Файл: Нигматулин И.Н. Тепловые двигатели учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 266

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

затраты тепла

на подогрев конденсата,

возвращаемого

от внешних

потребителей, до температуры

питательной

воды ^п .в

 

 

Л<2п.в = <*„(*„.»— Q

,

(1-181)

где а д = Ga/G0;

GR — расход

пара через

регулирующие

клапаны за

производственным отбором; £п, / 1 п — энтальпия соответственно пара

производственного отбора и за перепускными клапанами

(см. рис. 1-59);

'п.в.

in — энтальпия соответственно питательной воды

и

конденса­

та,

возвращаемого от производственного потребителя

в

тепловую

схему турбины.

Организация теплофикационного отбора из турбины для снабжения фактическим теплом потребителей имеет следующие потери и затраты тепловой энергии:

потери тепла турбины

AQT = a T ( t T - / 2 ) ;

(1-182)

потери тепла от дросселирования в регулирующих клапанах за тепло­

фикационным отбором

 

 

 

Д ( 3 ; = < ( £ ' т - 4 т ) ;

(1-183)

затраты тепла на подогрев конденсата,

возвращаемого от теплофика­

ционных потребителей, до температуры

питательной

воды

д 2 п . в =

а т ( * п . » - о .

( i - i g 4 )

где а д = G, /(?0; <3Д — расход

пара через регулирующие клапаны за

теплофикационным отбором; i"T— энтальпия пара за перепускными клапанами (см. рис. 1-59).

Суммарные затраты тепла на снабжение внешних потребителей за фактически получаемую ими тепловую энергию от турбины из произ­

водственного

отбора

 

 

 

 

 

 

 

 

A Q N . C = <*„(*„— h) + а

д {in — Чп) + a n (i„.B — Q .

(1-185)

из

теплофикационного

отбора

 

 

 

 

 

 

 

AQT.C = а т (i T —iz) + \ { i T

— iiT)

+ aT (iN .B — Q

(1-186)

 

Экономия

тепловой

энергии

от

применения

регулируемых отбо­

ров пара определяется разностью

между (1-177) и (1-185) для произ­

водственного

отбора:

 

 

 

 

 

 

 

 

Л<2э .п = a n

Q — a n (in —1*2) — « д (*„ — Чп) —a n (in.B — Q

=

 

 

= *n(h — Q —\(in

— hn) — a„(tn.B Q

 

(1-187)

и

(1-178), (1-182)—(1-184) и (1-186) для теплофикационного

отбора:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ш


Л<2э.т = а т (h

— К)

~ Я т (1'т —

h) —

а д ( i T

Чт) — <*т (t'n .B ir)

=

=

а т ( i 2

— Q — а д

(F~T ~

'IT) — а т

('п.в — Q

(1-188)

Экономия тепловой энергии для обоих отборов пара составляет

сумму энергий,

определяемых

по (1-187) и (1-188), т. е.

 

 

 

Д(2Э .0 =

Д<2Э.П + Д<2Э.Т.

 

(1.189)

§ 1-32. Турбина

с противодавлением и регулируемым

отбором пара

 

 

 

 

 

 

Принципиальная

схема

этой тепловой

установки

приведена на

рис. 1-60. Тепловой процесс турбины с противодавлением и регулируе­ мым отбором пара в is-диаграмме показан на рис. 1-61.

На деаэратор

 

Из деаэратора

 

 

Рис. 1-60. Принципиальная

тепловая

схема паро­

Р и с .

1-61. Тепловой про­

турбинной установки - с одним регулируемым отбо­

цесс

турбины в i—s-ди-

ром пара и противодавлением:

 

 

аграмме

/ — котел; 2—пароперегреватель;

3 — турбина;

4—генера­

 

 

тор; 5 я 6 — теплообменники; /

и ! — ПВД;

9 — питательный

 

 

насос

 

 

 

 

Фактическое количество тепловой энергии, поступающей от тур­ бины к внешним потребителям на производственные потребности № 1,

на производственные потребности № 2

112


где а п = Gn /G0 ; Gn — расход

пара из

регулируемого отбора; G0

расход свежего пара

через турбину, кг/с; а п р =

Gn p /G0 ; Gn p — расход

пара из противодавления на производство, кг/с; . i n , £п р

— энтальпии

пара соответственно

в регулируемом

отборе

и

противодавлении,

кДж/кг; гп , hp — энтальпии

соответственно конденсата,

возвращае­

мого из регулируемого отбора, и противодавления,

кДж/кг.

Организация регулируемого отбора пара из турбины вызывает следующие относительные потери или затраты тепла на снабжение

внешних потребителей тепловой

энергией:

 

потери тепла (или мощности) турбины

 

AQn =

< ( * „ - / у );

(1-192)

потери тепла от дросселирования пара в регулирующих клапанах за первым производственным отбором

Д<£ = а > ' п - » 1 П ) ;

(1-193)

затраты тепла на подогрев конденсата, возвращаемого от производ­ ственных потребителей № 1, до температуры питательной воды tn.B

AQn.B = < ( 4 B - Q ,

(1-194)

где iy — энтальпия отработавшего пара при его расширении в конден­

сационной турбине, кДж/кг; GJJ — расход пара

через регулирующие

клапаны за отбором, кг/с; t l n — энтальпия пара

производственного

отбора за регулирующими клапанами, кДж/кг;

£п ,в — энтальпия пи­

тательной

воды, кДж/кг.

 

 

 

Второй

производственный

отбор № 2 вызывает

следующие отно­

сительные потери или затраты

тепла:

 

 

потери тепла или мощности турбины

 

 

 

A Q n p

= а п р (t'np — iy);

 

(1-195)

затраты тепла на подогрев конденсата, возвращаемого от производ­ ственных потребителей № 2, до температуры питательной воды tn.B

 

 

AQnP s = «пр (*„.в - Q

(1-196)

 

Суммарные затраты тепла на снабжение внешних

потребителей,

за

фактически

получаемую ими тепловую энергию от турбины: от про­

изводственного

отбора

 

 

 

 

 

 

AQ'n.c

= < ('"п -

lV) + «д (''п

- U + < О'п.в - О ;

(1-197)

из

противодавления

 

 

 

 

 

 

AQnp.c =?а п Р (t'np — iy) +

«пр (t'n.B i'np)

 

(1-198)

 

Экономия тепловой энергии от применения регулируемого отбора

и

пара из противодавления определяется

разностью

между

(1-190)

и (1-197), а также (1-191) и (1-198):

 

 

 

 

для производственного

отбора № 1

 

i

 

 

113


^Q's.u = < (l'n -

Q -

% (*n - «y) -

а д (l'n -

'in) -

«„ ('п.в -

0 =

=

 

п (»y —

Q

l ('n »in) % (t .B Q;

(i -199)

 

а

 

 

a

(

 

n

 

 

для производственного отбора № 2

 

 

 

 

AQs.np =

 

а пр (1'пр — t n p ) — а пр (t'np — h) — а пр (l 'n.в — i'np)

=

 

 

=

°Ч O'y -

i'np) -

а п Р О'п.в -

i ; p )

(1 -200)

Для турбины с противодавлением независимо от регенеративных отборов фактическое количество тепловой энергии будет определять­ ся по (1-190). Это уравнение действительно для производственных потребителей тепловой энергии и теплофикации.

Организация отбора пара из противодавления турбины вызывает те же потери и затраты тепла на снабжение внешних потребителей, которые определяются по (1-195) и (1-196). Экономия тепловой энер­ гии подсчитывается по (1-200) независимо от того, где это тепло будет использовано, т. е. в производстве или теплофикации.

Следует заметить, что во все уравнения необходимо подставлять фактические значения энтальпий конденсатов, возвращаемых с про­ изводства.

§ 1-33. Конструкция турбин с одним регулируемым отбором пара

Турбина типа Т-6-35 КТЗ имеет мощность 6000 кВт и число оборотов 3000 об/мин. Рассчитана на работу с параметрами пара: р 0 = 34,4 бар; ^ 0 = 435° С; вакуум 95%. На рис. 1-62 показан продольный разрез турбины. Ее проточная часть высокого давления состоит из двухвенечной регулирующей ступени и десяти ступеней давления, а часть низкого давления имеет одновенечную регулирующую ступень и пять ступеней давления. Турбина имеет сопловое парораспределение в части высокого и части низкого давлений.

Расход пара через турбину с номинальной мощностью и отбором пара на теплофикацию в количестве 35 т/ч при давлении в отборе 1,18 бар составляет 40,7 т/ч. При этом режиме конечная температура подогрева питательной воды равняется 150°С. Пределы изменения дав­ ления пара в регулируемом отборе (1,18 4- 2,45) бар. Основные тех­ нические данные по удельным расходам пара и тепла приведены в табл. 1-2.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 1-2

 

Гарантийные расходы тепла (по заводским данным)

 

Wg, КВТ

Д . . т/ч

d3, кг/(кВт-ч)

дэ, кДж/(кВт-ч)

D T , т/ч

Р х . бар

 

 

 

[ккал/(кВтч)]

 

 

6000

40,7

6,8

18000

(4300)

35

1,18

27,6

4,6

12650

(3020)

 

 

 

 

 

114


§ 1-34. Конструкции турбин с двумя регулируемыми отборами пара

Турбина типа ПТ-25-90/10 КТЗ рассчитана на параметры све­ жего пара 88,3 бар, 535° Си на давление отработавшего пара 0,049 бар. На рис. 1-63 показан продольный разрез турбины номинальной мощностью 25 ООО кВт при 3000 об/мин. Турбина имеет два регули­ руемых отбора пара: производственный при давлении 9,8 бар и теп­ лофикационный — при 1,18 бар. Расход свежего пара через турбину при номинальной нагрузке и расчетных отборах пара на производство 70 т/ч и теплофикацию 53 т/ч составляет 160 т/ч.

Турбина одноцилиндровая; проточная часть высокого давления состоит из двухвенечной регулирующей ступени и семи ступеней дав­ ления; часть среднего давления имеет одновенечную регулирующую ступень и шесть ступеней давления, а часть низкого давления — так­ же одновенечную ступень и три ступени давления. В турбине предус­ мотрены нерегулируемые отборы пара для подогрева питательной воды. Давления пара в регулируемых отборах могут изменяться в пределах: производственный — 6,87 -f- 12,75 бар, а теплофикацион­ ный — 0,687 ~ 2,45 бар. Турбина может работать с любым выклю­ ченным регулируемым отбором пара или обоими закрытыми отборами,

т.е. на конденсационном режиме. Однако при этом режиме работы

ееэкономичность значительно снижается.

Ротор турбины гибкий, критическое число оборотов его — 1690 в минуту, а системы роторов турбина — генератор — 2000 в минуту.

Для регулирования давления в производственном отборе пара установлена поворотная диафрагма конструкции ЛМЗ для соплового парораспределения, аналогичного парораспределению посредством четырех клапанов (рис. 1-64). Из этого рисунка видно, что сопла регу­ лирующей ступени соединены по два и пар подводится к каждой паре сопел через отверстия в неподвижной диафрагме, перекрывае­ мые поворотной диафрагмой. Эти отверстия располагаются по диаф­ рагме двумя ярусами, что и обеспечивает последовательное открытие четырех групп сопел. Неподвижные кольца, размещенные перед поворотной диафрагмой, разгружают последнюю от осевых усилий.

Для разгрузки

осевого давления

камеры

/ соединяются отверстиями

с камерой / / (см. разрез АА—ББ—ВВ),

что и обеспечивает некоторое

выравнивание

давлений по обе стороны

поворотной

диафрагмы.

В табл.

1-3 приведены

показатели

экономичности

турбины.

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 1-3

 

 

 

Показатели экономичности

турбины

 

кВт

v %

Dn,

т/ч

£>т. т/ч

'п. в. °С

d3, кг/(кВт ч)

э

 

 

при 9,81 бар

при 1,18 бар

 

25000

 

98,2

 

70

 

53

218

6,40

25000

 

98,2

 

0

 

0

197

3,96

20000

 

98,1

 

46

 

37

207

6,15

116