Промежуточный перегрев пара

 

В теплоэнергетической установке с промежуточным перегревом (рис. 1.14) пар после расширения в ЦВД турбины направляется в котёл для вторичного перегрева, где температура его повышается от t₁ до t_п.п. После промежуточного перегрева пар направляется в ЦНД, где расширяется до давления в конденсаторе р_к.

 

 

Рис. 1.14. Схема теплоэнергетической установки с промежуточным перегревом пара: 1 – питательный насос, 2 – котёл, 3 – пароперегреватель, 4 – часть высокого давления турбины, 5 – промежуточный пароперегреватель, 6 – часть низкого давления турбины, 7 - конденсатор

 

Цикл с промежуточным перегревом пара и сверхкритическим начальным давлением в Т, s-диаграмме (рис. 1.15) можно рассматривать как сочетание двух циклов, первый из которых 1а¢аbde21 является основным, а второй 2ee₁fg32 дополнительным.

 

Рис. 1.15. Идеальный тепловой цикл с промежуточным перегревом пара в

Т, s-диаграмме

 

Если эквивалентная температура дополнительного цикла (Т_э)_пп выше эквивалентной температуры основного цикла Т_э, то экономичность дополнительного цикла будет выше и КПД общего цикла возрастёт. При этом благодаря уменьшению влажности пара в последних ступенях турбины возрастут относительные внутренние КПД этих ступеней, а следовательно увеличится КПД всей турбины.

Абсолютный КПД идеального цикла:

 

 

где – располагаемая (теоретическая) работа 1 кг пара в цикле с промежуточным перегревом; – количество теплоты, затрачиваемой в котле и промежуточном перегревателе на 1 кг пара; h₀, h_пп – энтальпии свежего пара и пара после промежуточного перегрева; h_1t, h_кt – энтальпии пара после изоэнтропного расширения в цилиндрах высокого и низкого давления (рис. 1.16).

 

 

Рис. 1.16. Процесс расширения пара в h, s-диаграмме для турбины

с промежуточным перегревом пара

 

Внутренний абсолютный КПД можно представить в виде:

 

 

где , – относительные внутренние КПД частей высокого и низкого давления турбины.

Из-за потерь давления в тракте промежуточного перегрева допускается не более 10 % абсолютного давления в промежуточном перегревателе.

Температура пара после промежуточного перегрева обычно принимается равной или близкой к температуре свежего пара t_пп = t₀ ± (10 ¸ 20) °С.

Промежуточный перегрев приводит к усложнению конструкции и удорожанию турбины на 10 – 12 %.

Оптимальную температуру пара, при которой он должен отводится на промежуточный перегрев можно найти по формуле:

 

Т₁^опт = Т_к / 1 – h_t^пп.

 

Обычно Т₁^опт = (1,02 ¸ 1,04)×Т_э. Давление пара перед промежуточным перегревом обычно выбирают равным 0,2 – 0,3 давления свежего пара.