешивающих подогревателях происходит частичная деаэрация воды, а отсутствие труб повышает надежность работы, снижает массу (в два и более раза) и стоимость таких подогревателей. Вместе с тем, после каждого смешивающего подогревателя, в отличие от поверхностного, необходима установка насоса, что ведет к росту расхода электроэнергии на собственные нужды. Частично эта проблема решается возвышением одного подогревателя над другим, если на станции есть для этого возможности.

Для турбоустановки Т-180/210-130 Комсомольской ТЭЦ-3 была выполнена расчетная оценка целесообразности применения смешивающих регенеративных подогревателей. Рассматривались варианты замены одного, двух, трех и всех четырех (по ходу конденсата) поверхностных ПНД на подогреватели смешивающего типа. Итоговые результаты расчетов представлены в таблице 1, где обозначены: N_ЭЛ – электрическая мощность турбоустановки, Q_ТУ – полный расход тепла на турбоустановку, Н_ПР – приведенный теплоперепад, D_О – расход пара в «голову» турбины, d – удельный расход пара, _ЭЛ – КПД по производству электроэнергии (теплофикационный режим), b_ЭЛ –удельный расход топлива на производство электроэнергии.

Таблица 1 – Технико-экономические показатели сравниваемых вариантов

Обозначение, ед. измерения	Исходный вариант	Количество смешивающих подогревателей
		1	2	3	4
NЭЛ, МВт	180	180	180	180	180
QТУ , МВт	516,9	515,8	515,2	511,1	509,4
НПР , кДж/кг	991,7	992,1	996,4	1002,8	1006,8
DО , кг/с	185,2	185,1	184,8	183,1	182,4
d, кг/кВт.ч	3,704	3,702	3,696	3,662	3,648
ЭЛ, -	0,844	0,848	0,850	0,867	0,874
bЭЛ, г/кВт.ч	161,7	160,9	160,4	157,3	156,0

Полученные результаты показывают энергетическую эффективность применения смешивающих регенеративных подогревателей взамен поверхностных. Так, электрический КПД и удельный расход топлива при использовании в тепловой схеме четырех ПНД смешивающего типа улучшаются примерно на 3,5%. Для практической реализации можно рекомендовать заменить все поверхностные ПНД и деаэратор на четыре смешивающих подогревателя с возвышением первого подогревателя над вторым, а третьего над четвертым. Это сократит расход электроэнергии на привод насосов и их количество, т.к. потребуется лишь один перекачивающий насос между вторым и третьим подогревателями.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Дорохов, Е.В. Основы проектирования тепловой схемы энергоблоков ТЭС на суперкритических параметрах / Е.В. Дорохов, А.С. Седлов. – М.: Изд. дом МЭИ, 2007. -152 с.

Код для цитирования: Скопировать