7.2. Диаграммы режимов турбин

График зависимости расхода пара от нагрузки называется диаграммой режимов. Для конденсационных и противодавленческих турбин связь между расходом пара D и мощностью N может быть определена уравнением

, (7.4)

где d_н- удельный расход пара при номинальной мощности N_н , кг/(кВт×ч),

; (7.5)

Х - коэффициент холостого хода, равный отношению расхода пара турбины на холостом ходу D_хх к расходу пара на номинальной нагрузке D_н, т.е.

Х = D_хх / D_н . (7.6) Для чисто конденсационных турбин Х= 0,1- 0,4, для конденсационных турбин с регулируемым отбором пара

Х= 0,08-0,2, для турбин с противодавлением Х=0,1-0,3;

а =(1-Х)d – коэффициент, характеризующий удельный расход пара при любой нагрузке, кг/(кВт×Чч). Если принять а = const, то уравнение (7.4) изобразится прямой АК на диаграмме режимов турбины (рис.7.7).

Для паровых турбин, работающих с промежуточным отбором пара, связь между расходом пара и мощностью носит более сложный характер. В первом приближении для паровой турбины с одним регулируемым отбором пара расход можно определить по формуле

. (7.7)

Здесь D_отб - расход пара на регулируемый отбор;

Y - коэффициент недовыработки мощности паром, отведенным из отбора (этот пар не расширится до давления в конденсаторе и, следовательно, не выработает соответствующей мощности),

(7.8)

где h_о, h_отб, h_к - энтальпии пара перед турбиной, в отборе и в конденсаторе соответственно.

Рис. 7.7. Диаграмма режимов работы турбины

с регулируемым отбором пара

Таким образом, расход пара на турбину с регулируемым отбором увеличивается на величину D, зависящую от нагрузки. Поэтому линии отборов на диаграмме режимов изображаются прямыми, параллельными АК. Если весь пар отбирается (противодавленческая турбина), то расход пара изображается прямой АР. Диаграмма режимов турбины типа Р показана на рис. 7.8.

Рис. 7.8. Диаграмма режимов работы турбины

с противодавлением

7.2.1. Диаграмма режимов турбины с производственным и теплофикационным отборами

Диаграмма выражает следующую зависимость:

(7.9)

где D₀ - расход пара на турбину, т/ч;

N_э - электрическая мощность турбины, МВт;

D_п, D_т - расходы пара в верхнем (производственном) и нижнем (теплофикационном) отборах.

При построении диаграммы режимов турбины с двумя регулируемыми отборами пара она условно заменяется

фиктивной турбиной с одним верхним отбором пара с D_т = =0, а пар направляется в ЧНД турбины и производит там дополнительную мощность

, (7.10)

где Н^"_i - использованный теплоперепад ЧНД;

к - коэффициент пропорциональности. Тогда, с учетом (7.9), можно записать

N_n = N_ф -DN_т = f (D_o -D_n)-кD_{т ,} (7.11)

где N_ф = f (D_о-D_п) – мощность, развиваемая фиктивной турбиной при нулевом теплофикационном отборе.

Диаграмма режимов, отвечающая уравнению (7.11), выполнена на плоскости в двух квадрантах (рис.7.9).

Рис. 7.9. Диаграмма режимов работы турбины

с производственным и теплофикационным отборами

Пользоваться диаграммой можно следующим образом. Пусть, например, заданы N_э, D_п, D_т. Необходимо определить D_о. Сначала из точки А заданной мощности проводят прямую АВ, параллельную ОК, до пересечения с линией постоянного расхода D_т=const_..

Отрезок АС изображает дополнительную мощность DN_т, выработанную ЧНД за счет дополнительного пропуска пара в количестве D_т. Фиктивная мощность N_ф определяется в т. С. По N_ф в первом верхнем квадранте определяют искомый расход пара на турбину D_о как ординату т. D пересечения линий N_ф = const и D_п = const.

Сверху диаграмма ограничена линиями максимального расхода пара на турбину D₀^max=const и в производственный отбор D_п^max=const, а также линией D_ЧСД, характеризующей количество пара, входящее в ЧСД. В нижнем квадранте нанесены ограничительные линии D_п = const.

Они изображают максимально возможный производственный отбор D_п^max. Он определяется из общего парового баланса турбины при условии, чтобы расход пара на выходе из ЧСД не превышал расход теплофикационного отбора на величину, требуемую для охлаждения ступеней ЧНД:

. (7.12)

7.2.2. Диаграмма режимов турбины с двумя

oтопительными отборами пара

Диаграмма режимов (рис. 7.10) строится по методу разделения расхода свежего пара на два потока: теплофикационный D_о^т и конденсационный D_о^к.

Соответственно, мощность турбины условно принимается равной сумме N_э = N_э^т + N^к_э , тогда

D_о = f_I (N_э^т ,t_1c) +f_II (N^к_э) . (7.13)

Рис.7.10. Диаграмма режимов работы турбины с двумя отопительными отборами

В декартовой системе координат представляются следующие зависимости: во II квадранте зависимость расхода пара на турбину от тепловой нагрузки при работе по тепловому графику ; в I квадранте при работе турбины по тепловому графику, в IV квадранте при работе по электрическому графику.

Порядок пользования диаграммой режимов турбины с двумя отопительными отборами следующий:

1. Чтобы определить расход пара и мощности при работе турбины по тепловому графику при известной тепловой нагрузке Q_т и температуре сетевой воды tt_{1с ,}находят их значения на ломаной линии АВСДЕ (т. С – D^т₀, т. Е – N ^т_э).

2. Определяют расход пара на турбину, работающую по конденсационному режиму, при известной электрической мощности N_э(т. Ж), тепловой нагрузке Q_т и температуре сетевой воды tt_1с . В начале по п.1 находят мощность N^Т_э, вырабатываемую теплофикационным потоком пара, а затем N^к_э = N_э - N^Т_э, равную отрезку ЕЖ. Далее, проводя из точки Е линию, эквидистантную зависимости , в точке И ее пересечения с линией N_э = const определяют расход конденсационного потока пара D ^к_о (ордината точки И). Тогда расход пара на турбину D _о = D^т_о + D ^к_о.

3. Расход пара на турбину D^к_о при чисто конденсационном режиме по заданной мощности N_э (т. Л) определяют по ломаной линии ЛМН.