docSilownie cieplne: 05
download 
Reklamacja Transkrypt
Silownie cieplne: 05
Dr inż. Andrzej Tatarek Siłownie cieplne 1 Wykład 5 Projektowanie układów regeneracyjnego podgrzewania wody zasilającej 2 Układ regeneracji Układ regeneracyjnego podgrzewu wody – układ łączący w jedną wspólną instalację: Kocioł parowy Turbinę parową Pompy Rurociągi parowe kondensatu i wody zasilającej 3 Podgrzew regeneracyjny Podgrzew regeneracyjny nazywamy podgrzewanie kondensatu i wody zasilającej parą wodną, która wykonała już pracę w turbinie 4 Idea regeneracji Idea regeneracyjnego podgrzewu wody zasilającej: upuszczanie pary z turbiny wywołuje straty wynikające z niewykonania przez nią pracy na odcinku upust-wylot do kondensatora upuszczanie pary zmniejsza jej ilość do skraplacza przez co tylko część ciepła jest tracona w kondensatorze (oddawane wodzie chłodzącej) a pozostała jego część, w wyniku regeneracji, jest odzyskiwana w postaci zwiększonej entalpii wody zasilającej (kompensuje to z nadwyżką ww. straty pracy w turbinie) 5 Wzrost sprawności Na wzrost sprawności elektrowni z podgrzewaczem regeneracyjnym wpływa: Temperatura wody za układem regeneracji (optymalna) Liczba zastosowanych podgrzewaczy (optymalnie do 9) → nakłady finansowe 6 Dobór temperatury Temperatura podgrzewania wody zasilającej w układzie regeneracji: treg = twz = (0,60 – 0,75)·twk optymalna temperatura: t reg = ( n ⋅t −t wk sk n +1 ) treg = twz – temperatura wody zasilającej na wylocie z ostatniego przegrzewacza regeneracyjnego twk – temperatura wrzenia wody w kotle, f(pk) – temperatura nasycenia tsk – temperatura skroplin na wylocie ze skraplacza n – ilość stopni podgrzewania regeneracyjnego 7 Dobór temperatury Najlepszy efekt energetyczny uzyskuje się przy założeniu jednakowych przyrostów temperatury na poszczególnych podgrzewaczach regeneracyjnych. 1 ∆t = ⋅ t −t p n reg sk ∆tp – przyrost temperatury wody zasilającej w podgrzewaczu Z uwzględnieniem podgrzewacza spalinowego wody w kotle ( 1 ∆t = ⋅t −t p n + 1 wk sk ) 8 Projektowanie układów regeneracji 1. Układ wysokoprężnych podgrzewaczy regeneracyjnych należy stosować za pompami zasilającymi Pompy pracują przy niższej temperaturze i mniejszej objętości właściwej wody - zwiększa to pewność ruchową układu zasilania i zmniejsza moc pompy Niższa temperatura wody na wlocie do pompy zasilającej zmniejsza niebezpieczeństwo kawitacji (w pierwszym stopniu pompy) 9 Projektowanie układów regeneracji 2. Podgrzewacze regeneracyjne, zasilane parą przegrzaną, powinny być wyposażone w chłodnice pary Para z pierwszych upustów turbin (para świeża lub wtórnie przegrzana) jest wysoko przegrzana, co stanowi źródło dodatkowych strat - temperatura podgrzania wody zależy od temperatury skraplania pary (jest zupełnie niezależna od rzeczywistej temperatury pary) 10 Przegrzanie pary powoduje pogorszenie współczynnika przekazywania ciepła - wzrost powierzchni ogrzewalnej wymienników (większe koszty) Para przegrzana wymaga stosowania bardziej wytrzymałych (droższych) materiałów - chłodnice zmniejszają przegrzanie pary 11 Chłodnice pary Cel stosowania chłodnic pary - w chłodnicy, para oddaje ciepło przegrzania wodzie, przez co schładza się do stanu nasycenia, dzięki czemu zyskujemy: dodatkowy niewielki przyrost temperatury wody zasilającej ∆Td zmniejszenie powierzchni ogrzewalnej podgrzewacza podstawowego 12 Chłodnice pary Podgrzewacze regeneracyjne z wstępnym chłodzeniem pary: a) z oddzielną chłodnicą, b) z wbudowaną chłodnicą, c) z chłodnicą pary i skroplin Rys. Szymocha, Zabokrzycki „Elektrownie parowe” 13 Chłodnice pary Wpływ wstępnych chłodnic pary przegrzanej na temperaturę podgrzewania wody zasilającej Rys. Szymocha, Zabokrzycki „Elektrownie parowe” 14 Projektowanie układów regeneracji 3. Powierzchniowe podgrzewacze regeneracyjne powinny być zabezpieczone przed zalaniem wodą przestrzeni parowej Przyczyny zalania wodą - wadliwe działanie układu odwadniającego oraz nieszczelności (np. rozerwanie rurek wodnych) Skutki nieszczelności: Przedostanie się wody do turbiny - uszkodzenie układu łopatkowego turbiny Rozerwanie płaszcza podgrzewacza regeneracyjnego (po odcięciu połączenia podgrzewacza z upustem turbiny) liczonego na ciśnienie pary a nie wody 15 Projektowanie układów regeneracji 4. Instalacja regeneracji poza spełnieniem wymagań UDT musi być wyposażona w automatycznie sterowane zabezpieczenia Rodzaje zabezpieczeń: samoczynnie działające zawory zwrotne uniemożliwiające cofnięcie się pary do turbiny (nie dotyczy podgrzewaczy próżniowych pracujących przy podciśnieniu) automatyczne zawory odcinające - zabezpieczające przed przedostaniem się wody do turbiny (pęknięcie rurek podgrzewacza którymi płynie woda zasilająca) 16 Zabezpieczenia na rurociągach parowych – zawory zwrotne (3) i zawory szybkozamykające (4) Rys. Szymocha, Zabokrzycki „Elektrownie parowe” 17 Projektowanie układów regeneracji 5. Instalacje odwadniające podgrzewaczy (odprowadzania skroplin pary grzejnej) muszą być właściwie dobrane dla maksymalnych, jak i minimalnych obciążeń Cel stosowania instalacji odwadniających: Niedopuszczenie do przebijania pary z podgrzewaczy wyższego ciśnienia: prowadzi to do wzrostu strat cieplnych grozi uszkodzeniem podgrzewacza pracującego przy niższym ciśnieniu 18 Niedopuszczenie do nadmiernego poziomu skroplin w podgrzewaczach: zmniejszenie elastyczności turbozespołu niebezpieczeństwo uruchomienia się obejść awaryjnych 19 Instalacje odwadniające Rodzaje instalacji odwadniających: Odwadniacze samoczynne typu garnki kondensacyjne - instalacje turbozespołów małych i średnich mocy (głównie w EC) Automatyczne zawory regulujące odpływ skroplin z podgrzewaczy → turbozespoły dużej mocy 20 Odprowadzanie skroplin Sposoby odprowadzania skroplin pary z podgrzewaczy i wprowadzania ich do obiegu: Spływ kaskadowy (najprostszy układ) - skropliny ze stopnia wyższego spływają do stopnia o niższym ciśnieniu (podgrzewacze WP) Spływ kaskadowy z wtłaczaniem skroplin do obiegu (układ mieszany) - układ podgrzewaczy NP 21 Wprowadzanie skroplin Sposoby wprowadzania skroplin do obiegu: Bezpośrednie odprowadzanie skroplin do skraplacza (mieszanie ich z kondensatem) Spływ skroplin do skraplacza przez rozprężacz współdziałający z kondensatorem oparów (odzyskuje się w nim część entalpii skroplin) Spływ skroplin do skraplacza przez chłodnicę w której odzyskuje się część ciepła skroplin 22 Kaskadowy spływ skroplin Przez rozprężacz skroplin Rys. Szymocha, Zabokrzycki „Elektrownie parowe” Przez chłodnicę skroplin 23 Wprowadzanie skroplin Układy wprowadzania skroplin do obiegu Rys. Szymocha, Zabokrzycki „Elektrownie parowe” 24 Projektowanie układów regeneracji 6. 7. 8. 9. Przy dużych turbozespołach zaleca się stosowanie podgrzewaczy pionowych Kołnierze podgrzewaczy powinno umieszczać się na dole płaszcza, tak aby stale były zalane skroplinami Instalacje podgrzewaczy regeneracyjnych niskoprężnych, w przypadku bloków o mocy od 500 MW można wyposażać w podgrzewacze mieszankowe Instalacje podgrzewaczy regeneracyjnych głównego obiegu cieplnego należy łączyć z podgrzewaczami pomocniczymi 25
