Расходы пара, тепла, топлива и коэффициенты полезного действия конденсационной электростанции с промежуточным перегревом пара

Промежуточный перегрев пара применяется на паротурбинных электростанциях с целью повышения их кпд, а также для ограничения конечной влажности пара в турбине при высоком его начальном давлении, когда повышение начальной температуры ограничено по технологическим или экономическим причинам. При промежуточном перегреве пар, проработавший в ряде ступеней (обычно – в части высоких давлений – ЧВД) турбины отводится в промежуточный перегреватель, использующий тепло топлива, и после перегрева возвращается к следующим ступеням (части среднего давления – ЧСД) турбины (рис. 5.1.4).

Рис. 5.1.4. Принципиальная тепловая схема простейшей конденсационной электростанции с промежуточным перегревом пара:

ПЕ - первичный перегрев пара; ПП - промежуточный перегреватель пара; - тепло промежуточного перегрева

 

Теплопадение пара и его работа в турбине возрастают, вследствие чего уменьшается расход пара на турбину:

 

, (5.1.41)

 

где теплопадение пара при промежуточном перегреве равно сумме теплопадений до и после промежуточного перегрева (рис. 5.1.5):

 

;

 

величины и относятся к процессу без промежуточного перегрева пара.

 

Рис. 5.1.5. Процессы работы пара в конденсационной турбине

с промежуточным перегревом пара и без него в i, s – диаграмме

 

Увеличение адиабатного теплопадения пара обусловлено более высокими его температурами после промежуточного перегрева. Действительное теплопадение возрастает дополнительно благодаря росту внутреннего относительного кпд ступеней турбины после промежуточного перегрева.

Соответственно благодаря промежуточному перегреву уменьшается и удельный расход пара на турбину:

 

. (5.1.42)

 

Расход тепла на турбоустановку с промежуточным перегревом пара:

 

, (5.1.43)

 

где тепло, сообщаемое пару при промежуточном перегреве, определяется температурой и давлением пара на выходе ЧВД и на входе в ЧСД турбины. Коэффициент < 1 – доля пропуска пара через промежуточный перегреватель, меньше единицы в случае отвода пара из турбины до промежуточного перегрева.

Соответственно удельный расход тепла на турбоустановку при промежуточном перегреве пара

 

. (5.1.44)

 

Удельный расход пара благодаря промежуточному перегреву уменьшается, однако расход тепла на единицу массы (1 кг) пара по сравнению с турбоустановкой без промежуточного перегрева пара возрастает. Таким образом, вопрос о влиянии промежуточного перегрева пара на кпд турбоустановки и электростанции требует дополнительного анализа.

Тепловая нагрузка парогенератора определяется по выражению

 

 

при этом

;

 

энтальпии пара и определяются соответственно значениями температуры и давления пара до и после промежуточного перегрева в парогенераторе. Разность температур пара у парогенератора и турбины обычно около 5 ^оС, а разность давлений пара у парогенератора и турбины составляет 2-3 %. Общая потеря давления пара, включая потерю его в промежуточном перегревателе, около 10 % давления перегреваемого пара.

Тепловой баланс парогенератора при промежуточном перегреве пара выражается равенствами

 

,

(5.1.45)

,

 

Промежуточный перегрев пара, дающий экономию топлива 4-7 % осуществляют на всех блоках конденсационных электростанций.