Диссертация (Совершенствование структуры и оптимизация режимных параметров автоматической системы управления мощностью ПГУ при ее участии в регулировании частоты и мощности в энергосистеме), страница 9

; ш 1---:----- 550 550 450 500 Рис.2.5. Опытные данные положения ВНА в зависимости от температуры наружного воздуха при стационарных нагрузках энергоблока ПГУ-450, работающем в скользящем режиме: 1 — +25'С; à — +15'С; 3 — +1О'С; 4 — +5'С; 5 — ( — 5)'С; 6 — ( — 10)'С; 7 — (-15)'С; 8 — ( — 25)'С С уменьшением темперагуры окружающей среды плотность поступающего в компрессор воздуха уменьшается, что приводит к уменьшению отбираемой мощности компрессора, в результате чего мощность газовой турбины возрастет. Нагрузка паровой турбины претерпевает компенсирующее влияние: с одной стороны, уменыпение температуры наружного воздуха приводит к снижению температуры выходящих газов из газовой турбины, и, как следствие, уменьшение температуры пара на входе в паровую турбину понизит ее мощность, с другой стороны, к увеличению расхода газов через котел-угилизатор, что увеличит расход пара через турбину и тем самым мощность паровой турбины возрастет.

Более существенное влияние на мощносп* энергоблока ЛГУ оказывает температура наружного воздуха при полностью открытом ВНА„без поддержания температуры уходящих газов ГТУ «см. табл. 2.5). Таблица 2.5. Влияние температуры наружного воздуха на показатели ПГУ-450 без поддержания температуры выходных газов ГТУ Продолжение табл 2.5 В этом случае изменение мощности ПГУ может достигать величины 1,0 МВт/'С, при более низких температурах. Снижение температуры воздуха ниже « — 5)'С приводит к недопустимо низким параметрам температуры выходных газов ГТУ «470'С) и, следовательно, температуре пара высокого давления «460'С), ухудшая надежность работы оборудования.

2.6. Распределение нагрузки между турбоагрегатами ПГУ-450 в зависимости от текущей мощности энергоблока и температуры наружного воздуха Распределение нагрузки между турбоагрегатами парогазовой установки устанавливается согласно уравнениям теплового и материального баланса теплоносителя. С учетом границ регулировочного диапазона ~43~ по результатам длительных экспериментов на тренажере были получены регрессионные уравнения для расчета доли мощности, приходящейся на паровую турбину «блине) энергоблока ИГУ-450 при работе на скользящем давлении пара Таблица 2,6.

Регрессионные уравнения вырабатываемой доли мощности паровой турбиной от нагрузки ПГУ в целом Козф!, фициент '; детерми.' нации Р Вид регрессионного уравнения доли вырабатываемой мсицности паровой турбиной от нагрузки знергоблока ПГУ Темпера- тура наруж- ного воздуха, сс Диапазон нагрузки ПГУ, МВт а. Лигу ~- Ь.

Лигу + с а Ь, 10' с 278,3 < Л~пм <402,3 — 146,7 ~ 73,273 132,3 — 248,2 46,613 ггг,8 < Лц, <320,1 0,9975 -129,7 68„829 ' 0,9999 0,9944 320,1< Л~ < 454,8 111,0 271,6 < Уцгу < 340,1 3403< Иц, <476 г 10 — 93,51 ~ 60,880 ! 0,9996 296,3 < Л~п у < 351,3 351„3 < Л~ц~-~ < 490,2 321,9<Л„, =-378,7 87,55 31,510 — 5 378,7 < Л~цгу < 495,8 61,131 ! 0,9997 высокого давления «регулирующий клапан высокого давления паровой турбины полностью открыт), в зависимости от нагрузки (4д-у) и температуры наруяаюго воздуха «» ) «см.

рис. 2.6). Коэффициенты регрессионных уравнений сведены в табл. 2.6. Регрессионные уравнения получены с коэффициентом детерминации Я выше 0,97 ~за исключением для г, = 5'С и 296,3<Л~ц-у<351„3МВт) и максимальным отклонением от экспериментальных данных, не превышающем 1%„что подтверждает наличие функциональной связи, Для температуры 5'С и нагрузки ПГУ ниже 351,3 МВт функциональная связь также прослеживается, но с той особенностью, что г' близок к нулю. Статистически это говорит о линейной независимости ~метод наименьших квадратов дает горизонтальную прямую) вырабатываемой мощности паровой турбиной от нагрузки энергоблока.

Доля мощности одной газотурбиной установки от обшей мощности блока при равномерной загрузке газовых турбин вычисляется по формуле: 1- ~~~~пт гт= 2 Полученные результаты приводят к ряду важнейших закономерностей; 1, Со снижением нагрузки олока ПГУ-450 для температур наружного воздуха выше 5'С доля мощности паровой турбины от общей мощности энергоблока растет. 2. Снижение температуры наружного воздуха приводит к уменьшению доли участия паровой турбины в выработки электроэнергии энергоблока.

~ 32 зю згв язв ;«вв Рис. 2.6. График отношения мощности паровой турбины к мощности блока в зависимости от нагрузки энергоблока и температуры наружного воздуха; 1- — +25'С; 3 — - +15'С; 3 — +10'С; 4 — — +5'С; Ю вЂ” (-5)'С; 6 — (-10)'С; 7 — — ( — 15)'С; 8 — ( — 25)'С, 9 — линия минимального положения ВНА зиз 3. С увеличением нагрузки энергоблока влияние температуры наружного воздуха на распределение нагрузки между турбоагрегатами уменьшается. 4. С уменьшением темперагуры наружного воздуха приблизительно ниже 5'С зависимость доли паровой турбины от нагрузки парогазовой установки имеет излом функции. Вышеизложенные обоснования, в первую очередь, связаны с процессом поддержания температуры выходных газов газотурбинной установки.

При работе блока на скользящих параметрах пара, регулирование нагрузки ПГУ происходит за счет изменения мощности газовых турбин. Регулятор мощности ГТУ меняет подачу топлива в камеру сгорания, одновременно воздействуя на ВНА для поддержания баланса топливо-воздух. При снижении нагрузки газовых турбин ВНЛ закрывается до минимального положения, и удержание температуры выходных газов ГТУ становится невозможным, тогда температура уходящих газов ГТ начинает падать (см. рис, 2.7) и вслед за ней уменьшается мощность энергоблока.

5зО "— - — --- — --.--- -- — -- — — — — -=- —; — — --- — --- —,-- — ---- — — -- — — — --т — -- —.--- — — — — —-- тйыххъ С ~40------- 1 490 -'- — -'--- ~ 480 -» — —-- ,Ушу, МВт, ( 450 250 ЗОО Рис. 2.7. Экспериментальные данные температуры выходных газов ГТУ в зависимости от температуры наружного воздуха при стационарных нагрузках энергоблока Г1ГУ-450, работавшем в скользящем режиме: 1 — +25'С; 2 — +15'С; 3 — +10'С; 4 — +5'С; Я вЂ” ( — 5)'С; 6 — ( — !О)'С; 7 — ( — 15)'С; 8 — (-25)'С Мощность энергоблока ПГУ при которой ВНА закрывается до минимального положения в зависимости от температуры наружного воздуха представлена в табл.

2.7. Таблица 2,7. Сопоставление мошности ПГУ-450 и температуры наружного воздуха во время минимального положения ВНА 10 ! 15 25 340,1 ! 320,1 ! 278,3 -15 -10 -5 5 413,8 395,3 ' 378,7 351,3 Регрессионное уравнение для определения мощности ПГУ-450 прн минимальном положении ВНА в зависимости от температуры наружного воздуха, в диапазоне ~ — 25)"С < 1„< 25'С, имеет вид: Л'„~, „СГ„,) =-1-10 в Гз, +1,289 10 з ~~, — О,б.т„, +1З1,442. Р.4) Вырабатываемую мощность паровой турбиной в общем случае можно записать в следующем виде: где Х~ — расход пара на турбину; ЛИ вЂ” срабатываемый теплоперепад паровой турбиной: 1)эч — электромеханическое КПД турбины.

Учитывая малое изменение КПД ПТ от нагрузки, мощность являегся функцией двух переменных: расхода пара и теплоперепада. Срабатываемый теплоперепад значительно зависит от начальных параметров пара: давления (р~) и температуры (Го). Паровая часть рассматриваемой ПГУ является чисто утилизационной, т.е. выработка пара, направляемого в турбину, осуществляется только за счет теплоты уходящих газов ГТУ. Утилизационный котел, воспринимающий тепдо выходных газов для подогрева питательной воды, в самом простейшем случае можно рассматривать как теплообменник. Следовательно, работая на скользящих параметрах пара, снижение расхода газов через КУ приводит к уменьшению тепловоспрнятия экранами котла, снижению на~а~ьных параметров остро~о пара и падению мощное~и паровой турбины, 2.7.

Исследование возможных способов регулировании мощности ИГУ Специфика работы ПГУ преимущественно в нерасчетном режиме указывает на значительные отличия ПГУ, как объекта управления, от традиционных энергоблоков. Это чрезвычайно сказывается на особенностях участия ПГУ в ОПРЧ и НПРЧ. Упрощенная тепловая схема ПГУ-450 представлена на рис. 2.8.

Рис. 2.8. Упрощенная тепловая схема ИГУ-450 с указанием регулирующих органов управления мощностью Основные управляющие воздействия при регулировании мощности ПГУ могут быть оказаны на: - регулирующий топливный клапан газовой турбины, - регулирующий клапан паровой турбины высокого давления; - регулирующий клапан паровой турбины низкого давления. Воздействие одним из перечисленных регулирующих органов оказывает особое влияние на мощность энергоблока.