На тепловых электростанциях вода с помощью энергии сжигаемого топлива в котле нагревается до состояния водяного пара, приводящего во вращение турбоагрегат (паровую турбину, соединенную с генератором). Механическая энергия вращения преобразуется генератором в электрическую, часть пара отбирается от турбоагрегата и с помощью подогревателя высокого давления, дополнительно подогревает питательную воду, поступающую в котел, тем самым увеличивая КПД цикла производства.
Таким образом, основным показателем характеризующим более высокий коэффициент полезного использования топливо-энергетических ресурсов при работе ПВД, является расход энергоресурсов (природного газа) котлом станции.
В связи с наличием многочисленных дефектов в эксплуатируемых с советских времен ПВД, недогрев питательной после подогревателей воды составляет, примерно, 6,8 °С.
Неэффективный нагрев питательной воды происходит также из-за устаревшей конструкции трубной системы подогревателей. С 1972 г. ТКЗ «Красный котельщик» перешел на изготовление модернизированных ПВД типа ПВ. Более современные подогреватели марки ПВ предусматривают повышение надежности и экономичности ПВД усовершенствованием их конструкции, в частности изменением конструкции теплообменника с п-образной системы труб на спиральный змеевик, а также увеличением диаметра трубок теплообменника с 16 мм до 32 мм. Данные мероприятия по модернизации конструкции ПВД позволили снизить скорость питательной воды в теплообменнике от 2,5-3 м/с, имевшим место перед модернизацией, до значений 1,6-1,8 м/с, что позволило повысить эффективность нагрева воды и снизить расход пара соответственно. Также, в результате снижения скорости воды в трубах теплообменной поверхности уменьшилось гидравлическое сопротивление подогревателей.
Исходя из выше перечисленного приведем данные, показывающие энергетическую эффективность мероприятия по замене устаревших подогревателей на более современные ПВ-425-230-25-4.
Исходные данные:
— фактическая средняя температура питательной воды за ПВД — 231,5 °С;
— нормативная температура питательной воды за ПВД — 238,3 °С;
— недогрев питательной после ПВД воды — 6 ,8 °С;
— расход питательной воды через ПВД — 367,4 т/ч;
— рабочее давление питательной воды, номинальное — 19,1 МПа;
— температура питательной воды на выходе — 181,6 °С;
— количество часов в работе ПВД в 2015г. — 7562 ч; .
Расчетные данные:
— количество теплоты (удельная теплоемкость) требуемое на нагрев воды на 1 градус, при температуре воды 181,6 °С и давлении 19,1 МПа — 4276 Дж/кг° С;
— количество теплоты требуемое на нагрев воды количеством 367,4 т/ч на 1 градус за 1 час — 1571002400 Дж/°С;
— количество теплоты требуемое на нагрев воды количеством 367,4 т на 6,8 °С за 1 час — 10682816320 Дж;
— количество теплоты требуемое на нагрев воды количеством 367,4 т на 6,8°С за 7562 ч. — 80783457МДж;
— 80783457 МДж = 2756 тут;
Итого, за тридцати летний срок службы подогревателя ПВ-425-230-25-4, при работе агрегата по 7562 часов в год снижение потребления ТЭР позволяет получить:
— экономию тонн условного топлива — более 82680 тут.