Апроксимуючі залежності для визначення ентальпій води та водяної пари при розрахунках теплообмінних пристроїв паротурбінних установок (частина II – визначення ентальпії водяної пари)

Abstract

Виконані дослідження є частиною II комплексної роботи зі створення методологічного підходу визначення ентальпії води та водяної пари при розрахунках теплообмінного устаткування для оперативного керування режимами експлуатації парових турбін великої потужності, коли застосування таблиць термодинамічних властивостей робочих середовищ у «ручному» режимі не є вдалим. Теперішня частина II роботи, на відміну від частини I, де розглянуто визначення ентальпії води, присвячена визначенню ентальпії водяної пари. Запропоновано методологічний підхід отримання апроксимуючих рівнянь для визначення ентальпії за значеннями параметрів пари, що змінюються, аналогічний тому, як це було зроблено для води в частині I. З метою забезпечення необхідної точності апроксимації зона досліджуваних характеристик розділена по тиску на дві області – область вакууму (1 кПа ≤ Р≤ 100 кПа) та область надлишкового тиску (0,1 МПа ≤ Р ≤ 6 МПа), я ка у с вою ч ергу п оділена н а 3 регіони ( 0,1 МПа ≤ Р ≤ 1 МПа, 1 МПа ≤ Р≤ 3 МПа, 3 МПа ≤ Р ≤ 6 МПа). Оскільки вплив температури в зоні досліджуваних параметрів більш суттєвий, ніж тиск, виникла потреба ввести по температурі істотно більшу кількість інтервалів: 4 – в о бласті в акууму т а 1 5 – в області надлишкового тиску. В результаті запропоновано систему апроксимуючих рівнянь, що відзначається достатньою точністю визначення ентальпії у всьому досліджуваному діапазоні зміни параметрів перегрітої пари – тиску та температури. Для демонстрації отриманих результатів у роботі виконано приклад застосування методології, що запропоновано, до розрахунку конкретного теплообмінного пристрою. Наведено визначення витрати перегрітої пари в умовах теплової схеми теплофікаційної турбіни Т-250/300-240, що експлуатується на ТЕЦ, стосовно підігрівача високого тиску ПВТ-8 для одного з режимів експлуатації. В результаті отримано, що розбіжність величини витрати гріючої пари, визначеної за табличними значеннями, від витрати, визначеної за отриманими апроксимуючими залежностями, становить 2,2 %, що цілком допустимо для практичних потреб при експлуатації паротурбінних установок.The conducted studies are the II part of a complex work on creating a methodological approach for determining the enthalpy of water and water vapor in the calculations of heat exchange equipment for operational control of the operating modes of large power steam turbines, when the use of tables of thermodynamic properties of working media in the "manual" mode is not successful. The current part II of the work, in contrast to part I, where the determination of the enthalpy of water is considered, is devoted to the determination of the enthalpy of water vapor. A methodological approach of obtaining approximating equations for determining enthalpy from the values of changing steam parameters is proposed, similar to what was done for water in рart I. In order to ensure the necessary approximation accuracy, the zone of the studied characteristics is divided by pressure into two regions - the vacuum region (1 kPa ≤ Р ≤ 100 kPa) and the overpressure region (0.1 MPa ≤ Р≤ 6 MPa), which in turn is divided into 3 regions (0.1 MPa ≤ Р ≤ 1 MPa, 1 MPa ≤ Р ≤ 3 MPa, 3 MPa ≤ Р ≤ 6 MPa). Since the effect of temperature in the area of the studied parameters is more significant than pressure, there was a need to introduce a significantly larger number of intervals in terms of temperature: 4 – in the vacuum area and 15 – in the overpressure area. As a result, a system of approximating equations is proposed, which is characterized by sufficient accuracy in determining the enthalpy in the entire studied range of changes in the superheated steam parameters – pressure and temperature. To demonstrate the obtained results, an example of the application of the proposed methodology to the calculation of a specific heat exchange device is made in the work. The determination of the superheated steam consumption in the conditions of the thermal scheme of the T-250/300-240 heating turbine operated at the CHP, in relation to the PVТ-8 high-pressure heater for one of the operating modes, is given. As a result, it was found that the discrepancy between the value of the consumption of heating steam, determined according to the table values, and the consumption determined according to the obtained approximating dependencies, is 2.2 %, which is quite acceptable for practical needs in the operation of steam turbine plants.