Промежуточный перегрев пара

В теплоэнергетической установке с промежуточным перегревом (рис. 20) пар после расширения в ЦВД турбины направляется в котел для вторичного перегрева, где температура его повышается от t₁ до t_пп. После промежуточного перегрева пар попадается в ЦНД, где расширяется до давления в конденсаторе р_к. Цикл с промежуточным перегревом пара и сверхкритическим начальным давлением в Т, s-диаграмме можно рассматривать как сочетание двух циклов, первый из которых 1а'аbdе21 является основным, а второй 2ее₁tg32 — дополнительным.

Если эквивалентная температура дополнительного цикла (Т_Э)_ПП выше эквивалентной температуры основного цикла Т_э, то экономичность дополнительного цикла будет выше экономичности основного цикла и КПД общего цикла возрастет. При этом благодаря уменьшению влажности пара в последних ступенях турбины возрастут относительные внутренние КПД этих ступеней, а следовательно, увеличится и КПД всей турбины. Кроме того, применение промежуточного перегрева позволяет существенно повысить начальное давление пара при неизменной начальной температуре и обеспечить умеренную конечную влажность.

Располагаемая (теоретическая) работа, производимая 1 кг пара в цикле с промежуточным перегревом, равна сумме располагаемых теплоперепадов:

где h₀, h_пп — энтальпии свежего пара и пара после промежуточного перегрева; h_1г h_К1 — энтальпии пара после изоэнтропийного расширения в цилиндрах высокого и низкого давления.

Количество теплоты, затрачиваемой в котле и промежуточном пароперегревателе на 1 кг пара, составит.

Если изоэнтропийный процесс расширения заканчивается в области влажного пара, то КПД выразится как.

Внутренний абсолютный КПД можно представить в виде.

где n^I_ы, n^II_о1. — относительные внутренние КПД частей высокого и низкого давления турбины.

Потеря давления? p_пп в тракте промежуточного перегрева (в паропроводе от турбины к котлу, перегревателе и паропроводе от котла к турбине) приводит к снижению КПД, и поэтому допускается потеря не более 10% абсолютного давления в промежуточном перегревателе.

Температура пара после промежуточного перегрева обычно принимается равной или близкой температуре свежего пара: t_ли = t₀ ± (10 … 20) °С.

Промежуточный перегрев приводит, естественно, к усложнению конструкции турбины, увеличению расхода высоколегированных сталей и соответствующему удорожанию турбины на 10—12%.

Экономичность идеального теплового цикла с промежуточным перегревом зависит от параметров пара, отводимого на промежуточный перегрев.

Если принять температуру пара после промежуточного перегрева равной температуре свежего пара Т₀ и изменять температуру пара, отводимого на промежуточный перегрев, Т₁, то КПД присоединяемого цикла будет тем выше, чем выше температура Т₁, однако доля его в общем цикле при этом будет уменьшаться. В частности, когда T₁ — Т₀, промежуточного перегрева уже не будет. При понижении же температуры Т₁ будет уменьшаться эквивалентная температура (Т_э)_пп, а следовательно, и КПД дополнительного цикла, что в конечном счете может вызвать не повышение, а снижение КПД общего цикла.

Оптимальную температуру пара Т^опт₁, при которой он должен отводиться на промежуточный перегрев, можно ориентировочно оценить во втором приближении следующим образом. Вначале определяют эквивалентную температуру Т_э = Т_к/(1 — n_t),.

затем по формулам подсчитывают КПД з^пп_t сложного цикла при T₁ = Т_э, после чего находят.

Обычно Т₁^опт = (1,02 … 1,04)T_Э.

Давление пара перед промежуточным перегревом обычно выбирают равным 0,2—0,3 давления свежего пара.