Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Режимы работы и эксплуатация ТЭС - файл Тема6_2009.doc


Лекции - Режимы работы и эксплуатация ТЭС
скачать (2015.1 kb.)

Доступные файлы (19):

Tema5_2008.doc484kb.07.01.2010 20:17скачать
ВОПРОСЫ2009о.doc34kb.04.01.2010 14:28скачать
дополнение к теме1_05 ПерсоналТЭС.doc232kb.04.01.2010 17:14скачать
Напряжения в элементах при работе под нагрузкой.doc90kb.07.01.2010 20:10скачать
ПВД_ПНДЭкспплуатация_требования.doc125kb.19.09.2004 01:41скачать
Работа вспомогательного обрудования на частичных нагрузках.doc351kb.04.01.2010 20:12скачать
Сопловое и Дроссельное.doc302kb.04.01.2010 19:38скачать
Тема1_05.doc448kb.17.01.2010 21:22скачать
Тема 10 ДР.doc324kb.07.01.2009 17:35скачать
Тема2_2008.doc53kb.05.01.2009 13:54скачать
Тема3_2008.doc480kb.07.01.2010 20:14скачать
Тема6_2009.doc144kb.05.01.2009 19:44скачать
Тема7_2009.DOC51kb.05.01.2009 19:53скачать
Тема8_2009.doc73kb.07.01.2009 13:43скачать
Тема9.DOC231kb.07.01.2009 16:33скачать
Тема_переменные_ режимы.doc195kb.07.01.2009 18:59скачать
Температурные напряжения.doc192kb.04.01.2010 16:57скачать
Типовые задачи.doc107kb.16.01.2010 19:06скачать
Энергетические характеристики.doc269kb.07.01.2009 18:47скачать

Тема6_2009.doc

Тема 6._2008

Влияние отклонения параметров пара на работу турбоагрегата.
В процессе нормальной эксплуатации турбоагрегата неизбежны временные отклонения параметров от расчетного значения (давление и температура свежего пара, вакуума и т.д.).

Отклонение параметров, находящихся в пределах норм не вызывает сомнений с точки зрения прочности и надежности работы турбоагрегата. В этих случаях речь идет об экономичности.

При значительных отклонениях параметров вопросы прочности и надежности приобретают первостепенное значение:

а) Подобные изменения могут вызвать перегрузку отдельных ступеней и изменение температурного режима.

б) Перераспределение тепловых перепадов по ступеням турбины вызывает изменение реактивности ступеней, что отражается на условиях работы упорных подшипников и лопаточного аппарата(увеличение осевых усилий и изгибающих моментов).

в) Работа в нерасчетных режимах приводит к ухудшению внутреннего относительного КПД турбины и как следствие ухудшению КПД цикла в целом.

Для оценки возможности эксплуатации в таких режимах, особенно длительной, необходима проверка на прочность новых условий работы или оценка допустимых нагрузок турбины по мощности, в таких условиях или же оценка необходимости конструктивных изменений для работы в таких условиях.
Отклонение начального давления от нормы.
При полностью открытых клапанах или неизменном их положении, изменение давления пара приводит к изменению расхода пара, которое при отсутствии в ступенях критических скоростей можно определить по формуле СТОДОЛА-ФЛЮГЕЛЯ:

; (1.1)

где - соответственно расход, начальное давление, конечное давление и температура на входе при номинальном (известном расчетном) режиме.

-то же для нового режима, который рассчитывается.

Также расход пара можно определить по выражению:

; (1.2)

- удельные объемы при новом и известном режимах.

В итоге изменение давления приводит к изменению мощности и экономичности турбины.

Изменение расхода и давления приведет к изменению срабатываемых перепадов по ступеням проточной части турбины.

Давление в отсеках можно определять по той же формуле ФЛЮГЕЛЯ (1.1) или (1.2).

Для оценочных расчетов можно использовать упрощенную формулу:

; (1.3)

Если какая либо ступень или группа ступеней работает в области критической скорости пара, то расход изменяется прямо пропорционально изменению начального давления и формула для пересчета будет такой же (1.3)

В конечном итоге новая мощность турбины будет меняться в соответствии с формулой:

; (1.4)

где: n- число отсеков турбины,

-расход пара через отсек в новом режиме,

-располагаемый теплоперепад i-го отсека в новом режиме.

Процесс расширения пара в турбине при отклонении



h, кДж/кг










0








S , кДж / кгОС
Рис 2.2 Изменение рабочего процесса пара в турбине при повышении давления острого пара и неизменном положении регулирующих клапанов.

______ основной процесс; _ _ _ изменение процесса при отклонении давления острого пара.

h, кДж/кг








0











S, кДж / кгОС

Рис 2.3. Изменение рабочего процесса пара в турбине при понижении давления острого пара и неизменном положении регулирующих клапанов.

______ основной процесс; _ _ _ изменение процесса при отклонении давления острого пара.
Изменение мощности происходит за счет изменения давления и расхода.

Оценить эту величину можно также по формуле:

; (1.5)

и ,-соответственно относительные изменения мощности и давления.

m=(k-1)/k —где k показатель политропы,

—относительный перепад давлений.
Изменение процесса при повышении давления на входе в турбину.
Все ступени в этом случае при полностью открытых клапанах оказываются перегруженными. Наибольшую перегрузку испытывает последняя ступень, давление за которой остается постоянным.

В конденсационных турбинах, где противодавление невелико, основную опасность представляет увеличение изгибающего момента, действующего на лопатки.

В турбинах с противодавлением увеличение перепада на последнюю ступень может, кроме того, вызвать опасения за прочность диафрагмы.

Для приведения условий работы элементов к расчетным необходимо ограничить пропуск пара в турбину, с таким расчетом, чтобы давление в камере регулирующей ступени не превышало расчетного допустимого значения, что приведет к снижению давления во всех ступенях (допустимые давления за регулирующей ступенью даются заводом изготовителем в паспорте турбины).

Перегрузка регулирующей ступени в этом случае меньше той, которая возникает при нормальном начальном давлении и одном полностью открытом регулирующем клапане.

При увеличенном начальном давлении пара кроме режима с полностью открытыми всеми клапанами опасным будет режим с одним полностью открытым клапаном, вследствие перегрузки регулирующей ступени.

При длительной работе в таком режиме необходимо произвести перенастройку регулирующих клапанов, чтобы увеличить перекрышу начала открытия второго клапана, т.к. это приведет к увеличению давления за регулирующей ступенью и снизит теплоперепад регулирующей ступени.

В турбинах с дроссельным парораспределением, при частичных нагрузках повышение начального давления не отражается на ступенях турбины, т.к. дросселирование происходит в регулирующих клапанах. Только при полностью открытых клапанах может наступить перегрузка. Большому воздействию в этом случае подвергается последняя ступень турбины.

При всех условиях перевода турбины на повышенное давление необходимо провести оценку:

а) прочности паропровода,

б) сопловых коробок,

в) стопорных и регулирующих клапанов,

г) корпуса,

д) наиболее нагруженных ступеней

Если турбина не имеет промперегрева, то повышение давления приводит к росту влажности в последних ступнях, что необходимо учитывать. При изменении начального давления и постоянном противодавлении, приращение мощности изменяется прямо пропорционально изменению давления. Это положение справедливо для всех турбин, не имеющих регулируемых отборов.

На рис.2.4 представлена зависимость изменения мощности от отклонения начального давления для турбины К-300-240.


Рис.2.4. Изменение мощности турбины К-300-240 при отклонениии давления острого пара.

Значительно более сложная зависимость получается для экономических показателей, которые в каждом отдельном случае считаются для конкретных условий.
На рис.2.5 приведены значения относительных изменений удельного расхода теплоты от изменения начального давления, полученные по результатам испытаний для турбины К-300-240 ЛМЗ:


средняя поправка на изменение Ро10 кг/см2

при Nт >208 МВт увеличение –3

уменьшение +0,05
при Nт <208 МВт

увеличение –0,15

уменьшение +0,15

Рис.2.5. Изменение удельного расхода теплоты на производство электроэнергии при отклонении начального давления пара.
Изменение начальной температуры пара.
При изменении начальной температуры пара расход его через турбину, работающую с полностью открытыми клапанами, может быть определен по формуле:

; (1.6)

При увеличении начальной температуры расход пара в голову турбины уменьшается, а при уменьшении наоборот, увеличивается.

Что касается теплового перепада на турбину, то он с повышением температуры увеличивается, а с понижением- уменьшается.

Таким образом, при расчете мощности эти два фактора будут действовать во взаимно противоположных направлениях.

Однако, как правило, изменение теплоперепада сказывается в этом случае сильнее.

При повышении мощность турбоагрегата возрастает при полностью открытых клапанах.

Однако это не вызывает большого увеличения напряжений в элементах проточной части, поскольку теплоперепады на регулируемых ступенях увеличатся незначительно, а теплоперепад регулирующей ступени возрастет, но будет значительно меньше, чем теплоперепад при расчетных параметрах и одном полностью открытом клапане.

Особое внимание при повышении начальной температуры пара надо обращать на возможность ухудшения механических свойств конструкционных сталей при повышении температуры пара.

В основном это касается предела длительной прочности, предела текучести, ползучести и др.

Явление ползучести — свойство металла, заключающееся в возникновении остаточных деформаций при напряжениях, меньших предела текучести, проявляется при высоких температурах.

При длительном воздействии высокой температуры изменяется геометрия напряженных деталей, увеличивается диаметр трубопроводов, изменяется размер корпусов, клапанов, задвижек.

При длительной работе с высокими температурами ползучесть металла может привести к уменьшению напряжений в деталях с натягом (насадные диски, затяжка шпилек корпуса и т.д.).

Это явление носит название релаксации напряжений. При релаксации происходит переход упругих деформаций в пластические.

Поскольку деформация ползучести накапливается, то число часов использования высоких температур и сама величина максимального значения температуры регламентируются (200-300ч/г).

Понижение температуры приводит к увеличению массового расхода пара, что ведет к росту механических напряжений, а самое главное к росту влажности в последних ступенях. Последняя ступень турбины в этом случае работает с максимальными напряжениями.

Работа турбины на пониженных температурах пара на входе в турбину приводит к увеличению реактивности и росту осевого усилия, на что необходимо обращать внимание. Работа турбины с полностью открытыми клапанами при значительном снижении температуры пара не допускается.

Экономичность работы турбины увеличивается по мере роста начальной температуры пара и снижается по мере снижения температуры острого пара. Ниже представлены графические зависимости изменения рабочих процессов при отклонении температуры острого пара от номинального значения.

h, кДж/кг


t


0


t





0




S, кДж/(кг С)


Рис.2.6. Изменение рабочего процесса пара в турбине при снижении температуры острого пара.

______ основной процесс; _ _ _ изменение процесса при снижении температуры.

h, кДж/кг





0










Рис.2.7 Изменение рабочего процесса пара в турбине при повышении температуры острого пара.

______ основной процесс; _ _ _ изменение процесса при повышении температуры.

На рис. 2.8 представлена зависимость изменения относительного удельного расхода теплоты на турбину при изменении начальной температуры пара:


Средняя поправка на изменение to на 10С составляет 0,39%
Рис.2.8. Изменеие удельного расхода тепла на производство электроэнергии для при отклонении начальных параметров пара.

Тепловые испытания отечественных и зарубежных турбин показали, что эти изменения носят линейный характер. Это позволяет разработать усредненные поправки на изменение начальных параметров к нормальным характеристикам.

Такие поправки, полученные в результате испытаний, представлены в таблице 2.2.
Таблица 2.2


Турбина, завод-изготовитель


Номинальные параметры свежего пара

Поправки к расходу теплоты на отключение параметров свежего пара от номинальных, %

Давление

Температура, °С

Давление на ±0.1МПа (кгс/см2)

Температура ± 10°С

МПа

кгс/см2

К-300-240, ХТГЗ

23.5

240

540/540

N≥252 МВт

±0.015 N<252 МВт


± 0.39

К-300-240, ЛМЗ

23.5

240

540/540

N≥208 МВт

±0.015 N<208 МВт


± 0.39

К-200-130, ЛМЗ

12.75

130

565/565

-0.04

+0.05

-0.27

+0.28

К-160-130, ХТГЗ

12.75

130

565/565

-0.04

+0.05

-0.27

+0.28


К-100-90, ЛМЗ


8.8


90


535

N≥75 МВт

±0.013 N<75 МВт


± 0.35


^ ИЗМИНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПАРА ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ.
Изменение давления в промежуточном пароперегревателе меняется в прямо-пропорциональной зависимости от изменения начального давления или противодавления.

Гораздо большее влияние оказывает изменение температуры промперегрева пара.

Изменение температуры пара промежуточного перегрева, при постоянной начальной температуре, оказывает влияние на изменение режима работы как ЦВД так и ЦСД и ЦНД.

При увеличении tпп давление в промперегревателе возрастает. Это приводит к некоторой разгрузке ступеней ЦВД и перегрузке последних ступеней турбины. Понижение температуры пара после промперегревателя приводит к понижению давления пара в промперегревателе, вследствие чего перегруженной оказывается последняя ступень ЦВД. При этом ступени ЦСД и ЦНД будут работать с повышенной степенью реактивности, что приведет к изменению осевого усилия в турбине.

Все эти обстоятельства заставляют снижать нагрузку турбины при понижении температуры свежего пара и пара после промперегрева.

Колебания температуры пара после промперегрева приводят также к изменению экономичности блока.

Для определения этого изменения помимо изменения теплоперепада турбины необходимо учитывать и такие факторы как изменение температуры пара, поступающего в регенеративные подогреватели, и изменение влажности пара в последних ступенях турбины.

На рис.2.9. представлена зависимость изменения удельного расхода теплоты турбины К-300-240 ЛМЗ при отклонении температуры промперегрева.



Средняя поправка q на 10С составляет 0,12 %

Рис. 2.9. Изменение удельного расхода теплоты на производство электроэнергии при отклонении температуры промперегрева от нормативного значения.
Изменение давления промперегрева определяется ростом сопротивления тракта промперегрева котла и связана, как правило, с увеличением отложений в тракте промперегрева.

Рост сопротивления тракта промперегрева приводит к смещению рабочего процесса расширения пара в ЦСД и ЦНД и мощность турбины уменьшается. Растет степень сухости пара на выхлопе турбины, потери в конденсаторе возрастают. На рис. 2.10 представлен график изменения рабочего процесса пара при росте сопротивления тракта промперегрева.



Рис.2.10 Изменение рабочего процесса пара при росте сопротивления тракта промперегрева.

______ основной процесс; _ _ _ изменение процесса.
В процессе изменеия сопротивления тракта промперегрева экономичность работы турбины при этом меняется. На рис. 2.11 представлена зависимость изменения относительного удельного расхода теплоты на выработку электрической мощности при отклонении относительного сопротивления тракта промперегрева от номинального ( в качестве номинального принято отношение P/P`ЦНД НОМ 11%).

Рис. 2.11. Изменение экономичности работы турбины К-300-240 при изменении сопротивления давления промперегрева от номинального значения для разных уровней нагрузки


Скачать файл (2015.1 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации