2.2.5 Регулирование температуры вторичного перегрева

На современных мощных паротурбинных установках предусматривается повторный перегрев пара после цилиндр высокого давления (ЦВД) турбины. При этом регулирование с помощью впрыска оказывается неэкономичным: пар, образовавшийся в результате испарения охлаждающей воды, не проходит через ЦВД турбины, что приводит к снижению КПД тепловой установки. Для регулирования температуры вторичного перегрева пара обычно используются поверхностные теплообменники.

Способы и схемы регулирования.

1. Регулирование с помощью паропарового теплообменника (ППТО). Конструктивно ППТО представляет собой вынесенный из газоходов котла корпус, выполненный из трубы большого диаметра (300 - 400 мм), внутри которого проходят змеевики труб малого диаметра, укреплённые в трубных досках. Внутри этих змеевиков проходит греющий пар ДГП - частично перегретый пар (до 450 - 520o С) первичного тракта; внутри трубы большого диаметра встречно проходит пар ДВП вторичного тракта с температурой 320 - 350oС (рис 2.7, вариант а). Регулирование температуры вторичного перегрева пара производится путём изменения его расхода через ППТО с помощью трёхходового клапана и обводного паропровода. В качестве резервного средства регулирования на случай чрезмерного повышения tвп предусматривается аварийный впрыск.

Рис. 2.7. Схемы регулирования температуры вторичного пара с помощью паропарового (пунктирная линия а) или газопарового (пунктирная линия б) теплообменников.

1,3-ступени вторичного пароперегревателя; 2-паропаровой или газопаровой теплообменник; 4-термопара; 5-дифференциатор; 6-регулятор температуры пара на выходе; 7-пароохладитель; 8-трехходовой регулирующий клапан; 9-обводной клапан; 10-аварийный впрыскивающий пароохладитель.

2. Регулирование с помощью газопаропарового теплообменник (ГППТО). Теплообменник сконструирован по принципу труба в трубе и представляет собой размещённую в газаходе систему змеевиков из труб диаметром 60Х3.5 мм, внутры каждой из которых проходят две трубки диаметром 16Х3 мм.. По трубкам малого диаметра движется греющий пар первичного тракта; на встречу ему по трубам большего диаметра проходит пар вторичного тракта. Трубы большого диаметра обогреваются топочными газами снаружи, что требует их надёжного охлаждения. В связи с этим через змеевики большого диаметра пропускается весь пар вторичного тракта и регулирование его температуры осуществляется путем изменения расхода греющего пара рис 2.7 вариант б).

Способы регулирования с помощью теплообменников экономически целесообразны, однако недостаток их состоит в появлении существенных взаимосвязей между системами регулирования первичного и вторичного перегрева пара. Диапазон регулирования не достаточно.

3. Регулирование перепуском части пара (в обвод конвективной поверхности нагрева вторичного пароперегревателя - паровой байпас) (рис 2.8). Конструктивно вторичный «холодный пакет» 1 размещается в зоне газов, сравнительно низких температур, а «горячий пакет» 2 в зоне газов высоких температур. Тепловосприятие параперегревателя регулируется трёхходовым клапаном 3, перепускающим часть «холодного» пара помимо первого пакета на вход второго. При таком способе регулирования температура вторичного перегрева практически не зависит от работы САР температуры первичного перегрева. В тоже время диапазон регулирования может быть достаточно широким.

Рис. 2.8 Схема регулирования температуры вторичного пара перепуском части пара помимо холодного пакета пароперегревателя.

ПИ- регулятор температуры 4 действует от двух сигналов - по отклонению температуры на выходе из вторичного пароперегревателя (основной) и дополнительного (исчезающего), сформированного с помощью дефференциатора 5 и датчика 6, установленного после смешения холодного и частично перегретого пара.