Расход пара и тепла на турбоустановку с регенеративным подогревом.

Регенерацию можно рассмотреть как внутреннюю теплофикацию

D₀=D_ко+у_тD_т

D_ко =W_э/Н_к*η _ом

здесь —электрическая мощность турбо­агрегата, кВт; Н_к- теплопадение конденса­ционного потока пара в действительном про­цессе в турбине, кДж/кг; —электро­механический к. п. д. турбоагрегата, равный произведению механического к. п. д. турбины на к. п. д. электрического генератора ;

у_т= Н_к- Н_т/ Н_к

у_т—коэффи­циент недовыработки мощности (теплопадения конденсационного потока ) паром отбора

Н_т=h₀-h_т; у_т= h_т-h_к/ h₀-h_к

D_ко- расход свежего пара на турбину без регенерации

При наличии регенерации расход свежего пара на турбину выше, чем без регенерации. Однако пропуск пара в конденсатор меньше чем у турбины без регенерации.

D_к=D₀-D_r=D_ко-(1-у_r)D_r

∆ D_к=(1- у_r)D_r; 0< у_r< 1

Обычно применяют многоступенчатый регенеративный подогрев.

,

Н_к=h₀-h_к

;

где -теплопадение пара отбора номер r; - недоработанное этим паром теплопадение.

Расход пара на регенерацию D_r определяется из теплового баланса подогревателей на ТЭС применяется поверхностный регенеративный подогрев.

h_r, h^/_r- энтальпия греющего пара и его конденсата

q_r= h_r-h^/_r- теплота отдаваемая 1 кг греющего пара в подогревателе

D_вr- расход воды на выходе из подогревателя

D_вr+1- на входе;

Для современных подогревателей D_вr= D_вr+1; τ _r= h_вr-h_вr+1- подогрев воды в подогревателе

h_вr, h_вr+1-энтальпия на выходе и входе в подогреватель

Тепловой баланс поверхностного подогревателя составленного по принципу теплота отдаваемого греющего паром при конденсации равна теплоте полученной водой.

Греющий пар конденсированный при своей температуре t_нr, р_r повышается следовательно t_нr повышается

В поверхностных подогревателях из за термического сопротивления между паром и водой воду нельзя нагреть до температуры конденсации пара

t_вr< t_нr; t_вr= t_нr-υ _r; υ _r=3-5 ⁰С- недогрев воды в подогревателе

Поэтому h_вr< h^/_r; h_вr= h^/_r-θ _r; θ _r-недогрев ≈ 12-20 (кДж/кг)

D_rq_r= D_вr* τ _r-тепловой баланс

Следовательно D_r= (τ _r/q_r) *D_вr

D_вr=α _вr*D₀; α _вr≈ 1 – доля воды проходящей через данный подогреватель

α _r=D_r/D₀= (τ _r/q_r)* α _вr- доля греющего пара α _r=3-8 %

τ _r=40-160 (кДж/кг); ∆ t_r=10-40 ⁰C; q_r=2000-2200 (кДж/кг)

Поскольку число подогревателей достигает 8-9 штук, то суммарный расход пара на регенерацию достигает ≈ 30% от рассеивания свежего пара

Также на ТЭС применяются смешивающие подогреватели в таких подогревателях непосредственно смешивается с подогреваемой водой т.к термическое сопротивление отсутствует подогрев воды идет до температуры конденсации пара

D_вr=D_вr+1+D_r

Тепловой баланс такого подогревателя определяется по принципу сумма потоков теплоты на входе равна потоку теплоты на выходе из подогревателя

D_вr h_вr = D_вr+1 h_вr+1+ D_r h_r

D_вr+1= D_вr - D_r

D_r= D_вr(h_вr- h_вr+1)/ (h_r- h_вr+1)=(τ _r/ q_r +τ _r) D_вr

α _r= D_r/D₀= α _r*(τ _r/ q_r +τ _r)

=

Следовательно

β _r-1.2-1.25

Увеличение расхода свежего пара на турбину за счет регенерации составляет 20-25%

Материальный баланс турбины:

D₀=D₁+D₂+…+D_z+D_к=D_к+

α _к=D_к/D₀=1- ; α _r= D_r/D₀

Q_ту=D₀(h₀-h_пв)

h_пв= h_пв1

h_пв- энтальпия питательной воды равна энтальпии воды на выходе из первого подогревателя

Эту энтальпию можно найти из уравнения смешения

D_пв h_пв=D_к h^/_к+

D_пв=D₀

Q_ту=W_i+Q_к; W_i- внутренняя мощность турбины

Q_к- потери теплоты в конденсаторе ТУ

W_i= D_к h_к+ D₁ h₁+ D₂ h₂+…+ D_z h_z;

Н_к=h₀-h_к- полное теплопадение

Н_r=h₀-h_r

W_i= D_к h_к+

Q_к= D_к(h_к-h^/_к)= D_кq_к

Q_ту=D_к *(h₀-h_пв)=(D_к+∑ D_r)h₀- D_к h^/_к- = D_к(h₀-h^/_к)+ (h₀-h_r)= D_к(h₀-h_к)+D_к(h_к-h^/_к)+ =W_i+Q_к

Из-за наличия регенерации расход свежего пара на ТУ возрастает при той же мощности, а уменьшается в целом расход теплоты на получение 1 кг свежего пара, тк повышается энтальпия питательной воды. В целом расход теплоты на ТУ благодаря регенерации снижается.