Режимы работы и эксплуатации ТЭС. Графики нагрузок и режимы работы электростанций, страница 10

 Система регенерации. Регенеративные подогреватели подключены к нерегулируемым отборам пара и следовательно давление в них и расход пара изменяются в зависимости от нагрузки турбины. Зависимость давления пара от расхода определяется формулой:

                                    D / D_о=  √ (р₁² -   р₂² )/(.р_1о² – р_2о²) * √ Т_1о / Т₁

Для конденсационной турбины в целом можно считать Р₂ =Р_к  . После преобразования можно написать :

                                    D / D_о =  р₁ / р_1о * √ [1 – (р_к /р₁)²] / [1 – ( р_ко / р_1о )²] *√ Т_1о / Т_о

 Отношением ( р_к / р₁ )² можно пренебречь, тогда:

                                    Р₁  ≈ Р_1о *D / D_о  

т.е. давление пара в отборе примерно пропорционально расходу пара через турбину, без учета изменения температуры пара.  Здесь принято, что расход пара через ступени постоянен. Т.к. расход пара по ступеням падает, формула приблизительна. Она применяется при расчетах в первом приближении, с последующим уточнением.

Формулу можно написать в виде:

                                    Р_i = Р_io β_D

Это соотношение проверяется эксперементально и дает достаточно точные результаты.

Соответственно с изменением давлений в отборах изменяются температуры насыщения пара в отборах, и соответственно нагрев воды в подогревателях, что снижает эффективность регенерации при частичных нагрузках.

 Станционные теплообменники . При расчетах турбоустановок на частичные режимы необходимо знать характеристики регенеративных, сетевых и др. подогревателей.

 Тепловой баланс теплообменного аппарата определяется уравнением :

                                  D_п  (h_п –h_н ) =  D_в (t_в2 – t_1в )c_{в                                                                                  (1)}

и уравнением теплопередачи

                                  Q =  k F Δ t_ср^{лог                                                                                                                    (2)}

 где -  с_в теплоемкость воды в кдж/ (кг*К)

           k – коэф. теплопередачи в вт/ м²К

                                  Δt_ср^лог = ( t_в2 – t_в1 )/ ln Δ/θ                                                           (3)

  где –     Δ = t_н –t_в1 =Δt_б ,    θ = t_н –t_в2  = Δt_м       / для насыщенногопара/.

тогда      Δt_б –Δt_м = t_в2 – t_в1

подставив    эти соотношения в (2) и (3) и используя ( 1 ) после преобразования получим:

                                 θ =Δ е^{- kF/ cD}

написав :                 Δ =  t_н – t_в1 = θ + t_в2 – t_в1    получим:

                                 θ = Q / c _вD_в ( e ^кF/cD – 1)

т.е. со снижением нагрузки снижается недогрев воды.

Удельная тепловая нагрузка подогревателя это отношение количества тепла, передаваемого в теплообменнике, к температурному напору на входе в него.

                                 q = Q / Δ = c_в D_в (1- e^-кF/cD )

  Принимая приближенно линейной зависимость средней разности температур от меньшего и большего перепадов температур, можно записать:

                                  Δt_ср = Δ – A Δt_м - B Δt_б

тогда для любого характера омывания поверхностей нагрева и для любых агрегатных состояний сред получается упрощенное уравнение для удельной тепловой нагрузки теплообменника:

                                  q = Q / Δ = 1 / ( A/C_б + B / C_м +1 / kF )

 где : С = сD  - ''водянной эквивалент'' теплоносителя,

          С_б, С_м   - большее и меньшее значения ''водянного эквивалента''

           А,   В   - постоянные коэф.

 Коэф.  В для воды равен 0,65;   А для противотока - 0,35; для прямотока -0,65; для перекрестного тока – 0,425.

Для пароводянного теплообменника с конденсацией пара  С_б → ∞, и формула приобретает вид:

                                 q = 1 / ( 0,65/ C_м + 1 / kF )

Формула получена  Соколовым Е.Я. и может использоваться при расчетах регенеративных и сетевых подогревателей.