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 t ₁ 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 1 а ¢ аbde 21 является основным, а второй 2ee ₁ fg 32 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; h ₀, h _пп – энтальпии свежего пара и пара после промежуточного перегрева; h _{1 t}, h _{к t} – 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 = t ₀ ± (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:

Т ₁^опт = Т _к / 1 – h _t ^пп.

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