Определение параметров в регенеративных отборах, подогревателе и турбоприводе

23. Определяем давление в первом отборе ЦВД на подогреватель П8.

Температура за ПВД П8 (t _п8) равна заданной конечной темпе­ратуре питательной воды t _пв = t _п8 = 265°С. Недогрев до температуры насыщения в подогревателе П8, имеющем пароохладитель принимается равным δ t _п8=2°C из рекомендуемого диапазона δ t =1 - 3°С.

Температура насыщения отборного пара в П8 равна

t _п8.н = t _п8 + δ t _п8 = 265 + 2 = 267°C

Из таблиц теплофизических свойств воды и водяного пара по температуре насыщения t _п8.н = 267°C находим давление пара в по­догревателе P '_п8=5,212 МПа. Потерю давления в паропроводе отбора здесь и в дальнейшем принимаем равной 9% давления в подогревателе (из рекомендуемого для расчета диапазона 8— 10%).

Тогда давление пара в отборе на П8 равно

P _п8 = 1,09 P '_п8 = 1,09 · 5,212 = 5,68 МПа.

24. Давление отбора на ПВД П7 равно давлению за ЦВД, перед промперегревом: P _п7 = P '_пп = 3,83 МПа.

Давление в подогревателе П7 с учетом потерь в паропроводе отбора равно:

P '_п7 = 0,91 P _п7 = 0,91 · 3,83= 3,485 МПа.

Температура насыщения в П7 определяется из таблиц по давлению P '_п7 = 3,485 МПа и равна t _п7.н = 242,3°С. Температура питательной воды на выходе из П7 с учетом недогрева δ t _п7=2°C:

t _п7= t _п7.н – δ t _п7 = 242,3– 2 = 240,3 °С

25. Подогрев питательной воды в П8:

∆t _п8 = t _п8 – t _п7 = 265 – 240,3 = 24,7 °С

26. Температура насыщения в деаэраторе t _д.н. определяется из таблиц по заданному давлению в деаэраторе P’ _д = 0,685 МПа:

t _д.н. = 164,2 °С.

Принимаем падение давления в паропроводе отбора на деаэра­тор равным 0,2 МПа. С учетом того, что давление в деаэраторе поддерживается постоянным независимо от, нагрузки турбины, а давление в отборах изменяется пропорционально расходу пара через турбину, принимаем запас по давлению в отборе на деаэра­тор равным 20%, поэтому давление в отборе на деаэратор равно

P _д =(P '_д + 0,2) · 1,2 = (0,685 + 0,2) · 1,2 = 1,06 МПа.

27. Определяем повышение энтальпии воды в питательном на­сосе

Здесь V' — удельный объем воды при температуре t_д.н — опре­деляется из таблиц по t_д.н = 164,2 °С, V' = 0,0011 м³/кг; ∆ Р _пн — повышение давления в питательном насосе, Н/м² (Па), равное разности давления за насосом P _{за н} и давления перед, насосом P _{перед н}.

Давление за насосом должно быть на 25-30% выше давлений перед турбиной, чтобы можно было преодолеть сопротивление ПВД и парогенератора. Принимаем

P _{за н} = 1,25 · Р _о = 1,25 · 23 = 28,75 МПа.

Давление перед насосом принимаем равным давлению в деаэраторе.

P _{перед н} = P '_д = 0,685 МПа.

Так что

∆ Р _п.н = 28,75 – 0,685 = 28,065 МПа = 28,065 · 10⁶ Па.

Внутренний КПД насоса η_п.н принимаем равным η_п.н = 0,8 из рекомендуемого диапазона η_п.н = 0,75 - 0,82, тогда

∆i _{п. н}=38,59 кДж/кг

28. Определяем нагрев воды в насосе:

∆t _п.н = t _{за н} – t _{перед н}

Здесь t _{перед н} — температура воды перед насосом, принимается равной температуре насыщения в деаэраторе, t _{перед н} = t _д.н = 164,2°С. Этой температуре соответствует энтальпия, определен­ная из таблиц [4], i _{перед н} =692,9 кДж/кг. Энтальпии за насосом, вычисляемой по формуле

i _{за н} = i _{перед н} + ∆ i _п.н = 692,9 + 38,6 =731,5 кДж/кг.

по таблицам [4] соответствует t _{за н} = 172,5°С, так что подогрев во­ды в насосе равен

∆t _{п. н} = 172,5 – 164,2 = 8,3 °С.

29. Суммарный нагрев в П7 и П6:

∆t _п7 + ∆t _п6 = t _п7 – t _{за н} = 240,3 – 172,5 = 67,8 °С.

30. Приняв из условия повышения экономичности, что подогрев
в П7, питающейся от холодной нитки промперегрева, в 1,5 раза
больше (из рекомендованного диапазона 1,5–1,8), чем подогрев
в П6, т. е. ∆t _п7 = l,5 ∆t '_п6 из предыдущего уравнения получаем

2,5 ∆t _п6 = 67,8

∆t '_п6 = 27,12 °С;

∆t _п7 = 1,5 · 27,12 = 40,68 °С.

 

31. Температура за П6

t _п6 = t _{за н} + ∆t '_п6 = 172,5 + 27,12 = 199,62 °С.

32. Приняв подогрев в П6 δ t _п6=2,3°С определяем температуру насыщения в П6:

t _{п6 н} = 199,62 + 2,3 = 201,92 °С.

По этой температуре из таблиц [4] найдем давление в П6:

Р '_п6 = 1,642 МПа

и давление в отборе на П6:

Р _п6 = Р '_п6 · 1,09 = 1,642 · 1,09 = 1,4778 МПа.

33. Давление за ЦСД принято, ранее (п. 13) равным 0,23 МПа, поэтому давление в отборе на П3 будет равно

Р _п3 = 0,23 МПа.

давление в подогревателе П3

Р '_п3 = Р _п3 0,91 = 0,23 · 0,91 = 0,209 МПа

34. Температура насыщения в ПЗ определяется из таблиц [4]
по Р '_п3 = 0,209 МПа и равна t _{п3 н} = 121,6 °C.

Принимая недогрев в П3, не имеющем охладителя пара, равным δ t _п3 = 5°C, определяем температуру на выходе из ПНД ПЗ:

t _п3 = t _{п3 н} – δ t _п3 = 121,6 – 5 = 116,6 °C.

35. Из условия обеспечения надежной работы деаэратора и его регулятора давления принимаем подогрев основного конденсата в деаэраторе равным ∆t _д = 20,2°C из рекомендуемого диапазона ∆t _д = 19 –21°C.

Тогда температура за подогревателем П4:

t _п4 = t _дн – ∆t _д = 164,2 – 20,2 = 144 °C.

36. Температура насыщения в П4 имеющем охладитель, пара
равна

t _{п4 н} = t _п4 + δ t _п4 = 144 + 2 = 146 °C.

Из таблиц [4] по t_{п4 н}= 146°С находим Р'_п4 = 0,427 МПа.

Давление в отборе на П4:
Р_п4 =Р'_п4 ·1,09 = 0,427 · 1,09 = 0,460 МПа

37. Заданному давлению в конденсаторе Р_к = 0,00343 МПа соответствует температура насыщения t_к.н. = 26,67°С.

Принимаем равномерное распределение подогрева между подогревателями ПЗ_, П2 и П1, т. е.

∆t_п3 = ∆t_п2 = ∆t_п1 = ∆t,

а нагрев конденсата в сальниковом подогревателе равным ∆t_c.п. = 5°С.

38. Температура конденсата на выходе из подогревателя ПЗ:
t_п3 = t_к.н. + ∆t_c.п. + ∆t_п1 +∆t_п2 +∆t_п3 = t_к.н. +∆t_c.п. +3∆t

Отсюда подогрев в каждом из подогревателей равен:

∆t_{п1 =} ∆t_п2 = ∆t_п3 = ∆t = 28,31

39. Температура основного конденсата за подогревателем П2:
t_п2 = t_п3 –∆t_п3 = 116,6 – 28,31 = 88,3°С.
Подогреватели П2 и П1, так же, как и ПЗ не имеют охладителей ей

пара, для них принимаем недогрев

δt_п2 = δt_п1 = δt_п3 = 5°С.

Температура насыщения в П2:

t_п2.н= t_п2 + δt_п2 = 88,3+ 5 = 93,3°С.

Давление в П2 определим из таблиц [4] по t_п2.н = 93,3 °С.

Р'_п2 =0,079 МПа

Давление в отборе на П2;

P_п2 = Р'_п2 · 1,09 = 0,079·1,09 = 0,08611 МПа.
40. Температура основного конденсата за подогревателем П1:
t_п1 = t_п2 –∆t_п2 = 88,3 – 28,31 = 60°С.

Температура насыщение П1:

t_{п1 н} = t_п1 + δt_п1 = 60 + 5 = 65°С.

Из таблиц.[4] пo t_{п1 н} находим: Р'_п1 = 0,0251МПа,

Давление в отборе на П1:

Р_п1 = Р'_п1· 1,09 = 0,0251 ·1,09 = 0,02736 МПа

 

41. Строим точки отборов на is-диаграмме (рис. 2) как точки
пересечения действительных процессов расширения с соответствующими изобарами и определяем температуры и энтальпии этих точках:

точка П8, как точка пересечения процесса 1-2 с изобарой
Р₈=5,68 МПа; в этой точке

i₈ = 3090 кДж/кг; t₈ = 365°С;

точка П7 совпадает с точкой 2 и лежит на изобаре
Р'_пп = 3,83 МПа; в этой точке

i₇ =3020 кДж/кг; i₇ = 318°С;

точка П6, как точка пересечения процесса 3 ^' –4 с изобарой
Р_п6 = 1,4778 МПа; в этой точке

i₆ = 3345 кДж/кг; t₆ = 441°С;

точка д, соответствующая отбору на деаэратор и лежащая на
пересечении процесса 3'–4 с изобарой Р_д=1,06 МПа; в этой
точке

i _д = 3255 кДж/кг; t_д = 396°С;

и так далее по рис. 2 (точка ПЗ совпадает с точкой 4, а точка К - с точкой 5).

42. Параметры, полученные в результате расчетов, для удобства за последующего использования сводим в табл. 2. Указанные в табл. 2 температуры дренажа за подогревателями определяются из следующих предположений. Для подогревателей, имеющих охладители дренажа (в рассматриваемой схеме П8, П6 и П4);

температура дренажа на выходе из подогревателя на 14°С меньше температуры насыщения в данном подогревателе (из рекомендуемого для расчета диапазона 13 - 15°С).

Для подогревателя П7, также имеющего охладитель, дренажа но питаемого паром из холодной нитки промежуточного перегрева, с целью меньшего вытеснения отбора на П6, питаемый паром высокой температуры после промперегрева, снижение температуры в охладителе дренажа П7 принимаем равным 40° (из рекомендованного диапазона 35—40°С), т. е.

t_ДР.п7= t _п7.н–40 = 242,3 – 40= 202,3°С.

Температура дренажа на выходе из подогревателя, не имеющего охладителя дренажа (ПЗ, П2 и П1), равна температуре насыщения в данном подогревателе, т.е,

t_ДР.п3= t_п3.н

t_ДР.п2= t_п2.н

t_ДР.п1= t_п1.н

 

Энтальпия конденсата и дренажа определяется с помощью таблиц для воды и пара [4] по температур

 

Таблица 2

 

Точка процесса	В отборе	В подогревателе	Питательная вода и оси конденсата	Дренаж
	P	t	i	P'	t'	I'	t	i	t	i
	МПа	ᵒС	кДж/кг	МПа	ᵒС	кДж/кг	ᵒС	кДж/кг	ᵒС	кДж/кг
				−	−	−	−	−	−	−
0'	22,31			−	−	−	−	−	−	−
PC	15,5			−	−	−	−	−	−	−
П8	5,68			5,212
П7	3,83			3,485	242,3		240,3		202,3	864,5
3'	3,447			−	−	−	−	−	−	−
3''	3,36			−	−	−	−	−	−	−
П6	1,4778			1,642	201,92		199,62		187,92
Д	1,06			0,685	164,2		164,2		−	−
П4	0,46			0,427		614,9		606,3		554,8
П3	0,23			0,209	121,6		116,6		121,6
П2	0,08611			0,079	93,3	390,8	88,3	368,9	93,3	390,8
П1	0,02736			0,0251				251,4
К	0,00343	25,2		−	−	105,6	25,2	−	−	−

х= 0,93

43. Для построения процесса расширения пара в приводной
турбине питательного насоса в is-диаграмме определяем давлении на входе в эту турбину (см. схему на рис. 1):

Р_тпо = Р_п6 · 0,9 = 1,4778 · 0,9 = 1,33 МПа
и противодавление на выходе

P_тп2=1,11· P ' _п3= 1,11 ·0,209 = 0,232 МПа.

В is-диаграмме точка на входе в турбину определяется пересечением изотермы t _п6= 441°С с изобарой Р_тпо = 1,33 МПа; в этой точке (ТПО) i _тпо = 3345 кДж/кг.

Из этой точки проводим изоэнтропный процесс до пересечения с изобарой Р _тп2=0,232 МПа и находим в точке ТП2_ид величину энтальпии i _тп2.ид=2870кДж/кг
Располагаемый теплоперепад в турбоприводе

h_отп = i _тпо - i _{тп2 ид} = 3345 - 2870 = 475 кДж/кг.

Принимаем относительный внутренний КПД турбопривода из рекомендуемого для расчёта диапазона .

Действительный теплоперепад, срабатываемый в турбоприводе:
h_{i тп} = h_отп η^пт_oi =475 · 0,8 = 380 кДж/кг.

Энтальпия пара за трубоприводом

i _тп2 = i _тпо – h_{i тп} =3345 – 380 = 2965 кДж/кг.

Точка ТП2 окончания действительного процесса расширения в турбоприводе определится пересечением изоэнтальпы i _тп2 = 2965 кДж/кг с изобарой Р_тп2=0,232 МПа. Действительный процесс расширения изобразится отрезком прямой, соединяющей точки ТПО и ТП2.