Сторінка 19 з 41
У тепловому балансі паротурбінної установки основний теплової втратою, складовою 3/4 від всього тепла, що приходить зі свіжим паром, є втрата тепла з охолоджувальною водою. Безпосереднє її використання для опалювальних або виробничих цілей утруднено низькою температурою води (близько 30 ° С), що виходить з конденсатора. Тому вельми доцільно ті. турбіни, конструкція яких це дозволяє, і на тих станціях, де є резерв у встановленій потужності парових турбін, перевести на режим погіршеного вакууму. Схема станції, що працює на цьому режимі, показана на рис. 59.
Турбіна 1 працює з підвищеним кінцевим тиском до 0,8-0,9 ата (погіршеним вакуумом), внаслідок чого температура води після конденсатора 2 піднімається приблизно до 90 ° С і мережевим насосом 3 направляється в пряму магістраль на потреби виробництва, опалення і гарячого водорозбору 4.
Мал. 59. Схема станції з турбіною погіршеної вакууму.
Температура вихідної води, а отже, і вакуум в конденсаторі, при наявності тільки теплофикационной навантаження, змінюються протягом опалювального сезону відповідно до графіка зовнішніх температур. У морозні дні, коли температура зовнішнього повітря близька до розрахункової найнижчою, вода після конденсатора перед надходженням в тепломережу додатково нагрівається парою з відбору турбіни в поверхневому (піковому) підігрівачі 5 до розрахункової температури в прямій магістралі (на рис. 59, наприклад, до 130 ° С).
Якщо турбіна погіршеної вакууму працює з подачею води на потреби виробництва (текстильні фабрики і т. П.), То протягом року тепловіддача в мережу буде рівномірна і ступінь використання тепла електростанцією буде найвищою. Цикл турбіни з погіршеним вакуумом так само, як і турбін з протитиском, є найвигіднішим, в порівнянні з циклом парової турбіни з відборами пара і навіть турбіни з високими параметрами пари.
Якщо турбіни погіршеної вакууму працюють не тільки на опалювальні потреби, але і для цілей гарячого побутового або промислового водопостачання, то висока ступінь використання тепла залишається на протязі всього року.
Питома витрата умовного палива в середньорічному розрізі на 1 квт-ч на таких станціях знижується до 0,25 кг / квт-ч, в той час як, навіть на сучасних електростанціях з високими параметрами пари, він при значному ускладненні обладнання становить трохи менше 0, 5 кг / квт-ч.
Як показують спеціальні дослідження, на режим погіршеного вакууму без особливих труднощів найлегше вдається перевести активні турбіни малої та середньої потужності з малим числом ступенів.
При перекладі конденсаційних турбін на погіршений вакуум при незмінній витраті пара через турбіну внаслідок підвищення протитиску р2 знижуються: наявний теплоперепад h, відносний внутрішній к. П. Д. Турбіни # 951; про # 943; і використаний теплоперепад hi. Потужність турбіни падає. Зменшуються механічний і електричний к. П. Д. Турбогенератора.
Відносний к. П. Д. При погіршеному вакуумі може бути визначений за к. П. Д. Нормального режиму за формулою:
(65)
При погіршенні вакууму до 0,8 ата температура в хвості турбіни підвищується до 130-170 ° С. Однак таке підвищення температури зазвичай не представляє небезпеки для малопотужних коротких турбін. При бажанні температуру в хвості можна значно знизити установкою в горловині конденсатора перфорованих труб для впорскування конденсату.
При перекладі турбіни на роботу з підвищеним протитиском необхідно перевірити розрахунком в нових умовах роботу наполегливої підшипника, лопаток, діафрагм; оскільки на лопатках з'являються реакції, на які активні турбіни не розраховані. В крайньому випадку на дисках турбіни, які не мають розвантажувальних отворів, такі отвори можуть бути просвердлені, а збережені в деяких турбінах старі борін наполегливі підшипники можна замінити наполегливими підшипниками з хитними сегментами. При перекладі на погіршений вакуум необхідно посилити контроль за температурою масла. Внаслідок зміни температурних умов перевіряються всі монтажні зазори в турбіні.
При новому режимі утяжеляются умови роботи конденсатора. Через меншої кількості охолоджувальної води швидкість її в трубках конденсатора падає і коефіцієнт тепловіддачі знижується. Можна тому при перекладі турбіни на погіршений вакуум рекомендувати виїмку 15-25% всіх труб, що одночасно поліпшить підвід пари до нижніх рядах трубок.
У турбінах, що мають розділені конденсатори, перемикання мережної води з паралельного проходження половинок конденсатора на послідовне (рис. 60) збільшує швидкості проходу води вдвічі.
На одній з ТЕЦ Мосенерго в конденсаторі турбіни, що працює з погіршеним вакуумом, до виконання цього нескладного заходу швидкості води в трубках не перевищували 0,15-0,18 м / сек. Це призводило до утворення на стінках труб скупчень бульбашок повітря і механічних відкладень. Через конденсатор в зв'язку з цим пропускали до 20 т / год зайвої води, що не використовувалася і скидалася в річку, несучи з собою велику кількість тепла. Для ліквідації механічних відкладень конденсатор повинен був кілька разів в тиждень промиватися.
Мал. 60. Зміна схеми проходу води через конденсатор з метою збільшення її швидкості.
Переклад конденсатора на послідовну роботу його обох половин усунув всі неполадки, пов'язані з малими швидкостями води в трубках.
При перекладі на погіршений вакуум підвищується температура трубок, що викликає збільшення довжини і вимагає поліпшення зміцнення їх в гніздах трубних дощок. Хороша вальцовка обох кінців трубок цілком виправдала себе при роботі турбіни з погіршеним вакуумом. При підвищенні тиску мережної води на трубні дошки, в порівнянні з роботою при нормальному вакуумі, трубні дошки повинні бути перевірені на прогин, а чавунні камери конденсатора - на міцність. При помітному збільшенні прогину трубних дощок вальцювальні з'єднання працюють гірше хороших сальникових ущільнень трубок конденсатора. Трубні дошки, що мають в нових умовах збільшений прогин, бажано замінити на більш жорсткі, а чавунні камери конденсатора при високому тиску в присоединяемой теплової мережі повинні бути замінені на сталеві, зварні.
Для підтримки ефективного відсмоктування повітря з конденсатора охолодження пароповітряної суміші в парових ежекторах треба перевести з відносно гарячого конденсату на холодну воду, що йде на маслоохладитель і охолодження генератора.
Конденсатний насос при погіршенні вакууму починає відкачувати конденсат з температурою, підвищеною до 90 ° С. Добре ущільнені конденсатні насоси, розташовані нижче рівня конденсату в конденсаторі, практично не зривають в роботі і на гарячій воді. У ряді випадків доводиться йти на додаткове заглиблення установки конденсатного насоса.
Переклад конденсаційних турбін на погіршений вакуум являє собою досить ефективний захід щодо економії палива. Можна вважати, що за опалювальний сезон економія палива при перекладі турбін на погіршений вакуум складає 1-2 т на кожен кіловат установленої потужності турбіни.
Мал. 61. Схема послідовної роботи двох конденсаторів.
Це дуже швидко окупає витрати, пов'язані з приєднанням теплових споживачів до електростанції.
У літній період використання турбін на режимі погіршеної вакууму не припиняється, якщо циркуляційна вода використовується для цілей гарячого водорозбору. Влітку потреби в теплі зменшуються, внаслідок чого можна рекомендувати пропуск охолоджуючої води послідовно: спочатку через конденсатор турбіни, що працює при нормальному вакуумі, а потім через конденсатор, який працює на режимі погіршеної вакууму. Насосний агрегат другий турбіни може бути при цьому зупинений, що знижує витрату на власні потреби цеху.
На рис. 61 показана принципова схема (Іванівської ТЕЦ) послідовного включення двох конденсаторів при роботі першого турбогенератора на нормальному режимі, а другого-на режимі з погіршеним вакуумом.
Вода з приймального колодязя циркуляційним насосом: (ЦН № 1) прокачується через перший конденсатор і направляється під тиском того ж насоса основним потоком через другий конденсатор. При малій витраті гарячої води вона частково до другого конденсатора йде на скидання першого конденсатора.
Гаряча вода з другого конденсатора (турбіни, що працює на режимі погіршеної вакууму) через розподільний бак спеціальним мережевим насосом (СН) подається на потреби виробництва і на гарячий водоразбор.
Відповідність необхідної кількості води на гаряче водопостачання і пропуску її через другий конденсатор досягається або ручним регулюванням по сигналу від рівня гарячої води в баку або ж може здійснюватися автоматично від положення цього рівня, не допускаючи переливу гарячої води в каналізацію.
Детальніше теорія і практика перекладу турбін на погіршений вакуум викладені в спеціальних роботах [19].