Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

d ∆Q

r _к = 0,0342 1 + .

dQ₁

Следовательно, для определения r_к надо найти производную потерь по полезной нагрузке. Это делается путем аналитического или графического дифференцирования.

Взаимосвязь между удельным расходом топлива b, относительным приростом расхода топлива r_к и кпд η. Тангенс угла наклона расходной характеристики к оси Q в каждой точке соответствует удельному расходу топлива b = В/Q. Как видно из рис. 9.3. угол наклона кривой, а следовательно, и его тангенс сначала уменьшаются, а затем в какой-то момент времени начинают увеличиваться. Соответственно и удельный расход топлива при росте нагрузки сначала снижается (b_а >b_б> b_г), а затем вновь начинает возрастать (b_б = b_д).

В , 1

т ут/час 2

• д 3

б ^● г

а ● ^●

Q , ГДж/час

η _●

● ● ●

● ● ●

● b

r_к

Q , ГДж/час

I II III

Рис. 9.3. Взаимосвязь между удельным расходом топлива, относительным приростом расхода топлива и КПД котла.

В точке г удельный расход равен относительному приросту расхода топлива b = r_к, т.к. луч совпадает с касательной, а относительный прирост расхода топлива численно равен тангенсу угла наклона касательной к энергетической характеристике. В этой же точке (г) достигается минимум удельного расхода топлива (b) и максимальное значение КПД:

0,0342*100

η = .

b

Зоны I и III характеризуются снижением КПД и невыгодны для нормальной работы энергооборудования. Наиболее предпочтительна работа в зоне нагрузок II, что соответствует наиболее экономичной работе агрегатов, КПД близок к максимальному.

Расходные энергетические характеристики турбоагрегатов. Расходные характеристики паровых турбоагрегатов зависят от системы их регулирования и представляют собой выпуклые кривые или сочетания таких кривых (рис.9.4).

При возрастании нагрузки угол наклона касательной уменьшается. Это объясняется постепенным открытием дроссельного клапана, пропускающего пар в проточную часть турбины, и снижением потерь дросселирования.

Q Q I+II+III Q

I +II

I 176л

α ₁

α₂

Р Р Р

r _т r_т r_т

Р Р Р

а) б) в)

Рис. 9.4. Расходные характеристики паровых турбоагрегатов: а) дроссельное регулирование, б) сопловое или клапанное регулирование, в) обводное регулирование.

Использование в практических расчетах криволинейных характеристик весьма сложно. Поэтому их заменяют прямолинейными (рис.9.5). Обычно проводят прямую через точки характеристики, соответствующие нагрузкам 50 и 100%.

Расходные характеристики таких турбоагрегатов могут быть описаны выражением вида:

Q_ч = Q_хх + Q_наг = Q_хх + r_т*Р,

где Q_хх – расход теплоты на холостой ход агрегата, ГДж/ч;

r_т – относительный прирост расхода теплоты турбоагрегатом, ГДж/(МВт*ч);

Р – текущая электрическая нагрузка турбоагрегата, МВт.

Например: для турбины К-300-240 расходная характеристика имеет вид:

Q_ч = 158,8 + 7,68*Р, ГДж/ч.

Для увеличения пропуска пара через проточную часть турбин большой мощности применяется обводное регулирование, т.е. при больших нагрузках генератора пар пропускается непосредственно в одну из промежуточных ступеней (в обвод первых ступеней).

Q Q

•

●

● Q_наг ^●

Q _хх Q _хх

50 100 Р,% 50 100 Р,%

Рис. 9.5. Расходные характеристики паровых турбоагрегатов при замене криволинейных зависимостей прямолинейными

При обводном регулировании расходная характеристика представляет собой сочетание двух выпуклых кривых, из которых последняя имеет больший угол наклона (рис.9.6).

Q

I+II

I

Р

r _т r_т2

r_т1

Р

Q

Q _перег

α ₂

Q_нагр

α₁

Q _{х х}

P_min Р_кр Р P_mах

Рис. 9.6. Расходная характеристика паровых турбоагрегатов при обводном регулировании

В зоне действия I клапана: ∆Q Q_кр – Q_min

t gα₁ = = = r_т1

∆P Р_кр – Р_min

В зоне действия I и II клапанов: ∆Q Q_mах - Q_кр

t gα₂ = = = r_т2

∆P Р _mах – Р_кр

Таким образом, при обводном регулировании меняется вид расходной характеристики, который можно описать уравнением:

Q_ч = Q_хх + r_т1*Р_кр + r_т2 * (Р – Р_кр)

Обозначая (Р – Р_кр) = ∆Р, и проводя преобразования:

Q_ч = Q_хх + r_т1* (Р - ∆Р) + r_т2 * ∆Р = Q_хх + r_т1* Р + (r_т2 - r_т1)* ∆Р,

можно получить расходные характеристики конденсационных турбин в следующем виде:

Q_ч = Q_хх + r_т1* Р + (r_т2 - r_т1)* (Р – Р_кр),

где Р_кр – экономическая или критическая нагрузка, МВТ;

r_т1, r_т2 – относительные приросты расхода теплоты турбоагрегата в зонах I и II, ГДж / (МВт*ч).

Примером может служить расходная характеристика турбины К-500-240

Q_ч = 334,4 + 7,404 * Р + 0,415 * (Р – 410), ГДж/ч.

Теплофикационные турбины в отличие от конденсационных имеют отборы пара на нужды потребителей, что находит отражение в расходных характеристиках:

для турбины типа «ПТ» характеристика имеет вид:

Q_ч = Q_хх + k_т *D_т + k_п *D_п + r_т1* Р + (r_т2 - r_т1)* (Р – Р_кр);

для турбины типа «Т»:

Q_ч = Q_хх + k_т *D_т + r_т1* Р + (r_т2 - r_т1)* (Р – Р_кр),

где K_т и k_п – коэффициенты, учитывающие увеличение расхода тепла на каждую тонну отбираемого пара из регулируемых отборов соответственно отопительных и производственных параметров, ГДж/т пара.

Для того, чтобы воспользоваться расходной характеристикой необходимо рассчитать ее по характерным точкам, задавая текущей нагрузке «Р » значения:

Р = Р_min → Q_min Р = Р_{кр i} → Q_{кр i} Р = Р_mах → Q_mах

При расчете теплофикационных турбин следует учитывать зависимость минимальных, максимальных и критических нагрузок от размера и сочетания отборов пара, т.е. Р_min, Р_mах и Р_{кр i} = f (D_п, D_т), что показано на рис. 9.7.

Р_min определяет ту величину нагрузки, которую дает турбоагрегат по теплофикационному режиму. Разница Р_mах – Р_min составляет нагрузку, которая может быть выдана агрегатом в конденсационном режиме.

D _т D_т ограничение

D _п=const по генератору

Р Р

Р_min Р_mах Р_min Р_mах

Рис. 9.7. Зависимость минимальных, максимальных и критических нагрузок от размера и сочетания отборов пара.

Характеристика относительных приростов (ХОП) электростанций. Основным энергетическим оборудованием электростанций являются котлы и турбоагрегаты. Поэтому характеристика блочной тепловой электростанции зависит от ХОП котлов и турбин и может быть определена по выражению:

r_ст = r_к * r_т.

Относительный прирост расхода топлива станцией показывает, на сколько изменится расход топлива станцией при изменении нагрузки на 1 кВт. Этот показатель является показателем экономичности работы станции или блока (r_бл = r_к * r_т).

График (вид) зависимости r_СТ = f (P_ст) зависит от вида характеристик r_к и r_т (рис. 9.8). Скачок на ХОП электростанции связан с ХОП турбоагрегата, пологовогнутая часть определяется ХОП котла.

r_к, r_т, r_ст,

тут ГДж/ч тут

ГДж/ч МВт МВт

Q Р Р

Рис. 9.8. График зависимости r_СТ = f (P_ст).

9.4. Принципы оптимального распределения нагрузки между котлами в котельной.

На основе энергетических характеристик и характеристик относительных приростов расходов топлива отдельных котлов строятся одноименные характеристики по котельной в целом, применительно к одновременно находящимся в работе агрегатам. (Имеются в виду котлы, работающие на общую тепловую нагрузку данных параметров).

Для обеспечения минимального расхода топлива промышленной котельной необходимо такое распределение общей тепловой нагрузки между отдельными агрегатами, чтобы в каждый момент времени существовало равенство относительных приростов расхода топлива (условного) по каждому из котлов r_кi, т/ГДж

r_к1 = r_к2 = r_к3 = …= r_кm= … = r_кn.

Если в данный период времени в котельной используются различные виды топлива, то распределение тепловых нагрузок на минимум расхода топлива не будет приводить одновременно и к минимуму себестоимости производства теплоты. Чтобы достигнуть минимальной себестоимости производства теплоты необходимо в каждый момент времени обеспечить равенство стоимостей относительных приростов расхода топлива,

r_к1 Ц₁ = r_к2 Ц₂= r_к3 Ц₃= …= r_кm Ц_m= … = r_кn Ц_n.

Здесь Ц₁, Ц₂, Ц₃,…, Ц_m,…, Ц_n – цены 1, 2, 3, …, m, …, n вида топлива, используемого отдельными котлами, руб. за 1 т условного топлива.

Разделив каждый член этого равенства на цену базового вида топлива, для которого она близка к средней, получим:

(9.8)

Если отношение Ц_i/Ц_б >1, то, следовательно, для обеспечения минимальной себестоимости производства теплоты этот i-й котел необходимо разгрузить по сравнению с режимом на минимум расхода топлива. Если Ц_i/Ц_б <1, то этот i-й котел необходимо догрузить по сравнению с режимом на минимум расхода топлива. Обеспечив режимы на минимум себестоимости производства теплоты, получим расход топлива, превышающий минимальный. Совпадение оптимальных режимов работы котлов на минимум расхода топлива и минимум себестоимости производства теплоты имеет место, если все котлы рассматриваемой котельной используют одинаковое топливо (Ц_i/Ц_б =1).

Рассмотрим построение характеристики относительных приростов в энергетической характеристике котельной применительно к критерию минимума расхода топлива. Переход к критерию минимума себестоимости теплоты потребует, как указано выше, внесение множителей Ц_i/Ц_б в исходную информацию по отдельным котлам. Поскольку в каждый момент времени относительные приросты расхода топлива для находящихся в работе котлов должны быть равны между собой, то суммирование нагрузок отдельных котлов следует производить при одинаковых значениях относительных приростов расходов топлива.

Если в котельной работают агрегаты с различными характеристиками относительных приростов, то за наименьшее значение относительного прироста расхода топлива в котельной принимается его наименьшее значение для рассматриваемых агрегатов. При значении относительного прироста расхода топлива в котельной, меньшем, чем его наименьшее значение для данного котла, нагрузка его принимается равной минимальной.

За наибольшее значение относительного прироста расхода топлива в котельной принимается его максимальное значение для находящихся в работе котлов. При значении относительного прироста котельной больше, чем наибольшее значение относительного прироста для данного котла, в качестве его нагрузки принимается максимальное значение. С учетом вышеизложенного, на рис. 9.9 показано построение характеристики относительных приростов расхода топлива котельной, состоящей из трех разнотипных котлов. Суммирование необходимо проводить для тех значений относительных приростов расхода топлива, при которых происходит излом характеристики котельной (характерные точки), а также (в целях повышения точности) и для нескольких промежуточных значений. Излом характеристики котельной происходит в точках, соответствующих минимальным и максимальным нагрузкам отдельных котлов.

Характеристики

Список файлов книги