Расход пара на турбоустановку с регенеративным подогревом питательной воды
Рассмотрим в качестве исходного цикл перегретого пара с регенерацией, но без промежуточного перегрева. При известных начальных и конечных параметрах и рабочем процессе пара в турбине теплоперепад, рассчитанный на 1 кг подведенного к турбине пара, при z отборах (см. рис. 2.16) определяется по выражению
Принято Нп называть эквивалентным приведенным теплоперепадом пара в турбине, а величины у1, у2…- коэффицинтами недовыработки. Коэффициент недовыработки — это отношение той работы, которую мог бы еще совершить в проточной части турбины 1 кг пара рассматриваемого отбора, к работе, совершаемой 1 кг конденсационного потока пара.
Зная Нп, легко определить общий расход пара на турбину. При заданной электрической мощности Nэ общий расход пара, кг/с, определяется по формуле:
Этот расход меньше Dпр к на: Количество пара d, кг/(кВт • ч), приходящееся на выработку 1 кВт • ч электроэнергии, называют удельным расходом пара. Из определения следует, что
9. Типы подогревателей и схемы их включения
ПНД ПВД
Схема включения со смешивающим ПНД
Греющие пары поступают в корпусы подогревателей; за счет нагрева воды, протекающей внутри трубок, происходит конденсация этих паров; образующийся конденсат собирается в нижней части корпусов. Этот конденсат, иногда называемый дренажом подогревателей, дренажными насосами (рис. 4.7 a) закачивается в линию основного конденсата и смешивается с потоком нагреваемого конденсата. Из рис. 4.7 б видно, что можно сократить число дренажных насосов за счет использования каскадного слива дренажей из корпусов подогревателей, находящихся под большим давлением, в корпусы с меньшим давлением и закачкой суммарного дренажа в тракт конденсата одним насосом. На случай аварийного выхода из строя дренажного насоса предусматривается возможность его байпасирования и каскадного слива дренажей в конденсатор. В этом случае вообще отпадает необходимость в дренажном насосе Схема с поверхностными ПНД
Однако в нормальной эксплуатации полный каскадный слив в конденсатор применять не следует, так как при этом теплота суммарных дренажей, отвечающая температуре после первого ПНД, не возвращается в цикл, а увеличивает отвод теплоты в конденсаторе, то есть снижается тепловая экономичность. В связи с различием в давлениях трактов ПНД и ПВД схемы возврата в цикл дренажей греющих паров отличаются. Для ПНД используют комбинации каскадного слива с дренажными насосами, а для ПВД только каскадный слив — в деаэратор. Последнее объясняется трудностями создания дренажных насосов относительно небольшой производительности для среды с высокой температурой. В условиях низких температуры и давления, то есть для ПНД, создание дренажных насосов и обеспечение их надежной работы затруднений не вызывает. Схема закачки дренажей ПНД по рис. 4.7 a наиболее экономична и близка к схемам со смешивающими подогревателями, но требует нескольких насосов. При каскадном сливе дренажей конденсат греющего пара с более высоким давлением сливается в корпус с меньшим давлением. В связи с этим происходит частичное парообразование этого конденсата и соответствующее уменьшение расхода отборного пара из турбины, что снижает экономичность регенеративного цикла. Для предотвращения этого явления в конструкциях регенеративных подогревателей предусматривают охладители дренажей, либо в дополнение к регенеративным подогревателям применяют установку вынесенных охладителей дренажей (ОД). Так как при этом вся схема усложняется и удорожается, то иногда их используют не после каждого ПНД.
10. Назначение и схемы включения охладителей дренажа. Схемы слива дренажа от регенеративных подогревателей Охладитель дренажа (ОД) служит для уменьшения температуры дренажа подогревателя и соответственно количества теплоты, вносимой в подогреватель с греющим паром меньшего давления. При этом Δtдр (на рис. Δt2) принимают равным 4÷10 оС.
На ряду с ОД, встроенными в корпус подогревателя, применяют охладители, выполненные отдельными теплообменниками. Через такой теплообменник пропускается часть потока основного конденсата, которая после подогрева вновь смешивается с основным конденсатом, идущим в следующий теплообменник.
Схемы слива дренажа регенеративных подогревателей
Наиболее эффективна схема а. По этой схеме конденсат отборного пара смешивается с потоком питательной воды после подогревателя. По существу такая схема равноэкономна схеме с применением смешивающих подогревателей, но требует использования большого количества дренажных насосов, что усложняет схему и делает ее работу менее надежной. Схема б – каскадный отвод дренажа от подогревателей в конденсатор турбины. Эффект от применения регенерации по такой схеме весьма низкий, так как во всех подогревателях, кроме первого, отборный пар вытесняется паром от предыдущего подогревателя. То есть уменьшается количество пара идущего на регенерацию, и увеличивается количество пара поступающего в конденсатор. Наибольшее распространение получила схема в. Эффективность такой схемы ниже чем схемы а, но выше, чем схемы б.
|
или
где
-теплоперепад конденсационного потока пара в проточной части турбины.Т.о 
или
Общий расход пара на турбогенераторную установку с отборами выше, чем на простейшую конденсационную установку при прочих равных условиях. Если считать рабочие процессы пара в турбине простейшей конденсационной установки и установки с отборами одинаковыми, то соотношение между этими величинами определяется выражением
Не смотря на то что в схемах с отборами пара на регенерацию расход пара на турбину увеличивается, тепловая экономичность установки возрастает. Из этого следует, что при одной и той же мощности Nэ потери в холодном источнике в таких схемах меньше. Изменение расхода пара в конденсатор при переходе от простейшей конденсационной установки к установке с отборами пара на регенерацию может быть найдено из следующих соображений. В простейшей конденсационной установке весь поток пара, поступающий в турбину, достигает холодного источника, т.е. в конденсатор поступает расход пара, равный Dnpк. На установке с отборами при той же мощности (и одинаковых значениях p0,t0,pк,КПД0i)в конденсатор поступает поток с расходом
расход пара в конденсатор для турбины с отборами определяется зависимостью:
или
где dnpк- удельный расход пара для простейшей конденсационный установки той же мощности, рабочий процесс в которой протекает так же, как и в рассматриваемой, 
Расход пара на подогреватель зависит от его типа, схемы включения, параметров пара и воды. Для регенеративного подогрева воды на электростанции применяют преимущественно поверхностные подогреватели и частично — смешивающие. Смешивающие подогреватели энергетически выгоднее, так как в них возможен наиболее высокий подогрев воды — до температуры насыщения греющего конденсируемого пара: Смешивающие подогреватели дешевле и надежнее поверхностных, обеспечивают лучший водный режим установки. Однако после каждого смешивающего подогревателя (за отдельными исключениями) необходима установка перекачивающих насосов, так как давление в каждом последующем по ходу воды подогревателе выше, чем в предыдущем. 
