Начальные параметры и промежуточный перегрев пара, страница 5

Повышение начального давления пара действует в обратном направлении: плотность пара возрастает, уменьшаются его удельный объем и высота лопаток, возрастают потери из-за протечек через зазоры в турбинной ступени; увеличивается конечная влажность пара. На рис. 4.5 показана зависимость h_oi от объемного пропуска пара.

Влияние внутреннего относительного КПД турбины h_oi на положение кривых h_i проявляется как бы в деформации кривых h_t. Действительно, , т.е. внутренний абсолютный КПД турбоустановки при заданной начальной температуре с повышением начального давления все больше уменьшается по сравнению с термическим КПД цикла. В результате этого максимальные значения гамаке смещаются в сторону меньших значений начального давления р₀ по сравнению с максимумами  (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Зависимость термического h_t и внутреннего абсолютного h_i КПД турбоустановки от начального давления р₀

В действительном процессе работы пара в турбине конечная влажность пара не должна превышать примерно 12%; такое ограничение обусловливается эрозией последних лопаток каплями влаги, выделяющимися из общего парового потока, а также снижением КПД последних ступеней, работающих на влажном паре. Это снижение КПД на каждый дополнительный процент влажности пара составляет 0,5–1%. Имея это в виду, нужно считать не все точки кривых  реально достижимыми.

Рис. 4.7. Процесс работы в турбине пара с сопряженными начальными параметрами

Парные значения начальной температуры и начального давления, соответствующие заданной конечной влажности пара в турбине, называют сопряженными начальными параметрами пара. Очевидно, сопряженные начальные параметры пара располагаются в h, S-диаграмме на одной общей линии рабочего процесса пара в турбине, приводящей к заданной конечной влажности пара (рис. 4.7). Приводим значения сопряженных начальных параметров пара, отвечающие конечной влажности пара в турбине 13% и внутреннему относительному КПД турбины 0,85:

t0,°C . . . . . . . . . . . . . .	600	570	540	515	480	450	410
p0, МПа . . . . . . . . . . .	20	18	14	12	9	7	5

Как видно из приведенных данных, начальной температуре 540°C соответствует сопряженное значение начального давления около 14,0 МПа. В Советском Союзе, а также за рубежом при начальной температуре 540°C широко применяют начальные давления пара около 14,0 и 24,0 МПа без превышения допустимой конечной влажности пара. Это достигается применением промежуточного перегрева пара.

Промежуточный перегрев пара позволяет, сохраняя рекомендуемую начальную температуру пара 540–560°C, подвести к рабочему пару дополнительную теплоту, повысить его работоспособность и КПД турбоустановки и электростанции.

Вместе с тем промежуточный перегрев пара позволяет, используя ограниченную начальную температуру и заданную допустимую конечную влажность пара, повысить начальное давление сверх сопряженного его значения, что также способствует повышению КПД турбоустановки и электростанции.

4.3. Параметры и схемы промежуточного перегрева пара

Параметры промежуточного перегрева пара. На современных электростанциях на органическом топливе применяют, как правило, газовый промежуточный перегрев пара. При этом можно получить высокую температуру пара, близкую к начальной температуре, и выбрать оптимальное, достаточно высокое давление промежуточного перегрева. Промежуточный перегреватель размещают обычно в конвективной шахте парового котла, в области температур дымовых газов 600–700°C. Такое размещение промежуточного перегревателя имеет основной целью повысить надежность и упростить сложные операции пуска и остановки современных крупных энергоблоков. Промежуточный перегреватель, размещенный в зоне невысоких температур газов, не требует специального охлаждения во время указанных операций. Температура промежуточного перегрева выбирается обычно примерно равной начальной температуре свежего пара 540–570°C. На некоторых электростанциях в США температура промежуточного перегрева на 10–30°C превышает температуру свежего пара. Это можно осуществить, выполняя промежуточный перегреватель комбинированного радиационно-конвективного типа. Ввиду относительно невысокого давления среды выбор марки стали для промежуточного перегревателя менее затруднителен, чем для перегревателя свежего пара.