Выбор и обоснование современных способов повышения тепловой экономичности теплофикационных ПТУ с турбиной Т-180/210-130, страница 2

Недогрев q вызывает энергетическую потерю , определяемую недовыработкой мощности в турбине : чем меньше q , тем меньше эта потеря. Но при этом растёт поверхность нагрева подогревателя ,его габариты и масса.  Недогрев сильно влияет на поверхность подогревателя . Например , переход от q = 5 ˚ уменьшает поверхность примерно в 2 раза , но и КПД ПТУ при этом понижается . Таким образом , выбор q представляет пример оптимизационной задачи.

1.1.4.  Смесительные  подогреватели

В смесительном подогревателе пар , соприкасаясь с водой , температура которой ниже температуры насыщения , передаёт воде тепло и конденсируется.

Для  конденсации  пара смесительном подогревателе конечная температура подогрева воды должна быть несколько ниже температуры насыщения греющего пара . По опытным данным эта разность температур не превышает 0,5 ºС. Следовательно , подогрев воды в смесительном подогревателе может быть доведён почти до температуры насыщения греющего пара . Поэтому в расчётах принимают , что в смесительных подогревателях вода подогревается до температуры , равной температуре греющего пара . Для увеличения поверхности соприкосновения воды с паром дробят поток воды на тонкие струйки и капли .

Рисунок 1.1-Смесительный подогреватель

1 - подвод воды;

2 - отвод воздуха;

3 - паровоздушная смесь;

4 - конденсатор выпара;                                                                                              5 - патрубок отвода конденсата;

6 - подвод пара;

7 - отвод дегазированной воды;

8 - питательный насос;

9 - регулятор уровня воды.

Смешивающий подогреватель обычно представляет собой бак с вертикальной колонкой ( рисунок 1.1 ) , внутри которой по высоте расположено   несколько   рядов   лотков   с   отверстиями .  В подогревателе создаются встречные потоки воды и пара . Вода разделяется водосливом на отдельные струи , последовательно проходит через лотки с отверстиями и , падая в виде дождя , подогревается встречным потоком пара . Подогретая вода поступает в бак , а греющий пар конденсируется ; небольшое количество смеси пара с выделенными при подогреве воды газами удаляется через патрубок с игольчатым клапаном , расположенным в крышке подогревателя . Для использования тепла парогазовой смеси устанавливают небольшие конденсаторы выпара . Высоту колонки и количество перепадов воды с одного ряда лотков на другой определяют расчётом , при условии , что вода на этом коротком пути нагревается до температуры насыщения . Для уменьшения  размеров  колонки  в  судовых  смешивающих подогревателях    вода    распыляется     форсунками   , представляющими собой клапаны , нагруженные пружинами.

1.1.5. Сравнение смешивающих и поверхностных подогревателей и схем их                включения

При оценке совершенства отдельных элементов тепловой схемы СЭУ целесообразно   сравнить   потери   энергии   в   этих   элементах  . Термодинамическим преимуществом смешивающего подогревателя является возможность доведения температуры воды до температуры насыщения греющего пара .

Схема включения смесительных подогревателей и температурный график подогревателя показаны на рисунке 1.2 .Схема термодинамически выгодна ,  так как она отличается небольшой средней разностью температур при теплообмене , а следовательно , и малой потери энергии.

Особенностью смесительных подогревателей является равенство давлений , поступающих в подогреватель пара и воды , что влечёт за собой необходимость после каждого смешивающего подогревателя ставить насос для подачи подогретой воды в следующую степень с большим давлением . При   последовательном   включении   нескольких   смесительных регенеративных  подогревателей необходимо  после  каждого  установить питательный насос,

                                               греющий пар                       t

вода              ts           tв2 = ts                          

tв1

iв1- iв2