Влияние параметров пара в регенеративном отборе на эффективность паротурбинного цикла Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ЭЛЕКТРОННЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «APRЮRI. CЕРИЯ: ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ»

WWW.APRIORI-JOURNAL.RU

УДК 62-6

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПАРА В РЕГЕНЕРАТИВНОМ ОТБОРЕ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПАРОТУРБИННОГО ЦИКЛА Попов Алексей Юрьевич

канд. тех. наук

Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет

Комсомольск-на-Амуре vcfaks@knastu. ги. ги

Аннотация. Данная статья посвящена вопросу повышения эффективности теплового цикла паротурбинной установки с одним смешивающим регенеративным подогревателем питательной воды.

Ключевые слова: тепловой цикл; паротурбиновая установка; подогрев воды; пар.

INFLUENCE OF PARAMETERS OF STEAM IN REGENERATIVE SELECTION ON PAROTURBIN EFFICIENCY OF THE CYCLE Popov Alexey Yuryevich

Candidate of Technical Science Komsomolsk-on-Amur state technical university Komsomolsk-on-Amur

Abstract. This article is devoted to a question of increase of efficiency of a thermal cycle by an installation steam turbine with one mixing regenerative heater of feedwater.

Key words: thermal cycle; paroturbin installation; heating of water; steam.

№ 1. 2013

Применение регенеративного подогрева питательной воды повышает КПД паротурбинной установки. Тепловая схема паротурбинной установки с регенеративным подогревом питательной воды приведена на рисунке 1.

Максимальное значение КПД цикла имеет место при некоторых промежуточных значениях температуры подогрева питательной воды tnB (в диапазоне температур насыщения после конденсатора tK и перед ПГ - tnr). Значение температуры питательной воды tnB зависит от параметров пара регенеративного отбора - это давление p^ и расход G^ пара в отборе.

Целью работы ставилось определение влияния параметров пара в отборе на КПД цикла и выявление оптимальных для КПД цикла значений температуры питательной воды tnB и давления пара в отборе po^

В качестве исходных данных были приняты: t0 = 550 оС, p0 = 13 МПа, pK = 0,004 МПа, мощность турбоустановки 10 МВт. Моделирование турбоустановки проводилось в программе ASPEN HYSYS. Для расчета физических свойств теплоносителя был выбран математический пакет «Пенг-Робинсон». Графическая схема турбоустановки в программе ASPEN HYSYS приведена на рисунке 2.

Рисунок 1. Принципиальная тепловая схема паротурбинной установки с одним смешиваюшим регенеративным подогревателем

ПГ - парогенератор; ПТ - паровая турбина; ЭГ - электрогенератор; К - конденсатор отработавшего пара; КН, ПН - конденсатный и питательный насосы; РП - смешивающий регенеративный подогреватель питательной воды; p0, ^, G0 - давление, температура и расход свежего пара; pОБ, GОБ - давление и расход пара в отборе; pк - давление в конденсаторе; ^ - температура конденсата; ^В - температура питательной воды за подогревателем; - температура питательной воды перед парогенератором.

Рисунок 2. Графическая схема турбоустановки

Расчетное исследование параметров тепловой схемы проводилось варьированием температуры питательной воды ^В и давления пара в отборе рОБ с одновременным расчетом КПД цикла. Изменение температуры и давления пара в отборе влечет за собой изменение расхода пара на регенеративный подогреватель GОБ и, как следствие, изменение пропуска пара в проточной части турбины. Поэтому в схеме использовался компонент «Подбор», который путем регулирования значения расхода свежего пара Go поддерживает выработку заданной суммарной мощности турбоустановки.

В результате КПД цикла повышается с увеличением температуры питательной воды ^В и со снижением давления пара в отборе рОБ - рисунок 3.

Следующее расчетное исследование проводилось при возможно большей температуре питательной воды 1ПВ, близкой к температуре насыщения и варьированием давления пара в отборе рОБ. Результаты расчетов приведены на рисунке 4.

Была произведена оптимизация параметров тепловой схемы по КПД с использованием компонента «Оптимизатор» методом Флетчера-Ривса.

Рисунок 3. Влияние температуры питательной воды и давления

пара в отборе на КПД

Рисунок 4. Влияние давления пара в отборе на КПД и температуру питательной воды

В результате получили: КПД = 0,3741; рОБ = 1,132 МПа; 0ОБ = 2,317 кг/с; 1ПВ = 185,3 0С; О0 = 9,96 кг/с.

Впервые данная статья была опубликована в сборнике материалов IV Международной научно-практической конференции «Теория и практика актуальных исследований» (15 мая 2013 г., Краснодар).