Расчет подогревателя низкого давления
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
? делят на: водяные, пароводяные и т.д.
) По назначению: конденсаторы, маслоохладители, воздухоподогреватели и т.п.
) По давлению конденсата или питательной воды делят на: подогреватели низкого и высокого давления. Через первую группу подогревателей вода прокачивается конденсатными насосами при сравнительно небольшом давлении воды и греющего пара. Через подогреватели высокого давления (ПВД) вода прокачивается питательным насосом под давлением, превышающим давление в котле. Давление греющего пара у этих теплообменников достигает 5,88…6,38 МПа.
Эти условия работы и определяют конструктивные различия подогревателей высокого и низкого давления. ПНД конструктивно проще и дешевле ПВД.
1.2 Преимущества и недостатки регенеративных подогревателей смешивающего и поверхностного типов
Преимущества смешивающих подогревателей:
¦ В смешивающих подогревателях вода нагревается до температуры насыщения, благодаря этому потенциал греющего пара используется наиболее полно, достигается наибольшая экономия теплоты за счет регенерации.
¦ Возможность удаления из воды растворенных газов при подогреве её до температуры насыщения греющего пара.
Недостатки смешивающих подогревателей:
¦ Необходимость иметь большое количество последовательно включенных питательных насосов (число которых равно количеству подогревателей), чем снижается надежность питания котлов. Используя гравитационный слив конденсата, можно снизить количество насосов до одного на каждую пару последовательно включенных смешивающих подогревателей, но в этом случае усложняется компоновка регенеративной установки.
¦ При подводе греющего пара из отборов турбин в смешивающих (контактных) подогревателях приводится предусматривать меры против заброса воды в турбину из корпуса подогревателя при сбросах нагрузки.
Недостатки поверхностных подогревателей:
¦ Из-за сопротивления переходу теплоты через стенку имеет место недогрев воды до температуры насыщения пара. Недогрев уменьшается с увеличением удельной поверхности подогревателя на тонну подогреваемой воды, но при этом возрастает его стоимость. Оптимальный недогрев определяется технико-экономическими расчетами. Вследствие недогрева тепловая экономичность схем с поверхностными подогревателями ниже, а затраты металла и стоимость выше, чем в схемах со смешивающими подогревателями.
¦ Схемы с поверхностными подогревателями усложняются дренажными линиями для отвода конденсата греющего пара и различаются способом отвода дренажа.
.3 Схемы отвода конденсата греющего пара. Их преимущества и недостатки
Из схем отвода дренажа наивысшую тепловую экономичность имеет схема с дренажным насосом у каждого подогревателя с подачей дренажа в линию главного конденсата (рис. 1.2а), но она дорога и сложна. Для обеспечения наибольшей тепловой экономичности смешивать конденсат из подогревателей и главный конденсат турбин следует при условиях, соответствующих наибольшему приближению к обратимому процессу смешения, т.е. при наименьшей разности температур. Экономична, но одинаково сложна схема с подкачкой дренажа в вышерасположенные подогреватели (рис. 1.2б). Наиболее дешевой является каскадная схема отвода дренажа (рис. 1.2в), где вообще нет дренажных насосов и дренаж удаляется самотеком в сторону подогревателей более низкого давления, а затем -- в конденсатор турбины, но она менее экономична. Чтобы избежать протекания по дренажным линиям пролетного пара, устанавливают конденсатоотводчики, открывающиеся при росте уровня дренажа в подогревателях. На линии дренажа из последнего подогревателя в конденсатор иногда применяют более надежный в работе U-образный гидрозатвор, но при большом перепаде давлений требуется значительная его высота. Снижение экономичности каскадной схемы обусловлено необратимостью процесса, поскольку дренаж с повышенным потенциалом сливается в теплообменник, работающий при низшем потенциале. В энергетическом отношении это означает, что отбор пара более низкого давления уменьшается в результате вытеснения дренажем из подогревателей повышенного давления: увеличивается конденсационная выработка электроэнергии и появляется потеря тепла с горячим дренажем, отводимым в конденсатор, где это тепло отдается охлаждающей воде.
Комбинированная схема отвода дренажа (рис. 1.2г) по тепловой экономичности и по сложности выполнения занимает промежуточное положение. Так как давление воды в поверхностном подогревателе для предотвращения вскипания должно быть больше, чем давление греющего пара, оказывается возможным (в отличие от смешивающих подогревателей) прокачивать воду через группу последовательно включенных подогревателей одним насосом (конденсатным и далее питательным).
Воздух, попадающий в подогреватель через неплотности при работе под вакуумом, и углекислота, присутствующая в паре, нарушают теплообмен. Неконденсирующиеся газы отсасываются каскадно через подогреватели более низкого давления в конденсатор по системе трубок с ограничивающими расход шайбами. Из конденсатора неконденсирующиеся газы отсасываются эжектором и выбрасываются в атмосферу. На линиях отборов пара устанавливаются обратные клапаны для защиты турбины от обратного потока пара при вскипании дренажа во время резких сбросов нагрузки.
1.4 Элементы конструкции современных подогревателей низкого давления
На рис. 1.3 показана конст