С противодавлением

Принципиальная схема теплофикационной установки с противодавлением и диаграмма T–s цикла представлены на рис. III.28.

Схема теплофикационной установки с противодавлением конструктивно не отличается от схемы обычной конденсационной установки за исключением того, что в установке с противодавлением давление отработавшего пара на выходе из турбины поддерживается достаточно большим (отсюда название противодавление), настолько, чтобы температура отработавшего пара составляла 150…180^оС (давление насыщения при этом составляет 5…10 бар). По этой причине в установке с противодавлением конденсатор заменяется менее громоздким теплообменником, носящим название бойлер ( англ. boiler – котёл, кипятильник, испаритель).

Приведём алгоритм термодинамического расчёта теплофикационного цикла с противодавлением с учётом потерь в парогенераторе, турбине, механических и электрических потерь и потерь в тепловых сетях. Все эти потери численно оцениваются с помощью коэффициентов η _пг, , η _мех, η _эл, η _тс.

Будем считать заданными параметры острого пара p ₁, T ₁, давление отработавшего пара (давление в бойлере) p ₂, тепловую нагрузку .

С помощью диаграммы h–s или с помощью таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара находим стандартным образом удельные энтальпии h ₁, h ₂, h ₃. Далее, исходя из определения относительного внутреннего КПД турбины, находим действительное значение удельной энтальпии отработавшего пара

Считая бойлер идеально теплоизолированным, из его теплового баланса находим массовый расход пара в установке, обеспечивающий заданную тепловую нагрузку,

Мощность установки с учётом перечисленных потерь будет

Подведённое в парогенераторе тепло к рабочему телу

а тепловая мощность парогенератора с учётом потерь η _пг будет равна

что позволяет вычислить расход топлива при известном значении его теплотворной способности

В случае теплофикационной установки термический КПД цикла уже не полностью характеризует её экономическую эффективность, так как целью её создания является производство и электрической, и тепловой энергии. Теплофикационные установки характеризуются следующими эксплуатационными показателями:

– коэффициент использования тепла пара

– коэффициент использования тепла топлива

– коэффициент теплофикации

Для теплофикационной установки с противодавлением эти показатели оказываются следующими:

Отметим, что существенной особенностью теплофикационной установки с противодавлением является жёсткая связь между тепловой и электрической нагрузками. Это следует из определения коэффициента теплофикации и его выражения в для противодавленческой установки, где значения энтальпий если и могут меняться в зависимости от задаваемых потребителем тепловой и электрической нагрузок, то в весьма незначительных пределах. По этой причине теплофикационные установки с противодавлением используются в основном для обеспечения так называемых базовых нагрузок, величины которых определяются крупными тепловыми и электрическими потребителями вне зависимости от сезона и времени суток. В качестве таких потребителей могут выступать доменное и мартеновское производства, банно-прачечные комбинаты, электролизные производства и т.д.