Создание и поддержание высокого вакуума: значительное снижение давления выхлопа турбины, увеличение эффективного перепада энтальпии пара в турбине, повышение эффективности и производительности установки.
Конденсатор (также известный как водоуловитель) является важнейшим теплообменным оборудованием в турбогенераторной установке. Он расположен на выхлопном патрубке турбины, и его основная функция заключается в эффективной конденсации отработанного пара низкого давления и низкой температуры после завершения работы турбины в воду (конденсат) для достижения двух ключевых целей в тепловом цикле:
1. Создание и поддержание высокого вакуума: значительное снижение давления выхлопа турбины, увеличение эффективного перепада энтальпии пара в турбине, повышение эффективности и производительности установки.
2. Регенерация высококачественного конденсата: обеспечение чистой питательной воды для котла и достижение замкнутого цикла рабочей массы (вода-пар-вода), снижение потребления воды и затрат на химическую обработку воды.
В соответствии с различными средами охлаждения, конденсатор в основном делится на:
Конденсатор с водяным охлаждением: вода (морская вода, речная вода, озерная вода или циркуляционная вода градирни) в качестве охлаждающей среды, наиболее широко используется.
Конденсатор с воздушным охлаждением: воздух в качестве охлаждающей среды, обычно используется в районах с дефицитом воды или высокими экологическими требованиями к случаю.
Конденсатор играет незаменимую роль в турбинных установках тепловых электростанций (тепловых, атомных) и некоторых промышленных приводах:
1. Завершение теплового цикла (цикл Ренкина):
Это его самое главное назначение. Конденсация отработанного пара турбины в воду, возврат рабочей массы из газообразного состояния (пар) в жидкое (вода), обеспечение питательной водой котла и достижение непрерывной циркуляции рабочей массы.
2. Для создания и поддержания вакуума на выхлопном патрубке турбины:
Снизить давление выхлопа (противодавление) турбины.
Увеличить эффективный перепад энтальпии пара в турбине (разность энергий на входе и выходе).
Значительно повышает КПД турбины и удельную производительность. На каждый 1 кПа снижения противодавления повышение КПД может достигать 1 % и даже выше, что очень полезно для крупных установок.
3. Получение высококачественного конденсата:
Конденсат - это вода высокой степени очистки (сам пар чистый).
Утилизация конденсата в качестве питательной воды для котлов значительно снижает необходимость и стоимость дополнительной обработки воды за пределами электростанции (химическая обработка воды стоит дорого).
Рекуперируется тепло самого конденсата (температура конденсата обычно близка к температуре насыщения, соответствующей давлению нагнетания).
4. Передача и сброс тепла:
Низкосортное отходящее тепло, переносимое отработанным паром турбины, которое не может быть преобразовано в механическую работу, передается в охлаждающую среду (воду или воздух) и, наконец, сбрасывается в окружающую среду (градирню, водоем или атмосферу). Это неизбежная потеря энергии в тепловом цикле (потеря холодного источника), но конденсатор должен эффективно выполнять эту задачу для поддержания вакуума.
5. Удаление кислорода (вспомогательная роль):
В тепловом колодце конденсатора, из-за насыщенного состояния и вакуумной среды, часть неконденсирующихся газов, растворенных в конденсате (в основном кислород), будет высвобождена, может быть откачана насосным оборудованием, конденсат играет предварительную роль в деоксигенации, чтобы уменьшить нагрузку на последующий деоксидатор, защитить трубопровод и оборудование от кислородной коррозии.
6. Специальное применение (конденсатор с воздушным охлаждением):
Решение проблемы нехватки воды: ключевая технология для строительства угольных электростанций в богатых углем и дефицитных по воде районах.
Снижение потребления воды и воздействия на окружающую среду: исключение использования большого количества охлаждающей воды, снижение теплового загрязнения водоемов теплой дренажной водой и экологического воздействия отбора воды.
Упрощение системы: исключение огромной системы охлаждающей воды (насосная станция для забора воды, трубопровод, градирня и т. д.).
Хотя конденсатор не вырабатывает электроэнергию напрямую, он является ключевым оборудованием для эффективной, экономичной и надежной работы современных крупных турбогенераторных установок. Его эффективная теплообменная способность, надежное поддержание вакуума и высокое качество регенерации конденсата составляют краеугольный камень замкнутого теплового цикла. Будь то высокоэффективная технология водяного охлаждения или технология воздушного охлаждения, адаптированная к особым условиям эксплуатации, конструкция и уровень производства конденсатора оказывают непосредственное влияние на эффективность преобразования энергии и экономичность работы всей электростанции. Понимание принципа его работы, процесса изготовления и использования имеет решающее значение для освоения эксплуатации и технического обслуживания электростанций.