Известно, что КПД турбоустановки с регенерацией имеет максимальное значение при некоторых промежуточных значениях температуры питательной воды, т.е. между температурами конденсата на выходе из конденсатора и насыщения в котле [1]. Кривая зависимости близка к параболе и расположение максимума определяется при прочих равных условиях количеством регенеративных подогревателей. В частности, при одном подогревателе максимум расположен на 1/2 диапазона температур конденсата и насыщения. По мере увеличения количества подогревателей максимум смещается в сторону более высоких температур, а именно, при двух подогревателях максимум находится на 2/3 диапазона, при трёх – на 3/4 диапазона [1].
Представляет интерес нахождение такого максимума для конкретной турбоустановки. Такая задача была решена для турбоустановки Т-180/210-130 энергоблока № 1 Комсомольской ТЭЦ-3.
Первоначально был проведен компьютерный расчёт тепловой схемы Т-180/210-130 при номинальных начальных и конечных параметрах и номинальных параметрах системы регенерации питательной воды при работе в конденсационном режиме. Электрическая мощность энергоблока - 180 МВт, параметры острого пара 12,8 МПа и 540 0С, давление в конденсаторе 4 кПа. Система регенеративного подогрева состоит из четырех подогревателей низкого давления, деаэратора и трех подогревателей высокого давления.
Далее общий диапазон изменения температуры от температуры конденсата до температуры насыщения, т.е. от 27 до 311 0С был разделен равномерно на дискретные области с шагом изменения температуры около 47 0С. Для всех полученных значений температур на границах дискретных зон были выполнены расчеты тепловой схемы и получено распределение теплоты по подогревателям. Например, для второго подогревателя низкого давления прирост энтальпии конденсата составил: при 74 0С - 33,8 кДж/кг; при 121 0С - 70,6; при 168 0С - 97,5; при 215 0С - 133,1; при 262 0С - 172,3; при 311 0С - 208,0 кДж/кг.
По результатам вычислительных экспериментов было установлено, что КПД по производству электроэнергии весьма зависит от температуры питательной воды и имеет явно выраженный оптимум для данного количества подогревателей. Для турбоустановки Т-180/210-130 при штатном составе системы регенерации оптимальная температура питательной воды составила около 248 0С, что близко к паспортному значению. При этом были получены следующие технико-экономические показатели: удельный расход условного топлива на производство электроэнергии 297 г/кВтч, электрический КПД турбоустановки 45,8 %, КПД станции по производству электроэнергии 41,3 %.
Для данной температуры было получено распределение величины подогрева питательной воды (в кДж/кг) по регенеративным подогревателям (рис.)
Рис. Распределение величины подогрева питательной воды по регенеративным подогревателям
Следует также отметить, что полученный характер распределения регенеративного подогрева сохраняется независимо от температуры питательной воды, а абсолютные значения подогрева значительно разнятся.