Энергетические характеристики энергоустановок

Лекция №3

Энергетические характеристики энергоустановок

Оборудование проектируют на N_ном, когда установка работает:

1. Экономично;

2. Надежно.

Отклонение от N_н влево или вправо:

¯ экономичность, ¯ надежность.

При переменных режимах мощность меняется в широком диапазоне:

Рекомендуемые материалы

     0                       N_мин                                     N_н                      N_макс

 останов      ночной и воскресный провал                   непродолжительная работа с

перегрузкой на 10¸20%

Энергетические характеристики это зависимости в виде Q_o, D_o, B = f(N_э).

Применяются при:

1. расчете ТЭП на стадии проектирования;

2. оптимизации режимов ТЭС;

3. рациональной загрузке разнотипного оборудования;

4. выборе вариантов:

a) или ¯ N_бл;

b) или останов;

c) или перевести в резерв.

1. Конденсационная турбина (типа “К”)

Пар в количестве D_o поступает в турбину, совершив работу, почти полностью поступает в конденсатор (D_к » D_o).

В общем виде это степенная зависимость:     или (D_o)

где a – энергозатраты (теплоты, пара) на холостой ход

       – увеличение на 1 единицу мощности.

Для удобства пользования без большой погрешности (5%) эти характеристики представляют в двухлинейном виде с точкой перелома, соответствующей экономической мощности N_эк » N_ном, когда КПД = макс.

.

Чем ¯ r, тем режим турбины экономичнее. При N > N_н за счет ухудшения экономичности имеет место дополнительный расход теплоты (пара), т.е. вместо . При этом характеристики: Тепловая Q_o = f(N) и Паровая D_o = f(N) пропорциональны.

Удельный расход пара т.е. на основных режимах (слева N_н) это обратно пропорциональная зависимость с наинизшей точкой .

Из графика видно, что при перегрузке на 10 – 15% d выше, чем при недогрузке на 10 – 15%.

Чем ¯ r, тем турбоустановка экономичнее.

r и r^/ зависят:

1) от параметров P_o и t_o;

2) от единичной мощности.

Пример:

К – 200 – 130: , МВт

К – 300 – 240:

                                                                        N_эк

Если на ТЭС в работе несколько ТА, то при параллельной работе энергоустановок в первую очередь загружают ТА с r = мин.

При N = ОА сначала надо загружать ТА – 1, если нужна большая мощность N=АВ, то наоборот целесообразно загружать сначала ТА – 2.

2.

Противодавленческая турбина (типа “Р”)

Расход тепла: ;  Расход пара:

где , N_т – выработка электроэнергии на тепловом потреблении. Тогда .

Для турбины Р – 100 – 130/15: , МВт

3. Турбина с одним регулируемым отбором (типа “Т”)

Расход пара на турбину с отбором пара:

где D_o(к) – расход пара на турбину в чисто конденсационном режиме (при D_т = 0) и такой же N_э.

Для пара в отбор .

Коэффициент недовыработки мощности паром отбора .

Тогда расход пара на турбину:

Рассмотрим граничные случаи:

1. 1-й предельный случай: Конденсационный режим.

Расход в отбор. D_т = 0 ® a_т = 0 D = D_к

 (см. раньше)

Рассмотрим две точки:

а. N = 0 ® D = D_x.x.      б. D = 0 ®

По двум точкам проводим характеристику чисто конденсационного режима.

2. 2-й предельный случай: Противодавленческий режим.

D_к = 0  ®  D = D_т  ®  a_т = 1:   

а^/. N = 0  ®  D = D_x.x.^/ > D_x.x.  б. D = 0 ®

(точка а^/ выше а)                         (точки б совпадают)

По двум точкам а^/ и б проводим характеристику чисто противодавленческого режима.

3. Расход пара на турбину ограничен ее пропускной способностью (высота сопл и рабочих лопаток) – D_пред = пост.

4. Перегрузочная мощность N_пер > N_ном на 10 – 15% (ограничена мощностью электрогенератора) – 4-я линия.

Линии 1¸4 ограничивают диаграмму режимов.

Диаграмма покрыта параллельными линиями D_к = пост. и D_т = пост.

Теплофикационный отбор нельзя загружать полностью чтобы D_к = 0. Необходим D_к^min = 3¸6% от D_o (вентиляционный min для обеспечения теплоотвода от элементов ЦНД).

Для произвольной точки А имеется связь между N_A^A и тремя расходами D_o^A, D_к^А, D_т^А.

По диаграмме режимов определяют:

1. По заданным N и D_т ® D_o

2. По заданным N и D_т ® D_конд

3. Производят разбивку мощности на мощность, которую вырабатывает пар, идущий в отбор N_т, и пар, идущий в конденсатор N_к.

Если провести D_к^А до пересечения с D_т = 0, то вертикаль разделит N на N_т и N_к.

Тепловая характеристика для турбин с 2-мя регулируемыми отборами:

.

Величина –  снижает Q_o и учитывает экономию тепла за счет выработки электроэнергии на тепловом потреблении.

Пример:

ПТ – 135 –130/15: , МВт

Поправки к энергетическим характеристикам турбин “Т” и “ПТ”

Диаграммы режимов строятся при расчетных значениях P_o, t_o, P_отб, P_к. Отклонение параметров от норм сопровождается поправками.

Для этого используют многофакторные зависимости, полученные по результатам регрессионного анализа:

где факторы x_i = f(G_с.в., t_o,c., Q_отб, …)

G_с.в. – расход сетевой воды

Q_отб – тепловая нагрузка отбора

t_o,c. – температура обратной сетевой воды

При      ­ t_п.с. ® ­  ® ­ P_отб ®

т.е. Р_отб >  ® ­ h_т ® ¯ (h_o – h_т) ® ¯N_т = D_отб×(h_o – h_т)×h_м×h_г ® ¯N_э = N_э^о - DN (снижение DN учитывается поправками).

Топливная характеристика энергоблока и влияние                 определяющих факторов на ее изменение

Расход топлива, сжигаемого в КА энергоблока:

                                                                                  29,3 МДж/кг          

т.е. В = f(N_э, h_ка, h_тр, h_та)

Особенности:

1. B ~ N_э

h_ка^бр = f(D, состав топлива, t_п.в., Da, t_н.воз., r)

2.

3.

Потеря тепла на транспорт теплоты от КА к ТА не зависит от режима работы (DQ_тр = DQ_тр^н = пост для конкретного блока).

В идеале топливная характеристика представляет степенную зависимость при N_эком, соответствующей h_ка = макс.

На практике ее представляют в двухлинейном виде:

, т/ч

Для турбины К – 300 – 240:  b_э^/ = 0,29,   b_э^// = 0,31 

                                          Прирост расхода топлива на 1квт

Топливные характеристики даются для фиксированных условий: A^P, W^P, t_х.в. Поэтому при их измерении следует вводить поправки Db_э на удельный расход топлива b_э, что влияет на положение характеристики.

С учетом поправок Db_э получают нормативные характеристики B = f(N_э).

При моделировании переходных процессов используют многофакторные зависимости для оценки КПД:

Рекомендация для Вас - 2 Материализм.

h_ка^бр = f(Q_ка, a, t_п.в., t_х.в., А^пр)

Для котла D_н = 959 т/ч блока N = 300 МВт (топливо – уголь) аналитическая зависимость:

где  - значение фактора в нормируемом виде

x_тек, x_базов – значения параметра для текущего и базового режимов, I_i – шаг изменения фактора.

Для произвольного режима после подставления текущих значений Q_ка, a, …:

получаем: