Система регенерации на тепловой электростанции
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное
агентство по образованию
Государственное
образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский
государственный технический университет»
РЕФЕРАТ
на тему «Система регенерации на тепловой
электростанции»
по дисциплине «Введение в направление»
Проверил: Выполнил:
проф. Щинников П.А. студент
Даниловский Е.М.
группа ТЭ-62
Отметка о защите
________________
Новосибирск, 2010
Оглавление:
Введение
.................................................................................................................2
Термодинамические основы
регенеративного подогрева питательной воды на ТЭС ……………………………………………………..….....................2
Технические особенности
системы регенерации.................................................4
Заключение ……….................................................................................................5
Список литературы……………………………………………...……………….6
Введение
Эффективность
использования отборов пара теплофикационных турбин (отопительных,
регенеративных) для нужд теплового потребления в значительной мере определяет
экономичность работы теплоэлектроцентралей. Неслучайно в СССР в качестве
основного способа экономии органического топлива в масштабах страны применялась
теплофикация, - по выражению проф. Е.Я. Соколова, централизованное
теплоснабжение на базе комбинированной выработки электрической и тепловой
энергии. Также в советское время всегда уделялось значительное внимание
развитию внутренней теплофикации - использованию отборов пара турбин для
подогрева питательной воды и других технологических внутристанционных потоков
теплоносителей.
В
реферате рассмотрены термодинамические основы регенерации и показаны некоторые
технические особенности таких систем. Показано, что многоступенчатый
регенеративный подогрев долее выгоден по сравнению с одноступенчатым.
Рис.1 Тs-диаграмма
цикла Ренкина и
регенеративного
цикла.
Количество
тепла, превращенного в механическую энергию, измеряется площадью замкнутой
кривой цикла 3-5-6-1-2-3. Идеальный регенеративный цикл можно представить себе
следующим образом. Допустим, что весь пар, поступивший в турбину, многократно
отводиться из нее подогреватели питательной воды и возвращается в турбину. При
прохождении через турбину пар расширяется адиабатически. При прохождении через
подогреватели пар частично конденсируется, нагревая воду в подогревателе до
температуры насыщения греющего пара. Такой цикл изображен в координатах Тs на
рис.2
Рис.2 Тs-диаграмма
предельного
регенеративного
цикла.
При
бесконечно большом числе отводов пара процесс попеременного расширения пара в
турбине и частичной конденсации в подогревателях изобразиться линией 1-10.
Такой цикл называется предельным регенеративным циклом. Количество тепла,
передаваемое питательной воде, изображается площадью 1-2-6-11-10-1, причем
предполагается , что вода нагревается до температуры кипения в котле.
Тепло, превращенное в работу,
изображается площадью 3-5-1-10-3 и будет меньше, чем в цикле Ренкина.
Количество тепла, подведенное в цикле к рабочему веществу, изображается
площадью 8-3-5-1-10-11-8. Эта площадь значительно меньше, чем цикл Ренкина, за
счет тепла питательной воды. Коэффициент полезного действия предельного
регенеративного цикла составляет:
И равняется
термодинамическому КПД цикла Карно.
В
действительном регенеративном цикле отводиться из промежуточной ступени турбины
только некоторая часть пара, которая полностью конденсируется в подогревателях
питательной воды. Изменение состояния этой части пара показано в координатах Тs на
рис.1 и совпадает с процессом цикла Ренкина для чисто конденсационной
установки, за исключением процесса конденсации, который протекает при более
высоком давлении и соответственно более высокой температуре. Процесс
конденсации отбираемого пара изображается прямой 10-11. Площадь замкнутой
кривой 10-11-5-6-1-10 соответствует количеству тепла, превращенного в
механическую энергию.[Тепловые электрические станции. Москва. 1956г.]
Тепло
отбираемого пара используется сперва в турбине, где он совершает работу, а
затем передается воде, с которой возвращается в парогенератор. Таким образом,
тепло отработавшего пара регенеративных отборов турбины не теряется в
конденсаторе турбины с охлаждающей водой, а сохраняется на электростанции;
передаваясь конденсату или питательной воде, это как бы восстанавливается,
регенерируется.
Тепловая
экономичность и энергетическая эффективность регенеративного подогрева воды
определяется, следовательно, уменьшением потери тепла в конденсаторе турбины
(по сравнению с простейшей конденсационной электростанцией без регенеративного
подогрева воды) вследствие отбора части пара для указанного подогрева.
Следовательно, КПД паротурбинной электростанции благодаря регенерации
возрастает.
Существенным
при этом является производство электрической энергии в результате работы пара регенеративных
отборов в турбине. [ Тепловые
электрические станции. 1987г.]
Технические особенности системы регенерации
Регенеративный
подогрев основного конденсата и питательной воды является одним из важнейших
методов повышения экономичности современных ТЭС. При этом под основным
конденсатом понимается поток конденсата рабочего пара от конденсатора до
деаэратора, а под питательной водой — поток от деаэратора до котла
(парогенератора).
Регенеративный
подогрев осуществляется паром, отработавшим в турбине. Греющий пар, совершив
работу в турбине, затем конденсируется в подогревателях. Выделенная этим паром
теплота фазового перехода возвращается в котел. В зависимости от начальных
параметров пара и количества отборов пара на регенерацию относительное
повышение КПД турбоустановки за счет регенерации составляет от 7 до 15 %, что
сопоставимо с эффектом, получаемым от повышения начальных параметров пара перед
турбиной.
Регенерацию
можно рассматривать как процесс комбинированной выработки энергии с внутренним
потреблением теплоты пара, отбираемого из турбины. Регенеративный подогрев воды
снижает потерю теплоты с отработавшим паром в конденсаторе турбины. [Конспекты ТЭС]
На
рисунке 3 изображена схема турбиной установки с 3мя регенеративными
подогревателями. Пар, с начальными параметрами Р0=35 атм. и Т0=435°
С поступает в турбину (2), где совершает работу, вращая лопатки турбины.
Отработавший пар конденсируется в конденсаторе (3). В первой ступени турбины
происходит отбор пара с давлением 6,3 атм. для подачи его в подогреватель
питательной воды (6). В подогревателе (6) пар смешивается с питательной водой,
за счет чего и происходит повышение температуры и давления питательной воды
подаваемой на вход в котел(1) питательным насосом (10). Аналогичный процесс
происходит и в подогревателях (5) и (4).
Рис.3 Схема турбинной
установки с 3х ступенчатым регенеративным подогревом.
Где: 1 – котел; 2 – турбина;
3 – конденсатор; 4,5 и 6 - смешивающие подогреватели; 7 – конденсатный насос;
8 и 9 – перекачивающие насосы; 10 – питательный насос.
Заключение
Системы
регенерации играют большую роль в процессе производства энергии, за счет снижения
потерь теплоты с отработавшим паром в конденсаторе турбины. На современных ТЭС
в основном применяются поверхностные (кожухотрубные) подогреватели (ПНД, ПВД,
СП). Конкретные решения по количеству аппаратов в системе регенеративного
подогрева питательной воды и месту их в тепловой схеме ПТУ принимаются на
основе технико-экономических расчетов. В ходе проведенной работы установлено,
что схема с большим количеством подогревателей эффективнее в связи с
увеличением КПД турбоустановки.
Список литературы
1.
Тепловые электрические станции. В.Н.
Юренев. Москва. 1956 г
2.
Тепловые электрические станции. В.Я.
Рыжкин. Москва. 1987 г
3.
Конспекты ТЭС
4.
Электронные ресурсы: http://el.ustu.ru/138240/