3.4 Энергетические характеристики турбоагрегатов
На современных тепловых электростанциях используются чисто конденсационные турбины, теплофикационные турбины с регулируемыми отборами пара для отопления и промышленного потребления, противодавленческие турбины.
Энергетическую характеристику турбины получают в виде расходной весовой D = (P e) характеристик или расходной тепловой Q = (P е) .
Расходная энергетическая характеристика турбоагрегатов Q = (P е) в зависимости от системы парораспределения изображается в виде выпуклой кривой или сочетания таких кривых.
В то же время характеристика генератора является вогнутой кривой, (поскольку переменная составляющая потерь в генераторе пропорциональна квадрату тока).
Противоположность кривизны характеристик турбины и генератора приводит к тому, что энергетическая характеристика турбогенератора еще более приближается к линейной, особенно в области высоких и средних нагрузок. Это позволяет на практике заменять криволинейные характеристики прямыми линиями.
Q r = a + r P , Гкал/ч
где Q r- полный часовой расход тепла; а- часовой расход тепла на холостой ход; r- относительный прирост расхода тепла ; P- электрическая нагрузка
Таким образом, в любой точке нагрузки турбоагрегата часовой расход тепла (Qчас) складывается из двух величин:
- постоянная часть – расход тепла на холостой ход (axx)
- переменная часть, нагрузочный расход Q = rP , пропорциональный нагрузке.
Расход тепла на холостой ход включает в себя потери дросселирования, тепловые потери в конденсатор, потери механической энергии на трение в подшипниках, привод регулятора и т.д.
Зная характеристические величины - расход тепла на холостой ход и относительный прирост, можно определить расход тепла для любой заданной нагрузки
Энергетические характеристики турбоагрегатов.
Расходная энергетическая характеристика турбогенератора может носить ломаный характер. Уравнение имеет вид
или в другом виде,
Таким образом, часовой расход тепла при нагрузке, превышающей экономическую, состоит из расхода тепла на холостой ход расхода тепла на выработку электроэнергии по характеристике, не имеющей излома, с относительным приростом r1 и перерасхода тепла на выработку электроэнергии в связи с тем, что часть электроэнергии вырабатывается при нагрузке, превышающей экономическую, то есть в зоне перегрузки с большим относительным приростом.
Паровые турбины проектируются так, что наименьший удельный расход подведенной мощности соответствует не номинальной, а меньшей мощности, порядка 80-85% номинальной.
При малых нагрузках турбин давление в точках отбора пара на регенеративные подогреватели снижается настолько, что их приходится отключать. Снижается температура питательной воды и еще более падает экономичность производства электроэнергии При очень малых нагрузках может повыситься температура хвостовой части турбины, что приведет к расцентровке валов, и повышению вибрации, поэтому турбины не эксплуатируются при нагрузках, меньших 10-20%. Следовательно, экономическая зона ограничивается в пределах 10-20% - 80-85%.