1.2. Тепловые энергетические характеристики турбоагрегатов

Расход пара и паровая характеристика служат лишь первым приближением для оценки экономичноститурбоагрегата при различных нагрузках. Обычно для расчета технико-экономических показателей используют тепловые характеристики, которые можно получить из паровых, если известна зависимость температуры питательной воды от нагрузки.

Расход тепла на конденсационную установку

Q_ту = D_o ^.H,( 11-9 )

где H = h_о - h_пв -расход тепла на 1 кг пара, для турбины без промперегрева;

H = h_о - h_пв +a_пп( h"- h' )-для турбин с промперегревом;

Здесь _пп-доля пара, идущего на промперегрев;

h_о , h_пв , h" _,h' -энтальпии свежего пара, питательной воды, горячего и холодного промперегрева.

Исходя из формул (11-4  11-6) для расхода пара, можно получить следующие соотношения для расхода тепла на турбоагрегат:

Q_ту = D_x ^. H + r ^. HN ,(11-10 )

тогдаQ_х = D_x ^. H;r_Q =r ^. H,

откуда

Q_ту = Q_x + r_Q ^. N. (11-11 )

Для нагрузок выше экономической можно представить обобщенную тепловую характеристику аналогично обобщенной паровой характеристике

Q_ту = Q_x + r_Q N_э+ r'_Q( N - N_э ), (11-12 )

Здесь r'_Q - удельный прирост расхода теплоты при нагрузкахN > N_э.

Мерой тепловой экономичности турбоагрегата наряду с КПД служит удельный расход тепла кДж/(кВтч)

q_ту = . ( 11-13 )

Удельный расход тепла для обобщенной характеристики с изломом может быть представлен следующим выражением:

q_ту =( 11-14 )

Анализ этого выражения показывает, что точка излома не всегда указывает на экономическую нагрузку, так как доля первого слагаемого уменьшается с ростом нагрузки, второеостается неизменным, а третье увеличивается. При этом возникают три возможных варианта:

1) Первое слагаемое уменьшается с такой же скоростью,

как и возрастает третий член выражения ( 11-14 ). Это возможно только в том случае, когда касательная, проведенная из начала координат через точку излома, сливается с участком характеристики выше излома. В этом случае величинаq_ту =q и остается постоянной для всехN > N_э . (рис. 11.2, а).

2) В другом случае, представленном на рис. 11.2.б,первое слагаемоеQ_х / Nубывает с ростом нагрузки быстрее, чем растет третий член выражения (11-14). Продолжение участка характеристики после излома в начало координат до пересечения с осью ординат дает положительный участокС . В этом случае удельный расход тепла продолжает снижаться, а КПД расти. Следовательно, нагрузка N_эне является экономической в этом случае.

3) В третьем случае, представленном на рис. 11.2. в, первое слагаемое Q_х / Nубывает медленнее, чем растеттретье слагаемое. Продолжение участка характеристики после излома в начале координат до пересечения с осью ординат отсекает на оси ординат отрицательный участокС.В этом случае удельный расход начинает после N_э возрастать, а КПД снижается по кривым, представленным на рис. 1.2.в.

Так как все современные турбины работают с регенеративным подогревом, то с изменением нагрузки турбины давление пара в регенеративных отборах будет меняться примерно пропорционально расходу пара или мощности турбины; в соответствии с давлением и температурой насыщения пара в отборах изменяются и температуры подогрева и энтальпияпитательной воды (рис. 11.3.). Таким образом H зависитот нагрузки N , однако общая зависимость расхода тепла на турбоустановкуQ_ту от нагрузки N может быть принята по-прежнему прямолинейной в области нагрузок 30^о < N > N_нам (рис. 11.1), так как давление пара в отборах в этом диапазоне изменяются практически прямолинейно (рис. 11.3).