3. Циклы паросиловых установок

М ногоступенчатый подвод тепла в цикле является одним из способов повышения его термического к.п.д. В паротурбинных установках такой подвод тепла осуществляется в виде промежуточных перегревов пара. Принципиальная схема установки с одним промежуточным перегревом пара и соответствующий цикл показаны на рис. 6. Наличие регенерации показано в цикле условно (линия 34). В этой установке перегретый пар из котла ПК, попадает в часть высокого давления турбины ЧВД, где он работает до состоя­ния, изображенного на диаграмме точкой х, после чего воз­вращается в котельный агрегат для вторичного перегрева в промежуточном пароперегревателе. Затем пар состоянием, соответствующим точке у, попадает в часть низкого давле­ния (ЧНД) турбины, где работает до тех пор, пока его давление не будет равняться давлению в конденсаторе (точка 2).

Рисунок 6 – схема ПСУ

Первоначально промежуточный перегрев применяли для уменьшения влажности

пара в ступенях турбины и снижения потерь от этой влажности. Действительно, если до­пустить, что при введении промежуточного перегрева на­чальные параметры пара (точки /) остаются прежними, то его применение сместит точку конечного состояния пара вправо на величину отрезка а2. В этом случае к основному циклу (без промежуточного перегрева) 1а34 как бы пристраивается дополнительный цикл у2ах. Если средняя температура подвода тепла в дополнительном цикле будет к тому же выше, чем в основном, то такое введение промежуточного перегрева приведет не только к уменьшению потерь от влажности, но и к росту термического к.п.д. цикла. Все это вызывает соответствующее возраста­ние не только термического, но и внутреннего к. п. д. цикла. Очевидно, что если Ti _{ср. доп} меньше Ti _{ср. осн}, то введение вторичного перегрева не приведет к повышению термического к.п.д. цикла. Однако вызванное наличием промперегрева уменьшение потерь от влажности и снижение относительной работы насоса может привести к возрастанию внутреннего к.п.д. цикла даже при некотором снижении его термического к.п.д. В реальных условиях эффективность применения промежуточного перегрева пара определяется не только повышением средней температуры подвода тепла в цикле, но и снижением потерь от влажности и уменьшением относительной работы насоса. Применение промежуточного перегрева делает выгодным значительное повышение начального давления p₁ и хотя при этом несколько возрастают конечная влажность пара и работа питательного насоса, общая экономия топлива от такого перегрева увеличивается. Суммарная экономия топлива от введения однократного промежуточного перегрева пара в современных установках достигает 4—5%. Ее величина зависит от выбранного давления и температуры вторичного перегрева пара. Как правило, температуру промежуточного перегрева пара выбирают равной, меньшей или несколько большей начальной температуры пара в зависимости от стоимости топлива и свойств металла. Наибольшая экономия топлива достигается при самой высокой температуре промежуточного перегрева, которую можно достичь при полном использовании заданных свойств металла пароперегревателей: чем меньше давление, тем большую температуру металла можно допустить. Однако из конструктивных соображений часто оказывается более выгодным применять одинаковую и даже несколько меньшую температуру промперегрева, чем начальная.