Подогреватели низкого давления

Подогреватели низкого давления ПНД применяются в системах регенеративного подогрева основного конденсата паротурбинных установок. Оборудование использует теплоту пара из отборов турбины, повышая температуру воды перед последующими стадиями питательного тракта. Регенеративные теплообменники устанавливаются на тепловых электростанциях, ТЭЦ и других энергетических объектах с соответствующими паросиловыми установками.

Регенеративные теплообменники ПНД для паротурбинных установок

Подогреватель низкого давления представляет собой аппарат для передачи тепла от отборного пара основному конденсату. В поверхностных конструкциях рабочие среды разделены стенками теплообменных труб, а в смешивающих подогревателях нагрев происходит при непосредственном контакте пара и воды. Применение ПНД позволяет использовать часть теплоты пара в регенеративном цикле электростанции.

Основные технические характеристики подогревателей низкого давления

Виды подогревателей низкого давления для электростанций

Регенеративные подогреватели подразделяются на поверхностные и смешивающие конструкции. Поверхностные аппараты обеспечивают раздельное движение воды и греющего пара, тогда как в смешивающих происходит непосредственный контакт сред. Дополнительно оборудование различается расположением корпуса, исполнением теплообменной поверхности и наличием специальных зон охлаждения пара и конденсата.

Основные разновидности регенеративных подогревателей

Типоразмеры поверхностных подогревателей ПН

Поверхностные регенеративные подогреватели выпускаются с различной площадью теплообменной поверхности и расчётными параметрами. В отраслевой технической документации встречаются исполнения ПН-100, ПН-130, ПН-200, ПН-400 и другие. При выборе конкретной модели необходимо учитывать характеристики турбины, параметры отборного пара и расход основного конденсата. Приведённые обозначения являются примерами типоразмеров, а не перечнем подтверждённых позиций каталога.

Примеры типовых исполнений ПНД

Основной конденсат поступает в трубную систему подогревателя, а греющий пар подаётся в корпус аппарата. При контакте с теплообменной поверхностью пар охлаждается и конденсируется, передавая теплоту воде через стенки труб. Нагретый конденсат направляется к следующей ступени регенерации, а дренаж греющего пара отводится по предусмотренной схеме. Неконденсирующиеся газы удаляются через соответствующие устройства.

Основные стадии регенеративного подогрева:

• Подача основного конденсата в трубную систему.
• Поступление греющего пара из отбора турбины.
• Охлаждение перегретого пара при наличии соответствующей зоны.
• Конденсация пара на теплообменной поверхности.
• Передача теплоты основному конденсату.
• Охлаждение дренажа при наличии специальной зоны.
• Отвод конденсата греющего пара.
• Подача нагретой воды на следующую ступень регенерации.

Конструкция кожухотрубчатого подогревателя низкого давления

Поверхностный ПНД обычно включает цилиндрический корпус, трубную систему, водяную камеру и технологические присоединения. В энергетических установках применяются аппараты с U-образными теплообменными трубами, закреплёнными в трубной решётке. В зависимости от конструкции предусматриваются зоны конденсации пара, охлаждения перегретого пара и охлаждения дренажа. Исполнение и размещение внутренних устройств определяются рабочими чертежами.

Основные элементы поверхностного ПНД

Для более полного использования теплоты отборного пара отдельные конструкции ПНД оснащаются охладителем перегретого пара и охладителем конденсата греющего пара. Первая зона предназначена для снижения температуры поступающего перегретого пара, а вторая — для дополнительного охлаждения образовавшегося дренажа. Наличие и параметры этих элементов определяются типом подогревателя и тепловой схемой турбоустановки.

Смешивающие подогреватели низкого давления ПНС

В смешивающих подогревателях нагрев основного конденсата осуществляется при непосредственном взаимодействии воды с греющим паром. Такие аппараты отличаются от поверхностных отсутствием разделяющей теплообменной стенки в контактной зоне. Их применение требует соответствующей организации движения воды, отвода газов и поддержания параметров регенеративного тракта. Для смешивающих ПНД предусматриваются специальные схемы включения в конденсатную систему.

ПНД в системе регенерации паровых турбин

Регенеративные подогреватели последовательно повышают температуру основного конденсата на пути от конденсатора турбины к последующим элементам питательного тракта. Использование теплоты отборного пара позволяет уменьшать потребность в подводе тепла на дальнейших стадиях цикла. Количество ступеней низкого давления и схема отвода дренажей определяются конструкцией турбоустановки и проектными параметрами электростанции.

Основные области применения:

• Тепловые электростанции с паротурбинными энергоблоками.
• Теплоэлектроцентрали с конденсационными и теплофикационными турбинами.
• Конденсатные тракты энергетических установок.
• Системы регенеративного подогрева питательной воды.
• Паросиловые установки промышленных предприятий.
• Реконструкция и ремонт систем регенерации турбин.

Материалы подогревателя подбираются с учётом качества основного конденсата, характеристик отборного пара, давления и температуры. В поверхностных аппаратах применяются стальные корпуса и трубные системы из соответствующих материалов, включая коррозионно-стойкие стали. При выборе учитывают прочность, коррозионную стойкость, условия соединения труб с решёткой и требования к эксплуатационному контролю.

Тепловой расчёт и производительность подогревателя

Тепловая мощность ПНД зависит от расхода конденсата, температуры воды до и после аппарата, давления и состояния греющего пара. В расчёте учитываются теплота конденсации, температурный напор, площадь теплообмена, гидравлическое сопротивление трубной системы и возможное наличие специальных зон охлаждения. Номинальная поверхность не определяет фактическую производительность без учёта рабочих условий.

Основные расчётные параметры:

• Расход основного конденсата через аппарат.
• Температура воды на входе и выходе.
• Давление воды в трубной системе.
• Давление, температура и расход отборного пара.
• Необходимая тепловая мощность.
• Поверхность теплообмена.
• Гидравлическое сопротивление водяного тракта.
• Параметры конденсата греющего пара.
• Наличие зон охлаждения пара и дренажа.
• Требования к материалам и условиям эксплуатации.

Условное обозначение поверхностного подогревателя может включать тип аппарата, номинальную поверхность теплообмена, рабочее давление воды и пара, а также номер конструктивной модификации. Например, обозначение ПН-100-16-4-III указывает на подогреватель с поверхностью 100 м², параметрами давления воды и пара 16 и 4 кгс/см² соответственно и модификацией III. Расшифровку конкретной модели необходимо проверять по её паспорту и действующей технической документации.

Как выбрать подогреватель низкого давления для турбины

Подбор ПНД начинается с определения характеристик турбоустановки, расхода основного конденсата и параметров отборного пара. Для поверхностного аппарата устанавливают требуемую площадь теплообмена, допустимые потери давления и конструкцию трубной системы. При замене действующего оборудования дополнительно учитывают габариты, расположение штуцеров, схему дренажей и совместимость с существующим регенеративным трактом.

Исходные данные для технического задания:

• Тип паровой турбины и схема регенерации.
• Наименование и обозначение действующего подогревателя.
• Поверхностное или смешивающее исполнение.
• Расход основного конденсата, т/ч.
• Температура воды на входе и выходе.
• Рабочее и расчётное давление водяного пространства.
• Давление, температура и расход греющего пара.
• Требуемая тепловая мощность.
• Площадь теплообменной поверхности.
• Количество ходов воды.
• Материал корпуса и теплообменных труб.
• Параметры отвода дренажа и неконденсирующихся газов.
• Наличие встроенных зон охлаждения.
• Габаритные размеры и расположение патрубков.
• Требования к испытаниям, ремонту и техническому обслуживанию.

Для подбора регенеративного подогревателя рекомендуется предоставить техническое задание с характеристиками турбоустановки, параметрами отборного пара, расходом конденсата и требованиями к конструкции аппарата. При согласовании уточняются типоразмер, поверхность теплообмена, материалы, присоединительные размеры и условия монтажа. Возможность поставки, стоимость и окончательная комплектация определяются по конкретному исполнению оборудования.

Для покупки обратитесь к нашим менеджерам по номеру телефона +375 (25) 970-17-95 или электронной почте gomel@metatorg.ru