Энергетическая эффективность регенеративного

Подогрева питательной воды

Регенеративный подогрев основного конденсата и питательной воды осуществляют отработавшим в турбине паром, теплота которого возвращается в котел (регенерируется). Регенеративный подогрев применяют на всех ТЭС. Турбины выполняют с 7¸9 регенеративными отборами пара.

Увеличение КПД цикла Ренкина с регенерацией происходит за счет увеличения средней температуры подвода теплоты пара при одинаковой конечной температуре отвода теплоты. Регенеративный подогрев питательной воды приводит:

1) к увеличению КПД паросиловой установки на 10÷12 % за счет снижения потерь теплоты в конденсаторе (уменьшается расход пара через конденсатор и потеря теплоты в нем) и тем в большей степени, чем выше давление пара;

2) к уменьшению расхода пара через последние ступени турбины и уменьшению их габаритов, а для первых ступеней наоборот, что облегчает конструкцию турбины;

3) к уменьшению поверхности нагрева водяных экономайзеров. При этом,

чтобы не снизить КПД котла температуру уходящих газов снижают в воздухоподогревателях, увеличивая их поверхность.

Отличиями регенеративного отбора пара от теплофикационного является:

1) зависимость (и ограниченность) регенеративного подогрева от расхода питательной воды;

2) на регенеративный подогрев топливо не расходуется, а на внешнее тепловое потребление – расходуется.

На КЭС с регенеративным подогревом расход теплоты на производство электроэнергии совпадает с полным расходом теплоты. Абсолютный КПД конденсационной турбины совпадает с КПД по производству электроэнергии. Для теплофикационной турбины эти КПД различны.

В общем случае КПД турбины равен

. (4.1)

Для 1 кг пара при отсутствии регенеративного подогрева воды , следовательно , где i _o, i _к, i ' _к – энтальпия соответственно свежего и отработавшего пара и конденсата отработавшего пара.

При регенеративном подогреве воды потеря теплоты в конденсаторе уменьшается и составляет a _к q _к, где a _к – доля пропуска пара в конденсатор от расхода свежего пара. , – сумма долей регенеративных отборов пара из турбины. a _к = D _к / D _о; a _r = D _r / D _о.

КПД турбины с регенеративным подогревом питательной воды

, (4.2)

где q _о = i _о – i _пв; i _пв = a _к × i ¢_к + S a _r × i _r.

Здесь i _r – энтальпия греющего пара регенеративных отборов. При одноступенчатом подогреве воды

i _пв = a _к × i ¢_к + a ₁ × i ₁, (4.3)

где i ₁ – энтальпия греющего пара отбора.

Полезная работа пара в цикле Ренкина с регенерацией меньше, чем в обычном цикле Ренкина (при одинаковых p ₀ и t ₀), так как часть пара, проходящего через турбину не участвует в выработке полезной работы, а направляется на подогрев питательной воды.

Расчеты показывают, что уменьшение расхода теплоты на паросиловую установку оказывается большим, чем уменьшение полезной работы, поэтому h _r > h _о.

Можно получить [4]:

. (4.4)

Здесь А _r – энергетический коэффициент пара регенеративного отбора.

А _r = W _r / W _к; W _r = a _к × D h _r; W _к = a _к × D H _r, W – работа 1 кг пара,

где D h _r = i _о – i _r; D H _к = i _о – i _к – теплоперепад пара регенеративного отбора и сквозного конденсационного потока.

Расходы пара на конденсационную и теплофикационную турбины с отборами равны:

; (4.5)

, (4.6)

где D _т, D _r – теплофикационный и регенеративный отборы; – коэффициент недовыработки мощности паром соответственно теплофикационного и регенеративного отбора.

; , (4.7)

D _о(к) – расход пара на такую же турбину без отборов.