Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Режимы работы и эксплуатация ТЭС - файл Тема 10 ДР.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

Тема 10 ДР.doc

Тема 10. Диаграммы режимов теплофикационных турбин
Диаграмма режимов в графической форме выражает зависимость между расходами пара, электрической мощностью , тепловой нагрузкой турбоагрегата и другими параметрами, определяющими режим работы турбины и ее экономичность.

Количество параметров, определяющих тепловую экономичность теплофикационного агрегата, довольно велико. Кроме расхода пара и тепловой нагрузки и электрической мощности, ими являются: давление в регулируемых отборах, расход сетевой воды, температура прямой и обратной воды, недогрев воды в СП, давление в конденсаторе, начальные температура и давление пара и т.д.
Q = f ( tо , Pо , Dо ,Dпп, tпп, Pк , Pт ,N, Qт , tпр , tос ).
Учитывая, что влияние отдельных параметров не очень велико, при построении диаграмм режимов к ней дополнительно прикладывают несколько отдельных графиков в виде поправок. В результате количество взаимосвязанных величин, рассматриваемых в диаграмме режимов, существенно сокращается и тогда Qо = f ( Nэ , Qт ,Pт ,Dк ) При этом начальные параметры tо , Pо фиксируются.

Диаграмма режимов строится для конкретных температурного графика теплосети, расхода сетевой воды и Dк . В этом случае Qт и Pт т.е. тепловая нагрузка и давление в регулируемом отборе связаны между собой через G, tпр и tос и Qт .

Без искажений можно на плоскости диаграммы представить только функционал имеющий не более трех членов. Поэтому при представлении диаграммы часть действительных зависимостей между параметрами может быть заменена на приближенные зависимости.

Для построения диаграммы режимов всю турбину условно делят на предотборную часть и послеотборную. В этом случае часть низкого давления рассматривается как конденсационная турбина с фиксированным расходом пара в конденсатор и заданным Рк . (Иногда расход пара в конденсатор рассчитывают для каждого уровня давления в регулируемом отборе перед диафрагмой, в соответствии с расходной характеристикой диафрагмы, но такие расчеты более сложны и, как правило, менее точны, так как погрешность определения расхода пара в конденсатор достаточно велика).
^ Диаграмма режимов с одним регулируемым отбором.
В первой части курса мы рассматривали режимную паровую характеристику конденсационной турбины в виде наклонной прямой линии с изломом в точке экономического режима. Тангенс угла наклона этой прямолинейной характеристики обозначался через «r» и назывался относительным приростом. Более точно при сопловом парораспределении эта характеристика слегка волнообразна, но мы ее приближенно спрямляли.

Теперь мы рассмотрим также условно спрямленную паровую характеристику (диаграмму режимов) теплофикационной турбины.

Начнем с простейшего случая – турбины с одним регулируемым отбором пара.

Диаграмма режимов в этом случае должна давать взаимосвязь трех величин: расхода пара в «голову» турбины D, электрической мощности N и расхода пара в регулируемый отбор Dn.

Начнем с теоретического метода ее построения.

На рис.10.1 показана построенная по теоретическим зависимостям спрямленно линейная диаграмма режимов такой турбины без регенерации.


Рис.1.10. Диаграмма с одним регулируемым отбором.


Сетка наклонных прямых линий с постоянным расходом пара в отбор DП = const выражается зависимостью

(1)

где – расход пара при холостом ходе турбины в конденсационном режиме при Dn = 0, равный ;

Dн – номинальный (максимальный) расход пара в «голову» турбины в режиме работы с отбором пара;

расход пара на холостой ход турбины в конденсационном режиме;

относительный прирост расхода пара в «голову» турбины в режимах работы с постоянным отбором Dn = const;

«коэффициент недовыработки» энергии паром отбора, введенный в учебные курсы «Тепловые электрические станции» профессором Л.И.Керцелли, выражающийся формулой

(2)

Расход пара при номинальной мощности в конденсационном режиме определяется формулой

(3)

.

Одной из характеристик теплофикационных турбин является величина номинального отбора пара DПН. Этой величине соответствует расход пара в «голову» турбины при номинальной мощности и номинальном отборе:

(4)

Номинальному (максимально возможному) расходу пара в «голову» теплофикационной турбины соответствует верхняя горизонтальная граница диаграммы режимов.

Наклонной нижней границей диаграммы режимов является конденсационный режим работы при DП = 0.

Правой вертикальной границей диаграммы режимов является номинальная (максимально-длительная) электрическая мощность турбоагрегата Nн.

Левой наклонной пунктирной границей диаграммы режимов является режим работы с противодавлением при нулевом расходе через ЧНД и .

Однако работать с нулевым пропуском пара через ЧНД в конденсатор не разрешается по причине повышения температуры выхлопного патрубка турбины и лопаток последней ступени. Поэтому реальной левой наклонной границей диаграммы режимов является линия , изображенной на рис.10.1 в виде сплошной линии, параллельной пунктирной линии.

Параллельно этой круто-наклонной границы на диаграмме режимов проходит пучок наклонных параллельных линий постоянных пропусков пара в конденсатор Dк = const, выражающихся формулой

, (5)

где – расход пара на холостой ход турбины в режиме с противодавлением;

относительный прирост расхода пара на турбину в режиме с постоянным пропуском пара в конденсатор Dk = const.

Величины и указаны на рис.10.1.

Используя формулы (1) – (5), можно таким путем построить теоретическую диаграмму режимов турбины с одним регулируемым отбором пара).

По аналогии с этой теоретической (спрямленной) диаграммой режимов, на реальной диаграмме режимов учитывается потери от дросселирования в регулирующих органах на впуске пара в голову турбины и от дросселирования пара в входе в ЦСД (ЦНД) при регулировании параметров отбора.

Здесь дополнительно показана линия максимального расхода пара через ЧНД в конденсатор . На этой линии при , т.е при максимальном расходе пара в «голову» турбины обеспечивается электрическая мощность – максимально-кратковременная мощность турбины. Эта мощность именуется «кратковременной» или перегрузочной, поскольку работа турбоагрегата при такой электрической нагрузке допускается лишь в течении ограниченного времени.

Заштрихованная на диаграмме режимов зона (треугольник «bcf») представляет собой область перегрузки (зона нерегулируемого давления пара в отборе) или иначе – зона повышенного давления регулируемого отбора.

На диаграмме режимов (рис.22) показана также точка экономической мощности турбины Nэ при экономическом отборе пара Dmэ. Этой точке на диаграмме режимов соответствует режим наиболее экономичной работы турбины (расчетный режим завода).

Дополнительно на рис.22 показан графический способ определения составных частей электрической мощности турбины Nчвд и Nчнд, а также мощности Nк – потока пара, работающего во всей проточной части турбины от начала ЦВД до выхлопа в конденсатор, и Nm – мощности, создаваемой в турбине потоком пара, уходящим в отбор.На диаграмме режимов имеется еще точка «предельного отбора» – максимально возможного отбора пара из турбины при пониженной электрической мощности, находящейся на пересечении графиков и .

Номинальная мощность турбины Nн и ее максимальная по паспорту мощность Nм у ряда агрегатов взаимно совпадают.
Диаграмма режимов турбин с 2-мя независимо регулируемых отборами пара (типа ПТ)

К числу таких турбин относилась турбина типа ВПТ-50-90 из числа старых выпусков ЛМЗ ПТ-80/100-130/13, турбины Уральского турбомоторного завода (г.Екатеринбург) ПТ-50/60-130/7, ПТ-135/165-130/15 и некоторые другие турбины.

Принципиальная схема расположения регулирующих органов у турбин изображена на рис.10.2.

В качестве органов для регулирования давлений пара в отборах у таких турбин ранее применялись групповые клапаны, а также – поворотные заслонки. Позднее они повсеместно были вытеснены поворотными диафрагмами.

Диаграмма режимов турбины с двумя независимо регулируемыми отборами пара должна устанавливать взаимосвязь четырех величин: D – расхода пара в «голову» турбины, N – электрической мощности, DП – расхода пара в «промышленный» (верхний) отбор и Dm – расхода пара в теплофикационный (нижний) отбор.

Принцип построения диаграмм режимов турбин с двумя независимо регулируемыми отборами пара был предложен в 40-е годы инженерами ЛМЗ А.С.Зильберманом и Н.В.Локтионовым: турбина с двумя регулируемыми отборами пара условно заменялась фиктивной турбиной с одним верхним («промышленным») отбором DП.




Рис.10.2.Принципиальная схема турбоагрегата с двумя независимыми регулируемыми отборами.

Рис.10.3. Диаграмма режимов с двумя независимо регулируемыми отборами.

Нижний (теплофикационный) отбор условно направляется в ЧНД и далее в конденсатор. В ЧНД этот пар создает дополнительную мощность

(1)

Диаграмма режимов такой фиктивной турбины с одним «промышленным» отбором пара DП изображается в верхнем квадранте (рис.10.1).

Она не отличается от диаграммы режимов обычной одно-отборной турбины, которая уже была нами рассмотрена. Только здесь нижней границей диаграммы в верхнем квадранте является режим нулевого расхода пара в верхний («промышленный») отбор DП = 0.

Левой верхней наклонной (пунктирной) границей этой части диаграммы (в верхнем квадранте) служит минимальный пропуск пара через ЧСД турбины .

Другой левой верхней слабо наклонной (сплошной) границей в верхнем квадранте диаграммы является максимальный «промышленный» отбор пара .

Горизонтальная верхняя граница диаграммы режимов в верхнем квадранте представляет собой максимальный расход пара в «голову» турбины .

Сетка слабо наклонных (сплошных) линий в верхнем квадранте соответствует постоянным значениям «промышленного» отбора от (наверху) до DП = 0 (внизу).

Сетка круто наклонных (пунктирных) линий в верхнем квадранте диаграммы соответствует постоянным значениям пропусков пара через ЧСД от до .

Линия является правой круто наклонной границей верхнего квадранта диаграммы режимов.

Заштрихованная область справа в верхнем квадранте соответствует области нерегулируемого (повышенного) давления пара в камере верхнего отбора РП.

В нижнем квадранте диаграммы режимов вниз от оси мощности расход пара в нижний (теплофикационный) отбор пара Dm. В этом же нижнем квадранте от оси мощности нанесены круто наклонные линии постоянной мощности N = const. Левая линия соответствует нулевой мощности (N = 0), а правая линия – максимальной мощности Nm = const. Этим учитывается дополнительная мощность, создаваемая условно направляемого в конденсатор пара нижнего отбора.

Следует заметить, что не вся область нижнего квадранта диаграммы режимов реальна: возможное максимальное значение нижнего отбора Dm турбины зависит от общего парового баланса турбины:

(2)

При заданном наибольшее значение нижнего отбора Dm определяется минимально допустимым пропуском пара через ЧНД в конденсатор .

Для учета этого в нижнем квадранте диаграммы режимов (рис.27) нанесены линии .

Ограничения максимально возможных расходов пара в верхний («производственный») отбор дает сетка слабо наклонных линий в нижнем квадранте.

Соответственно этому слабо наклонная пограничная линия в нижнем квадранте соответствует режиму работы с теплофикационным отбором пара Dm при нулевом расходе пара в верхний отбор.

Нижняя горизонтальная граница нижнего квадранта диаграммы режимов соответствует максимальному теплофикационному отбору пара .

Как видно из нижнего квадранта диаграммы режимов, максимальная мощность турбины при может быть достигнута только при одновременном некотором расходе пара в верхний («промышленный») отбор.

Предельный промышленный отбор пара теоретически соответствует максимальному пропуску пара в «голову» турбины Dмакс и минимально-допустимому пропуску пара через ЧСД и ЧНД в конденсатор . Этот режим на рис.27 не показан.

Предельный отопительный отбор соответствует максимальному пропуску пара через ЧСД и минимально допустимому пропуску пара через ЧНД в конденсатор .

Порядок пользования диаграммой режимов на рис.10.3 показан пунктирными линиями и точками «ABCEF».

Задаваясь электрической мощностью турбины N, находим на оси мощности точку «А». На оси теплофикационного отбора Dm находим точку «В». Проводя горизонталь , находим точку пересечения «С» с линией N = const, проходящей наклонно от точки «А». От точки «С» проводим вертикаль в верхний квадрант до пересечения в точке «Е» с линией , соответствующей заданному «промышленному» отбору пара. При этом, надо проверить, чтобы величина не превышала максимально-допустимое значение , соответствующее точке «С».

От точки «Е» проводим горизонталь влево до координатной оси и находим на ней точку «F», соответствующую искомому расходу пара в «голову» турбины.

Заводская диаграмма режимов турбины действительна для номинальных давлений регулируемых отборов пара, номинальных параметров свежего пара Ро и to и номинальному давлению Рк (вакууму) в конденсаторе турбины.

При отклонениях этих параметров от нормы завод рекомендует пользоваться поправочными кривыми, прилагаемыми к диаграмме режимов.

***

Из всего многообразия режимов теплофикационных турбин завод-изготовитель дает лишь несколько гарантируемых режимов, которые являются исходными («опорными») для пересчетов тепловых схем ТЭЦ на любой другой режим.

Например, для турбин типа ПТ заводом выдаются следующие гарантируемые режимы:

  1. конденсационный режим работы при Nн, DП = 0 и Dm = 0;

  2. режим предельного промышленного отбора при , и при и ;

  3. режим предельного теплофикационного отбора турбины при , и , когда и ;

  4. теплофикационный режим при некоторых средних (номинальных) значениях обоих отборов и .

Последний четвертый режим из указанных выше четырех наиболее удобен в качестве исходного («опорного») режима при пересчетах на другие теплофикационные режимы.

При пересчетах используется формула Стодола-Флюгеля.

Протечки пара через уплотнения турбины пересчитываются пропорционально пропуску пара в «голову» турбины.

Давление пара в камере регулирующей ступени пересчитывается пропорционально расходу пара через первый отсек ЦВД после регулирующей ступени.

Расходы пара в регенеративные подогреватели высокого давления пересчитывается пропорционально расходу пара в «голову» турбины
^ Диаграммы режимов турбин с двумя совместно регулируемыми отборами пара.
Диаграммы режимов этого типа имеют турбины Т-100-130, Т-175/210-130, Т-250/300-240 и ряд других аналогичных турбин. Основная идея, заложенная в построении диаграмм режимов этих турбин, аналогична идее, предложенной в в свое время инженерами ЛМЗ Зильберманом и Локтионовым, изложенной выше. Диаграмма режимов построена исходя из разделения теплофикационных режимов на две группы:
а) работа по тепловому графику нагрузки
б) работа по электрическому графику нагрузки.

При работе турбины по тепловому графику нагрузки определяют электрическую мощность и расход свежего пара. При работе турбины по электрическому графику нагрузки возможно произвольное сочетание тепловой и электрической нагрузок.

Основная сетка линий верхнего и нижнего квадрантов представляет режимы работы по тепловому графику нагрузки. При неизменном расходе свежего пара и температуре подогрева сетевой воды tпс уменьшение тепловой нагрузки приводит к увеличению электрической мощности. (Мое замечание: при этом уменьшение тепловой нагрузки Qò должно сопровождаться снижением tпс!) Усредненные значения приращения мощности при уменьшении тепловой нагрузки представлены в нижнем квадранте семейством тонких линий. Сочетание основных и тонких линий определяет теплофикационные режимы работы турбины по электрическому графику нагрузки.

Конденсационный режим с выключенным регулятором давления в отборе представлены в верхнем квадранте диаграммы линией "конденсационный режим". Изображенная на следующей странице соответствует режиму с двухступенчатым подогревом сетевой воды в нижнем и верхнем сетевых подогревателях.

В этом случае линиям tпс=const (80, 90, 100, 110 и 118 oC) соответствует температура сетевой воды за верхним сетевым подогревателем. Имеется (не представленная в этом конспекте лекций) другая аналогичная диаграмма режимов, весьма похожая по форме, относящаяся к режиму с одноступенчатым подогревом сетевой воды, где нанесены tнс=const, соответствующая температуре сетевой воды за нижним сетевым подогревателем. Выпущенная ОРГРЭС диаграмма режимов для этой же турбины Т-250/300-240-3 отличается от изображенной выше диаграммы лишь тем, что там вместо линий tпс=const нанесены линии pв=const (при двухступенчатом подогреве сетевой воды) и pн=const при одноступенчатом подогреве сетевой воды. Приняв в среднем недогрев воды в сетевых подогревателях 5 oC, можно перейти на диаграмму, изображенную на рисунке в конспекте лекций. Диаграмма пригодна для для обоих случаев:
а) при работе по электрическому графику нагрузки
б) при работе по тепловому графику нагрузки.
^ Пользование диаграммой режимов
На рис.10.4. представлен рисунок, который поясняет технологию использования диаграммы режимов.

а) при работе по электрическому графику нагрузки.
Для заданной мощности N находим на оси мощности точку В1 и проводим вертикальную линию. Для заданной тепловой нагрузки Qт на оси тепловой нагрузки находим точку А1 и проводим горизонтальную линию и находим точку пересечения вертикали и горизонтали в точке Б1. От этой точки проводим наклонную линию N=const до пересечения с линией tпс=const в нижнем квадранте и находим точку Г1. От точки Г1 проводим вертикаль до верхнего квадранта до пересечения там с аналогично заданной линией tпс=const. Этим определяется точка Д1 в верхнем квадранте. Через точку Д1 проводим горизонталь до осевой линии расхода пара в "голову" турбины и в точке Е1 находим искомый расход пара в турбину.

б) при работе по тепловому графику нагрузки сначала находим точку А на оси тепловых нагрузок , соответствующую тепловой нагрузке Qт. Проводим горизонталь до пересечения с линией tпс=const и находим эту точку Б. От точки Б проводим вертикаль до верхнего квадранта. В точке пересечения с осью мощностей N попутно находим в точке В мощность, развиваемую турбиной при этой тепловой нагрузке. Далее по вертикали в точке пересечения с линией tпс=const той же заданной температуры прямой сетевой воды находим точку Г. Проведя горизонталь от точки Г до осевой линии расхода пара находим в точке Д расход пара в "голову" турбины.

в) Для конденсационного режима сначала находим на оси мощности точку А2 и проводим вертикаль в верхнем квадранте до линии "конденсационный режим". Этим находим точку Б2. Затем, проводя от точки Б2 горизонталь, находим в точке В2 расход пара в "голову" турбины.

Для турбин Т-250/300-240-3 имеется еще одна диаграмма режимов – для режима с "отсечкой" ЦНД, то есть для работы с закрытыми задвижками на ресиверах dy 1600 мм из ЦСД-2 в ЦНД и с подачей "вентиляционного" пара в ЦНД из линии верхнего отбора по схеме, описанной ранее.
Р
ис.5. Диаграмма режимов турбины Т-250-240.

 См. учебник: Керцелли Л.И. и Рыжкин В.Я. «Тепловые электрические станции», Госэнергоиздат, 1956, 2-е издание, стр.161-163.



Скачать файл (2015.1 kb.)

Поиск по сайту:  

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