ТЭС и АЭС_1 / Лекция 20

Лекция 20.

Диаграммы режимов турбоустановок с одним и двумя регулируемыми отборами пара.

Энергетические характеристики теплофикационных турбин.

Для теплофикационных турбин, производящих наряду с электрической и тепловую энергию, основные зависимости и энергетические характеристики оказываются сложнее, чем для конденсационных.

Для турбины с одним регулируем отбором (типа Т), схематично представленной на рис.1, энергетическая характеристика устанавливает основные зависимости между тремя величинами: расходом пара на машину (D), расходом пара в регулируемый отбор (Dп) и развиваемой мощностью (N). Исходными являются паровые характеристики, по ним строятся полные – тепловые. Такая характеристика представлена на рис.2.

Построение диаграммы производится следующим образом. Строится характеристика работы машины в конденсационном режиме:

1. ; (линия 0 – а, рис.2)

2. Затем строится вторая граничная кривая (0 – б) для режима работы машины в противодавленческом режиме:

α_К = 0; α_T = 1.

Мощность холостого хода откладывается на отрицательной стороне оси абсцисс (оси N), так как

D_кх + r_кN_хх = 0, откуда N_хх = .

Однако по этой характеристике реальная машина работать не будет, так как в ЧНД машины необходимо подавать некоторое вентиляционное количество пара для охлаждения лопаток ротора в ЧНД, поэтому рабочая характеристика пойдет несколько правее по 0 – в, и образуется конденсационная вентиляционная мощность - ∆N_в.

Расход пара машиной для такого режима может быть выражен уравнениями:

а) ,

б) .

По уравнению (а) можно построить сетку прямых при различных значениях и N, выходящих из общей точки “0” и характеризующих собой режимы при переменных значениях отборов и мощности, развиваемой машиной. Однако этой сеткой обычно пользуются для определения значений при различных режимах машины.

По уравнению (б), характеризующему собой (условно) систему прямых, параллельных характеристике, конденсационного режима (α_к = 1) при различных значениях α_Т (D_Т) и постоянном значении y = const.

Данный тип турбин характерен тем, что они не могут развивать номинальную мощность на противодавленческом режиме (на паре отбора) и часть ее получается на конденсационном режиме. Это объясняется тем, что мощность, развиваемая в ЧВД на базе теплового потребления, меньше номинальной мощности машины.

Разница N_н – = N носит название “привязанной” конденсационной мощности.

В настоящее время выпуск турбин с N_пр ограничен. Взамен их увеличивается выпуск машин, у которых расход пара через ЧВД соответствует необходимому расходу при при N_н. Такие машины не имеют “привязанной” конденсационной мощности, а только конденсационный хвост. Для них номинальная паропроизводительность котла соответствует максимальному расходу пара машиной.

Турбины типа ПТ, располагающие как промышленным, так и отопительным (или двумя отопительными) отборами, позволяют работать в любом из многообразных режимов как по тепловому, так и по электрическому графикам. Турбины типа ПТ устанавливают на промышленных ТЭЦ в дополнение к турбинам типа Р и передают на их промышленный отбор часть нагрузки по технологическому пару. В то же время отопительный отбор используется для подогрева сетевой, сырой и химически очищенной воды. Турбины типа ПТ также устанавливают на чисто отопительных ТЭЦ, и в этом случае их промышленный отбор используется для удовлетворения потребителей технологического пара, которые могут оказаться близ ТЭЦ, и для покрытия собственных нужд ТЭЦ в паре 1,3—0,6 МПа.

В качестве примера рассмотрим турбину типа ПТ-60-130, получившую широкое распространение.

Турбина изготовления ЛМЗ имеет два цилиндра. После ЦВД имеется промышленный отбор пара, на входе в ЦНД установлены регулирующие клапаны. В ЦНД установлена поворотная регулирующая диафрагма для регулирования давления отопительного отбора. Таким образом, для анализа режимов и определения их показателей турбину можно рассматривать как последовательность трех отсеков: часть высокого давления от первой ступени до камеры промышленного отбора пара, которая совпадает с ЦВД; промежуточный отсек (ПО) — часть ступеней ЦНД до камеры отопительного отбора; часть низкого давления— последние ступени ЦНД, размещенные после регулирующей диафрагмы.

Для, ЧВД применимы характеристики типа приведенных выше для турбины Р-100-130/15 (к примеру, цилиндр турбины Р-100-130 применен как ЦВД в турбинах ПТ-135-130 и Т-175-130). Эти характеристики даются в заводских данных и могут быть получены на основании испытаний.

Рис. 3. Тепловая схема турбоустановки ПТ-60-130 (а) и диаграмма режимов (б):

I — зависимость температуры регенеративного подогрева питательной воды от расхода пар

Продолжение рис.3

Характеристики ПО типа являются расчетными и частично экспериментальными.

Характеристики ЧНД зависят от положения регулирующей диафрагмы.

Суммарная внутренняя мощность турбины

Возможны следующие режимы:

1) теплофикационные режимы с загрузкой как промышленного, так и отопительного отборов; подразделяются на режимы работы по тепловому и электрическому графикам;

2) теплофикационные режимы с загрузкой только промышленного отбора; подразделяются на режимы по тепловому и электрическому графикам;

3) теплофикационные реж,имы с загрузкой только отопительного отбора; подразделяются на режимы работы по тепловому и электрическому графикам;

4) конденсационный режим.

Режим работы обычно задается следующими данными:

Dn; рп; Dт; рт;

Имеются ограничения по значениям и , которые взаимосвязаны балансами потоков пара и мощностей. В типовые характеристики, обобщающие результаты испытаний турбин и заводские расчеты, включены графические характеристики паровых турбин, называемые диаграммами режимов.

По диаграмме режимов можно найти по заданным Z). При этом диаграмма построена для номинальных значений давлений промышленного и отопительного отборов.

Для приведения D0 к заданным рп и рт прилагаются поправочные кривые.

Применяются также аналитические характеристики типа , 0 которых будет сказано ниже. В гл. 8 даются сведения о турбине ПТ-80/130 и ее сопоставление с турбиной ПТ-60-130.

На рис. 7.6 даны тепловая схема турбо-установки ПТ-60-130 и диаграмма режимов, разработанная заводом-изготовителем. В схеме указаны параметры пара и воды, соответствующие заводским данным по одному гарантийному эксплуатационному режиму. Указаны пропуски пара через отсеки турбины /—VII. Приведенные данные могут служить основой для пересчета на любые другие режимы тепловой и электрической нагрузок.