ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Назначение и принцип действия конденсатора и конденсационной установки из "Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки " Из рассмотрения теплового цикла (см. 1.6) следует, что мощность, вырабатываемая 1 кг пара в турбине, и КПД турбинной установки тем выше, чем ниже температура (и, следовательно, давление) пара за последней ступенью турбины. Как уже отмечалось, теплофикационная турбина представляет собой комбинацию турбин с противодавлением и конденсационной. Поэтому роль конденсатора в теплофикационной турбоустановке прежде всего зависит от режима работы. Когда турбина работает в теплофикационном режиме (зимой) и практически все тепло конденсации передается сетевой воде, от конденсатора нет никакой пользы. Наоборот, возникает множество эксплуатационных проблем, главной из которых является обеспечение надежной работы ЦНД при малых расходах пара. Летом теплофикационная турбина часто работает в конденсационном режиме, и тогда эффект от углубления вакуума сказывается в полной мере. Учитывая то, что значительную часть года теплофикационная турбина работает с существенной недогрузкой конденсатора, его теплообменные поверхности выполняют менее развитыми, чем в конденсаторах конденсационных турбин. [c.180] В табл. 5.1 приведены опытные данные, полученные ОРГРЭС, по изменению мощности теплофикационных турбин при конденсационном режиме в зависимости от изменения давления в конденсаторе. При изменении давления на 1 кПа экономичность турбинной установки изменяется примерно на +0,6 —0,9 %. [c.180] Если теплофикационная турбина работает не в конденсационном режиме, а часть пара поступает в сетевые подогреватели, то приведенные в табл. 5.1 цифры относятся не ко всему, а только к той части пара, которая прошла всю турбину и поступает в конденсатор, т.е. эти значения относятся к конденсационному пропуску пара. [c.180] Примечание. Возрастанию давления в конденсаторе соответствует уменьшение мощности и экономичности. [c.180] Повышение экономичности при углублении вакуума возникает прежде всего за счет увеличения теплоперепада турбины. Поэтому для турбин с малым теплоперепадом относительное изменение перепада больше, что дает больший выигрыш в экономичности. [c.180] Есть еще одно требование, которое должно быть выполнено при создании теплового двигателя, работающего на водяном паре в замкнутой установке отработавший пар должен быть обязательно сконденсирован. Тогда затраты мощности для повышения давления в питательном насосе оказываются малыми по сравнению с мощностью турбины (см. 1.6), работоспособность 1 кг пара — значительной, вследствие чего можно получить столь компактный и мощный двигатель, как паровая турбина. [c.180] Таким образом, для создания высокоэкономичного двигателя на водяном паре необходимо обеспечивать конденсацию отработавшего водяного пара при низком давлении. [c.180] Принцип работы конденсационной установки можно уяснить из рис. 5.1. Представим себе, что в сосуд, показанный на рис. 5.1, а, некоторое время подается насыщенный чистый пар (без всяких примесей воздуха и других неконденсирующихся газов) при открытом в атмосферу вентиле /, после чего вентили 7 и 2 закрываются и сосуд оказывается под некоторым давлением пара. Если теперь этот сосуд начать охлаждать, поместив его в среду с достаточно низкой температурой, то пар будет конденсироваться, отдавая теплоту через стенку сосуда окружающей среде. По мере охлаждения пар будет все более увлажняться, при дальнейщем охлаждении он превратится почти полностью в воду (конденсат) и соберется на дне сосуда. [c.181] Пар превращается в воду потому, что от него отбирается тепло конденсации, равное теплу парообразования (см. 1.5). Поэтому для конденсации пара, поступающего из турбины в конденсатор, обязательно необходима охлаждающая среда, в качестве которой используют холодную воду рек, озер, искусственных водоемов или других источников. [c.181] Пример 5.1. Определить отношение удельных объемов насыщенного пара и воды при температуре конденсации = 24,1 °С. [c.181] По табл. 1.1 находим объемы насыщенного пара и воды при 24,1 °С и = 0,001 м /кг, v = 45,67 м /кг Таким образом, объем образующейся воды в 45 760 раз меньше, чем объем насыщенного пара. Именно поэтому давление, при котором происходит конденсация, составляет всего 3 кПа. [c.181] например, показания барометра и вакуумметра соответственно равны В = 740 мм рт. ст., Я = = 640 мм рт. ст., то давление в конденсаторе = = В- Н = 100 мм рт. ст. = 13 340 Па = 13,34 кПа. [c.182] Например, в рассмотренном выше примере И = = (640/740) 100 % = 86,5%. [c.182] что вакуум сам по себе без указания атмосферного давления дает лишь приблизительное значение давления в конденсаторе. [c.182] На рис. 5.1, б показана схема установки для конденсации постоянно поступающего пара. Если в сосуде установить змеевик, по которому пропускать холодную воду, то пар, поступающий в сосуд, будет встречать на своем пути холодную поверхность змеевика и конденсироваться на ней. Если для удаления образующегося конденсата установить какое-либо устройство, например насос, то будет происходить непрерывная конденсация поступающего пара, а внутри сосуда будет поддерживаться низкое давление, соответствующее температуре конденсата. [c.182] Таким образом, теоретической основой обеспече-нш низкого давления пара в конденсаторе является однозначная связь между давлением р и температурой конденсации (см. табл. 1.1). Поскольку температура конденсации определяется климатическими условиями и составляет 25—45 °С, то в конденсаторе поддерживается низкое давление, составляющее в зависимости от режима 3—10 кПа. [c.182] Работа устройства, показанного на рис. 5.1, б, возможна только при условии, что в сосуд будет поступать чистый пар. Если поступающий пар будет содержать хотя бы даже очень небольшие количества неконденсирующихся газов, например воздуха, то пар будет конденсироваться, а неконденси-рующиеся газы будут постепенно накапливаться в сосуде, в результате через определенное время работа рассматриваемого конденсационного устройства станет невозможной. [c.182] Схема конденсационной установки с постоянным отсосом неконденсирующихся газов показана на рис. 5.1, в. Смесь пара и воздуха, поступающая в конденсатор, будет двигаться по направлению к зоне отсоса так, как показано на рисунке стрелкой. В процессе движения из паровоздушной смеси будет выпадать конденсат, и поэтому концентрация воздуха в ней будет увеличиваться. В результате воздушный насос (эжектор) будет отсасывать смесь с высоким содержанием воздуха. [c.182] Конденсатор в современных турбинах выполняет и другие функции. Например, при пусках и остановках, когда котел вырабатывает количество пара большее, чем требуется турбине, или когда параметры пара не соответствуют необходимым, пар направляют (после предварительного охлаждения) в конденсатор, не допуская потери дорогостоящего рабочего тела путем его выброса в атмосферу. Для возможности принятия такого сбросного пара конденсатор оборудуется специальным приемносбросным устройством. [c.182] Кроме того, в конденсатор обычно направляют конденсат из коллекторов дренажей паропроводов, уплотнений, некоторых подогревателей и вводят добавку химически очищенной воды для восполнения потерь конденсата в цикле и теплофикационной установке. [c.182] Вернуться к основной статье