Способ подогрева воздуха основным конденсатом турбоустановки в сочетании с экономайзером низкого давления

Рассмотрим способ предварительного подогрева воздуха в сочетании с экономайзером низкого давления.

Принципиальная схема, реализующая указанный способ, представлена на рисунке:

Для создания благоприятных условий повышения температуры воздуха на входе в котел перед воздухоподогревателем осуществляется отбор газов. Для охлаждения отбираемых газов параллельно воздухоподогревателю устанавливается экономайзер, включенный в систему регенеративного подогрева питательной воды низкого давления. Предварительный подогрев воздуха производится основным конденсатом турбины, отбираемым из тракта низкого давления до точки подачи воды на экономайзер. Охлажденный конденсат после калориферов сбрасывается перед первым по ходу воды регенеративным подогревателем. Таким образом обеспечивается с одной стороны, использование для подогрева воздуха теплоты вакуумных низкопотенциальных отборов пара, а с другой — вытеснение экономайзером низкого давления отборов более высокого потенциала.

Отбор части газов перед воздухоподогревателем на дополнительный экономайзер уменьшает водяной эквивалент дымовых газов, проходящих через воздухоподогреватель, приближая его к водяному эквиваленту нагреваемого воздуха. Поэтому кривая охлаждения газов идет круче, что увеличивает температурный напор на горячей стороне воздухоподогревателя. Вследствие этого улучшаются условия работы воздухоподогревателя, что, в свою очередь, позволяет повысить температуру предварительного регенеративного подогрева воздуха без существенного повышения температуры уходящих газов. Частичное вытеснение регенеративных отборов пара экономайзером низкого давления несколько снижает термодинамический эффект от введения парового подогрева воздуха. Однако за счет разницы давлений пара, используемого для подогрева воздуха в калориферах и вытесняемых экономайзером отборов пара, и за счет того, что количество теплоты, воспринимаемое экономайзером низкого давления, меньше тепловосприятия калориферов, может быть получено существенное повышение экономичности установки. При реализации схем с экономайзером низкого давления появляются трудности компоновки оборудования и регулирования расходов.

Проектные и технико-экономические исследования описанного выше способа позволили определить оптимальные пределы подогрева воздуха, выявить рациональную схему включения калориферов и экономайзера, найти наивыгоднейшую долю отбора газов на экономайзер и вычислить термодинамическую и технико-экономическую эффективность.

В качестве исходной принята тепловая схема К-500-240 ХТГЗ с подогревом воздуха до 30 °С паром из отбора с давлением 0,028 МПа. Количество газов, отбираемых на экономайзер, варьировалось от 5 до 15 %. Сжигаемое топливо — АШ. Определены изменения приведенных затрат для упомянутых выше вариантов по сравнению с исходным. Результаты расчетов представлены на рисунке (для случая отбора воды на экономайзер за третьим по ходу воды ПНД, оказавшегося в рассматриваемых условиях оптимальным):

Рассмотрение результатов сопоставления показывает, что:

• наивыгоднейшая температура подогрева воздуха оказывается равной примерно 70 °С при доле отборов. газов на экономайзер приблизительно 10%;
• наилучшей схемой включения экономайзера для рассматриваемых условий является схема с подачей воды на экономайзер после третьего ПНД; при этом температура подаваемой воды 104 °С минимальный температурный напор в экономайзере 16 °С, а доля конденсата пропускаемого через экономайзер, 22%;
• осуществление по рассмотренной схеме регенеративного подогрева воздуха до 70 °С позволяет получить экономию топлива примерно до 1,4 %; дополнительные капитальные вложения, окупаются за 3—4 года.

В проведенных исследованиях принято, что все элементы оборудования блока проектируются заново. В связи с этим мощность установки во всех вариантах принималась неизменной, производительность, котла определялась как функция степени подогрева воздуха.

Модернизация блоков по схеме с экономайзером низкого давления дает высокий экономический эффект. Экономия приведенных затрат для блока с турбиной К-300-240 при, расчетной стоимости условного топлива. 10 руб/т составляет 30 000 — 58 000 руб/год; для блока с турбиной К-200-130 22 000 — 38 000 руб/год. При стоимости условного топлива 15 руб/т экономия затрат возрастает в 1,5—2 раза. Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений 0,3—1,9 года. Экономия условного топлива 6000 т/год на блок 300 МВт и 4300 т/год на блок 200 МВт, что составляем 1 % годового расхода топлива.

Схема парового подогрева воздуха с экономайзером низкого давления позволяет повысить мощности блоков на 1,5 % в зимнее время и на 0,4—1,0 % летом без увеличения расхода пара в конденсатор. Это объясняется тем, что пар, вытесненный экономайзером низкого давления, может обеспечить дополнительную выработку энергии, которая превышает недовыработку энергии паром, используемым для подогрева воздуха.

Специальные фосфоновые кислоты для производства бытовой химии и подготовки воды на электростанциях доступны по ссылке.