При эксплуатации теплофикационных турбин меняются тепловые и электрические нагрузки. При этом изменяется также и количество основного конденсата, проходящего через подогреватели низкого давления (в местах, где может быть установлен конденсатор испарителя), следовательно, производительность испарительной установки также не будет оставаться неизменной. В условиях максимального отпуска теплоты ее будет явно недостаточно для восполнения внутренних потерь пара и конденсата в цикле.
На рис. 4.8 приведена схема включения испарительной установки в систему подогрева сетевой воды теплофикационной турбины. Здесь в качестве греющего используется пар, направляемый в сетевой подогреватель, а конденсация вторичного пара происходит потоком сетевой воды. Так как поток сетевой воды существенно больше потока основного конденсата в регенеративной системе и расход греющего пара испарителя может быть значительно выше расхода пара при установке его в регенеративной системе, то производительность испарительной установки оказывается в несколько раз больше достигаемой при включении ее в регенеративную систему. При этом площади поверхностей нагрева испарителя и конденсатора испарителя должны быть достаточно большими. Обычно используются испарители с площадью поверхности 1000 м2 и конденсаторы типа ПСВ-1200 или ПСВ-1500.
|
Рис. 4.8. Схема включения испарительной установки в систему подогрева теплофикационной турбины СП1 – верхний сетевой подогреватель; СП2 – нижний сетевой подогреватель; 6, 8 – подвод сетевой воды к КИ и отвод ее при работе испарителя от пара нижнего регулируемого отбора; 7, 9 – подвод сетевой воды к КИ и отвод ее при работе испарителя от пара верхнего регулируемого отбора; И – испаритель; КИ – конденсатор испарителя; П1,П2 – подогреватели низкого давления; 1 – подвод греющего пара; 2 – отвод вторичного пара; 3 – подвод питательной воды; 4 – продувка; 5 – отвод конденсата греющего пара |
На электростанциях с отпуском теплоты на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения возможно также применение испарителей мгновенного вскипания для получения добавочной воды в большом количестве.
На рис. 4.9 показана схема использования сетевой воды для получения добавочной воды. Основными элементами схемы являются испаритель-расширитель, конденсатор испарителя и перекачивающие насосы.
|
Рис. 4.9. Схема использования сетевой воды для получения добавочных вод на ТЭЦ ИР – испаритель-расширитель; СП1 – верхний сетевой подогреватель; СП2 – нижний сетевой подогреватель; 6, 8 – подвод сетевой воды к КИ и отвод ее при работе испарителя от пара нижнего регулируемого отбора; 7, 9 – подвод сетевой воды к КИ и отвод ее при работе испарителя от пара верхнего регулируемого отбора; И – испаритель; КИ – конденсатор испарителя; П1,П2 – подогреватели низкого давления; 1 – подвод греющего пара; 2 – отвод вторичного пара; 3 – подвод питательной воды; 4 – продувка; 5 – отвод конденсата греющего пара |
Прямая сетевая вода (вся или часть ее) с температурой (вода после верхнего сетевого подогревателя с температурой выше, чем принятая по графику нагрузок на 5 ÷ 10°С) поступает в испаритель-расширитель. Последний соединен паропроводом с конденсатором испарителя, через который проходит обратная сетевая вода или вода, направляемая на водоподготовку для подпитки теплосети. В связи с тем, что в испарителе-расширителе в этих условиях установится давление, которому соответствует температура насыщения tр, меньшая чем tс.п; часть поступающей сетевой воды будет вскипать. Количество образующегося пара пропорционально разности температур (tc.п – tр) и расходу воды, поступающей в испаритель-расширитель:
 |
(4.11) |
где r – значение теплоты парообразования при tp.
Неиспарившаяся в испарителе-расширителе сетевая вода поступает на всас насосов перекачки и направляется (в зависимости от теплового графика) на пиковые водогрейные котлы или потребителю. Пар из испарителя-расширителя конденсируется в конденсаторе испарителя потокам, обратной сетевой воды или потоком сырой воды, направляемый на химводоочистку.
Для обеспечения необходимого качества получаемого в теплообменнике конденсата пар в испарителе-расширителе проходит одну или две ступени промывки и осушается в жалюзийном сепараторе.
Использование таких установок требует увеличения расхода подпитки теплосети, соответствующего количеству получаемой добавочной воды, также вызывает некоторое повышение минерализации сетевой воды. Однако экономически это следует считать оправданным при больших потоках сетевой воды, так как приготовление подпиточной воды теплосети значительно проще и дешевле получения добавочной воды цикла энергетических котлов. Повышение минерализации сетевой воды за счет упаривания части ее можно считать несопоставимым с исходной минерализацией.
Испарители на ТЭЦ могут использоваться также для отпуска пара промышленным потребителям, выполняя функции паропреобразователя. В этом случае они подключаются к промышленному отбору турбины или к выхлопу пара из проточной части (для турбин с противодавлением). Целесообразность такого применения испарителей обусловлена прежде всего тем, что отпуск пара от ТЭЦ связан, как правило, с потерей его конденсата. Установка испарителей позволяет сохранить конденсат отбираемого из турбины пара в цикле электростанции. По сравнению с прямым отпуском пара потребителям при установке испарителей имеет место недовыработка электрической энергии турбогенератором. Однако в ряде случаев такой способ отпуска пара является единственно приемлемым.
В схемах отпуска пара с использованием испарителей предусматривается установка охладителей конденсата и пароперегревателей. В пароперегревателях происходит перегрев вторичного пара испарителей за счет теплоты перегрева пара, отбираемого из турбины. В охладителе конденсата теплота конденсата греющего пара испарителя используется для подогрева питательной воды испарителя.
Производительность испарителей, применяемых для отпуска пара промышленным потребителям, определяется по (4.1), при этом параметры вторичного пара являются заданными, а температурный напор обычно принимается равным 8 ÷ 10°С.
В ряде случаев, когда требуются большие количества вторичного пара, используются многоступенчатые испарительные установки с испарителями поверхностного типа (рис. 4.10,а) или мгновенного вскипания (рис. 4.10,б).
|
Рис. 4.10. Схемы многоступенчатых испарительных установок а – с испарителями поверхностного типа; 1 – подвод греющего пара; 2 – подвод питательной воды; 3 – отвод конденсата греющего пара; 4 – продувка; 5 – отвод вторичного пара; 6 – отвод дистиллята; И1 - И6 – испарители; К1 - К6 – конденсаторы ; б – с испарителями мгновенного вскипания; 1 – основной подогреватель; 2 – конденсирующие поверхности; ,3 – сборник дистиллята; 4 – камера испарения; 5 – охладитель продувки; 6 – отвод дистиллята; 7 – подвод исходной воды; 8, 9 – подвод и отвод охлаждающей воды; 10 – продувка |