Лекции - word / Тема11

Л Е К Ц И Я 10

Оценка экономической целесообразности использования встроенного пучка

При включении встроенного пучка исключаются потери теплоты в конденсаторе:

_n

Q_к = D_к ( h_к - h_кs ) + D_упл ( h_упл - h_ks ) + S D_gpi (h_gpi - h_ks )

ⁱ⁼¹

где: D_к , D_упл -расход пара в конденсатор через диафрагму ЧНД и протечки пара уплотнений;

h_k, h_{ks ,} h_упл - энтальпия пара и дренажа (конденсата) в конденсаторе и энтальпия пара уплотнений;

D_gpi ,h_gpi - расход и энтальпия дренажей поступающих в конденсатор.

Мощность турбины в этом случае уменьшается из-за роста давления в конденсаторе и увеличении потерь на трение и вентиляцию

_чнд

в ЧНД (  _тр.вен ) , а также за счет уменьшения вырабатываемой мощности в отсеке между регулируемыми отборами ( в промежуточном отсеке _отс) и за счет изменения мощности отсеков, расположенных до верхнего отбора турбины (^о ). (Если расход пара в голову турбины не изменяется и давление в верхнем отборе также не изменится, то в этом случае ^о=0 ). Общее значение мощности:

_чнд

 =  _тр.вен + _отс ⁺^о

Экономия топлива за счет использования теплофикационного пучка складывается из разности экономии топлива на отпуск тепла за счет использования Q_к и перерасхода топлива на выработку дополнительной электрической мощности на замещающей электростанции

Q_к

DB_эл = ---------- --  ( b _зам )

Q^н_р

где: Q^н_р - низшая теплота сгорания топлива;

b _зам - удельные расходы топлива на отпущенную электроэнергию на замещающей станции.

Если утилизированное в конденсаторе тепло увеличивает отпуск тепла из отборов турбины и снижает нагрузку ПВК, то экономия топлива определяется по следующей формуле:

Q_к

DB_эл = ---------- -  ( в _зам )

^_пвк* Q^н_р

Особенности пуска теплофикационных турбин

Теплофикационные турбины с отборами пара пускаются в конденсационном режиме с выключенными регуляторами давления в регулирующих отборах ( клапаны на производственном отборе и диафрагмы открыты полностью). Пуски на этом этапе теплофикационной турбины от конденсационной не отличаются.

Когда расход пара в конденсатор превысит минимальный вентиляционный пропуск пара, можно произвести включение регулируемых отборов. После включения регуляторов давления начинают подъем давления в регулируемых отборах до необходимой величины для включения в магистрали отборного пара.

Увеличение отбора пара должно производиться со скоростью не более 5% от номинального в минуту. Если отбор турбины включается на магистраль, которая питается паром от РОУ или от других турбин, то открытие задвижки на отборе должно начинаться при давлении в камере отбора на 0,02 - 0,03 МПа больше, чем в магистрали.

При пуске турбины со ступенчатым подогревом сетевой воды сетевые подогреватели включаются последовательно, сначала нижний, а потом верхний. При остановке производят отключение в обратном порядке.

Во избежание разгона турбины паром из магистрали запрещается подключение отбора к магистрали при неисправном обратном или предохранительном клапане в соответствии с правилами ПТЭ.

Турбины с противодавлением не имеют конденсаторов. Поэтому при пуске таких турбин на магистраль, находящуюся под давлением, необходимо во всех случаях, чтобы давление в цилиндре превышало давление в магистрали. Такое требование может привести к слишком высоким (недопустимым) скоростям прогрева турбины и к появлению в ней недопустимых термических напряжений.

Поэтому в настоящее время используются в основном два способа пуска:

1 - при наличии валоповоротного устройства;

2 - когда валоповоротного устройства нет.

При наличии валоповорота, как правило, прогрев турбины начинают паром из отборной магистрали со стороны выхлопа. При этом турбина вращается валоповоротом. После подъема давления в турбине до давления в магистрали, выполняется толчок ротора и набор оборотов свежим паром. Дальнейший прогрев турбины производится свежим паром.

Пуск турбины с противодавлением всегда производится с отключенным регулятором давления, который включают в работу только после синхронизации генератора и включения его в сеть.

При пуске по второму варианту, когда валоповорота нет, прогрев турбины паром со стороны выхлопа из магистрали противодавления невозможен из-за опасности прогиба ротора. Пуск в этом случае осуществляется подачей свежего пара со сбросом пара в атмосферу через специальный паропровод. После включения генератора в сеть, выхлоп пара в атмосферу закрывают и турбину подключают к магистрали.

При пуске турбины с противодавлением на незаполненную паром магистраль противодавления, особенно при увеличении расхода пара через турбину, возможна перегрузка ее последней ступени в связи с ростом теплопадения в ней.

Взаимосвязь режимов тепловой сети и теплофикационных турбин

1. Влияние водного режима теплосети на тепловую экономичность ТЭЦ

На ТЭЦ с турбинами типа Т и ПТ, вырабатываемая электрическая энергия, при их работе по тепловому графику нагрузки зависит не только от количества отпускаемого тепла Q_т^отб , но и от его параметров, т.е. от давлений в теплофикационных отборах.

Давление в теплофикационных отборах зависит от температурного графика теплосети, т.е. от температуры наружного воздуха и, соответственно, -- от температуры обратной и прямой сетевой воды задаваемой этим графиком и от расхода сетевой воды через сетевые подогреватели.

При заданном температурном графике теплосети, величина тепловой нагрузки отборов определяется расходом сетевой воды

Q_т^отб = G_св C_р ( t_вых - t_вх ) = G_св C_р ( t_прСП - t_ос )

где: G_св - расход сетевой воды, кг/с;

C_р - удельная теплоемкость воды, кДж/кг град;

t_прСП, t_ос - температура прямой сетевой воды за СП и соответственно температура обратной воды.

В свою очередь, давление в отборах подогревателя зависит не только от температуры сетевой воды за СП, но и от величины недогрева сетевой воды до температуры насыщения.

Обычно, недогрев определяется по характеристике сетевого подогревателя. Для подогревателя с чистыми трубками подогрев сетевой воды до насыщения составляет = 3 ё 7^о С.

Однако идеальную характеристику сетевого подогревателя в процессе эксплуатации поддерживать обычно не удается. Согласно ПТЭ подпиточная сетевая вода должна удовлетворять следующим нормам:

- содержание кислорода не более 0₂ < 0,05 мг/кг;

- карбонатная жесткость не более 0,7 мг-экв/кг.

Однако, в условиях эксплуатации допускаются нарушения водного режима теплосети (подпитка сырой водой в аварийных ситуациях, присосы водопроводной воды в теплообменниках абонентов,

присосы воздуха в теплосети и недостаточная деаэрация подпиточной воды на ТЭЦ). В этих условиях на трубках сетевых подогревателей образуются значительные отложения, приводящие к чрезмерному снижению коэффициента теплопередачи и к росту недогрева.

Коэффициент теплопередачи в сетевом подогревателе определяется по формуле:

1

k = ---------------------------------------,

1/₁ +_н/_н +_ст/_ст +1/₂

₁ , ₂ - коэффициенты теплоотдачи от пара к стенке и от стенки трубок к воде;

d_н , d_ст - толщина накипи и стенки;

_н , l_ст - теплопроводность накипи и стенки.

Недогрев можно определить по формуле:

KF

V = t_н - t_{пр СП} = ( t_н - t_вх ) exp ( - ------------ ),

G_СВC_Р

где: t_н - температура насыщения греющего пара в подогревателе;

t_{пр СП} - температура сетевой воды на выходе из СП, ^оС

t_вх - температура сетевой воды на входе в СП, ^оС

F - поверхность нагрева СП. м² ;

K - коэффициент теплопередачи, Вт/м ^оК

G_св - расход сетевой воды, кг/с;

C_р - теплоемкость сетевой воды, Дж/кг ^оК

Увеличение недогрева приводит к уменьшению вырабатываемой мощности и к увеличению расхода топлива.

Следует отметить, что при двухступенчатом подогреве сетевой воды недогрев воды в СП2 сказывается значительно сильнее, чем недогрев в СП1. Это связано с тем, что при повышении давления в верхнем сетевом подогревателе уменьшается теплоперепад для всего потока пара, а для нижнего СП только для потока пара проходящего через отсек.

Для схемы, представленной на

рис.12.1.а,б, процесс расширения

пара в h-s - диаграмме можно

представить следующим образом

тогда

N_э = D_о ( h_о - h₂ ) + (D_о - D_СП2 ) (h₂ - h₁ ) + D_к ( h₁ - h_к )

При увеличении недогрева в СП возрастает давление Р₂ на вели-чину DP и теплоперепад уменьшается на Dh. В результате мощность уменьшается на величину _СП2 = Dh_СП2 D^о

Если недогрев сетевой воды возрастает в СП1, тогда

_СП1 = Dh_СП1 ( D^о - D_СП2 ).

Аналитические характеристики и диаграммы режимов работы

турбин с регулируемыми отбарами пара

При работе теплофикационных турбин по тепловому графику нагрузки величина электрической мощности и отпуск тепла взаимосвязаны. В настоящее время, при проектировании и при эксплуатации турбин используются диаграммы режимов. Такие обобщенные диаграммы режимов разрабатываются заводами изготовителями. После ввода агрегатов в работу, проводятся испытания этих машин и для конкретных условий эксплуатации эти диаграммы режимов уточняются и нормируются, т.е. становятся нормативными характеристиками установленного оборудования. В нашей стране такой организацией, которая проводит испытания и проводит нормирование характеристик, является ОРГРЭС.

На основании целой серии испытаний машин одного и того же типа были разработаны Типовые энергетические характеристики практически для всех типов турбин, как К, так и Т и ПТ.

Количество параметров, определяющих тепловую экономичность теплофикационного агрегата, довольно велико. Кроме расхода пара и тепловой нагрузки, 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 ( t_о , P_о , D_о ,D_пп, t_пп, P_к , P_т , Q_т , t_пр , t_ос ).

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 Q_о = f ( N_э , Q_т ,P_т ,D_к ) При этом начальные параметры t_о , P_о фиксируются.

Диаграмма режимов строится для конкретных температурного графика теплосети, расхода сетевой воды и D_к . В этом случае Q_т и P_т т.е. тепловая нагрузка и давление в регулируемом отборе связаны между собой через G_cв , t_пр и t_ос и Q_т .

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 Р_к . (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).

Тогда, зная Р , Q_т и _OI ЦВД и ЧНД можно определить

N_э = D_о ( h_о - h_т ) + (D_о - D_отб ) (h_т - h_к )

Отсюда можно найти D_O и строят диаграмму режимов.

В качестве примеры представлена диаграмма режимов типа на рис.10.2, к которой приложены поправочные графики (рис.10.3)