Баскаков А.П. (ред.) Теплотехника Энергоатомиздат, 1991 (947482), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Переход на более высокие параметры (580 †650 'С) требуют примен ния дорогостоящих высоколегированных (аустенитных) сталей. При уменьшении давления рх пара за турбиной уменьшается среднни температура )л отвода теплоты в цикле, а с редняя температура подвода теплоты меняется мало. Поэтому чем меньше давление пара за лурбиной, тем выше КПД паросиловой установки. Давление за турбиной, равное давлению пара в конденсаторе, определяется температурой охлаждающей воды ! '.ели среднегодовая температура охлаждающей воды на входе в конденсатор составляет приблизительно )Π— !5'С. то из конденсатора она выходит нагретой до 20 — 25 'С. Пар может конденсироваться только в том случае, если обеспечен отвод выделяющейся теплоты, а для этого нужно, чтобы температура ~ара в конденсаторе была больше темпе! агу.
ры охлаждающей воды хотя бы на 5— !О'С. Поэтому температура насыщснного пара в конденсаторе составляет обычно 25 — 35 'С, а абсолютное давление этого пара рх соответственно 3 — 5 Па. Повышение КПД цикла за счет дал!.нейшего снижения рл практически н~ возможно из-за отсутствия естественны . охладителей с более низкой температ! рой. Теплофикация. Имеется, однако, возможность повыси~ь эффективность г аросиловой установки путем увелич~ ния, а не уменьшения данления и температуры за турбиной до такой величины, чтобы отбросную теплоту (которая составляет более половины всего количества теплоты, затраченной в цикле) можно было использовать для отопления, 1орячего водоснабжения и различных тлхнологических процессов (рис.
6.)2). С этой целью охлаждающая вода, нагретая в конденсаторе )(, не выбрасыв ется в водоем, как в чисто канденсациолном цикле, а пригоняется через отопительные приборы теплового потребителя ТО и, охлаждаясь н них, отдает получечную в конденсаторе теплоту. В результате станция, работающая по такой схеме, одновременно вырабатывает и электрическую энергию, и теплоту. Такая гтан- 65 Риг б !йт. 1:хема учтинггвки дли сонмсстной ныпаботки гепгювой и электрической энергии !!К паровой котел; 7 пгронон турбино, К коиденслторопгдгггсеиигель, и . ~госсе, ГП ~ои лавой нот реаитель цнфсм сиот нетте нука~ то гклм цикле и Г ь-дилгримме ция называется тенлоэлектроцен ~ ралью ( ТЭ((1.
Охлаждающую воду можно использовать для отопления лишь при том условии, что ее температура не ниже 70- !00 С. Температура пара н когщенсаторе (подогревателе) К должна быть хотя бы на !Π— !5 "С выше. В большинстве случаев она получается больше !ОО 'С, а давление насыщенного пара рт при этой температуре выпге атмосферного. Поэтому турбины, работающие по такой схеме, называются турбинами с противо- давлением.
Итак, давление за турбиной с противодавлением получается обычно не ме. нее О,! — О,!5 МПа вместо около 4 кПа за конденсационной турбиной, что, конечно, приводит к уменьшению работы пара в турбине и соответствующему увеличению количества отбросной теплоты Это видно на рнс. 6.!3, где полезно использованная теплота ци в кондснсапионном цикле изображается плошадью 1- 2'-,1'-4'-5-6, и при прогиводннлснип площадью /-у-оь4-,5-6 Площадь 7- 7'-3'-4 дает уменьшение полезной работы из-за повышении данлсннн ла турбиной с Рт до Р '(ермический КПТ! установки г противодавлснием получается ниже, чем конденсапионной установки, т.
с, в элок. троэнергию превращается меныная часть теплоты топлива. Зато общаи степень использования этой теплоты сгано. вится значительно большей, чем в конденсационной установке В идеальном бб цикле с противодавлением теплота, затраченная в котлоагрегате на получение пара (площадь )-7-8-4-5 6), полностью используется потребигелимн. Чисть ее (площадь /-7-4-5-6) превращается в ме ханическукг или электрическую энергииг, а часть (гтлошадь 7-7-8-4] отдастся теп ловому потртоитслю в виде т 'плоты пара или горячей воды При установке турбины с противоданл«нием каждый килограмм пара совершает полезную работу !м„=й~ — йт и отдает тепловому потребителю количество ~епдготги г), ь=йт — й',.
Мощность усгнноики по выработке электроэнергии йго=(й, — йт) 0 и ее тспловал мощность 1), л=(йт — й') !л п)топорциональиы расходу пара !), т. и жестко связаны. Это неудобно на пракгнке, ибо графини потребности н электроэне(п ии и теплоте почти никогд,т не совпадают. Чтобы илоанитыи от такой жесткой связи, на станциях широко применяют турбины с регулируемым промежуточным отбором пара (рис.
б.!4). Такая турбина состоит из двух частей: части нысокого давления (ЧВД), в которой пар расширяется от давления р~ до давления роом необходимого для теплового потребителя, и части низкого давления (ЧНЛ), где пар расширяется до давления рт и конденсаторе. Через ЧВД проходит весь оар, вырабатываемый котлоагрсгвтом Часть его 0„,о (при давление ро„) отбирается и посту. ае ,а а 7 д Рис. 613 Теплофнкдционный цикл в Т, л- диигрдмме Рис.
6.14. Установка турбины с регулируемым отбором пара пает к тепловому потребителю ТП. Остальной пар в количестве Р„ проходит через ЧНД в конденсатор К. Регулируя соотношения между Р„„и Р., можно независимо менять как тепловую, так и электрическую нагрузки турбины с промежуточным отбором, чем и объясняется их широкое распространение на Т314. При необходимости предусматриваются два и более регулируемых отбора с разными параметрами пара. Наряду с регулируемыми каждая турбина имеет еше несколько н е р е г ул и р у е м ы х о т б о р о в пара, используемых для регенеративного подогрева питательной воды, существенно повып>ающего термический КПД цикла.
Своеобразная «теплофикация» может осушествляты:я даже на чисто конденсациониых станциях, где охлаждающая вода из конденсаторов используется, например, для обогрева бассейнов нли водоемов, где искусственно выращивается рыба. Отбросная теплота может использоваться для обогрева парников, теплиц и т. д. Конечно, потребное в районе ТЭБ количество теплоты для этих целей значительно меньше общего количества отбросной теплоты, но тем не менее такое ее использование является элементом безотходной технологии — технологии будущего.
Несмотря иа большие потери эксергии при передаче теплоты от продуктов сгорания к пару, КПД паросиловых установок в среднем выше, чем у ГТУ, и близок к КПД ДВС, прежде всего за счет хорошего использования располагаемой эксергии пара. (Как указано выше, его температура на выходе из конд:-нса. ционной турбины составляет 26 — 30 'С.) С другой стороны, большой расползгаемый теплоперепад в гурбине н свизаниый с этны относительно низкий удельный расход пара на выработку 1 кВт п >зволяют создать паровые турбины нп колоссальные мощности -- до 1200 МВт в одном агрегате! Поэтому паросигоаые установки безраздельно господствуют как на тепловых, так и на атомных электростанциях.
Паровые турбины применяют также для привода турбовозлуходуаок (в частности, в доменном п >оизводстве). Недостаток паротурбинных установок — большие затраты мет >зла, связанные прежде всего с большой массой котлоагрегата. Поэтому они пр >кти. чески не применяются на транспорт> и их не делают маломощными. ал 11лрОГлЗОйые 1(икды В любом цикле вся теплота горячего источника д>, не превращенная в работу 1„ отдается колодному источник' д>. В цикле ГТУ (см. рнс. 6.6, б) она ф >ктически выбрасывается в атмосферу вместе с продуктами сгорания, имеющими достаточно высокую температуру (400 С н выше). Конечно, теплоту этих газов м >жно использовать для целей теплофинации аналогично тому, как это описано в предыдущем параграфе, однако высок>й ее потенциал (большая работоспособи ють) позволяет применить ее и для прои>водства энергии в комбинированных установках.
Комбинированные установки, в которых одновременно используются двз рабочих тела, газ и пар, называю>сг п ар о г а з о в ы и и. Простейшая схема парогазовой установки показана на рис. 6>.15, а цикл ее - - на рис. 6.16. 1 орячие газы, уходяшие из газовой турбины после совершения в ней работы, охлаж. даются в подогревателе П, нагрева,> пи.
тательную воду, поступающую в паровой котел. В результате уменьшается рнсход теплоты (топлива) на получение пара в котле, что приводит к повышенин> эффективности комбинированного цикла по 67 Рис. 6.!5. Схема простей(ией парогазовой установки. ГТ вЂ” гззппз» турбинг, 3à — злектрпгенерптпр, ПК вЂ” пари»ей кпгел, ПН - пнтательпып насос, К вЂ” конденсатор; ПТ - пзрпнпп туреннг, ЯК ппзпушный компрессор, КП камера сгпрпннн, ТН вЂ” топливный насос; П - пплпгрепптель неденной теплоты равно плошади 6-е-в-8- 9-!О, а полезная работа 1„и — плошади Гз ТП69-10, Тент г(а <пработнпн~нх н бине газов, равная площади 2-б-д-4, цри раздельном осу(цествлении обоих циклов выбрасывается в атмосферу. В парогазавом цикле теплота, выделяющаяся при охлаждении газов по линии 2-3 и равная плошали 2-б-и-З, не выбрасывается в атмосферу, а используется на подогрев питательной воды по линии 8-9 в подогревателе П Теплота, затрачиваеман на образование пара н котле, уменьшается на количество, равное заштрихованной пло(цадке 9-г-в-8, н эффективность комбинированного цикла увеличивается, поскольку суммарная полезная рабата обоих циклов 1»,+1»» одинакова при совместном н раздельном их осуществлении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
