книги из ГПНТБ / Усов С.В. Основы эксплуатации электрических станций конспект лекций

ки всех работающих генераторов станции, и тогда тоже при­

перемножением частичных удельных расходов котла и турби­ ны [12]

Таким образом, построить совмещенные характеристики блока котел — турбина можно путем перемножения соответст­ венных ординат характеристик котла и турбины.

Построение характеристики тепловой электростанции. П е р ­ вый шаг: строят характеристику машинного зала в последо­ вательности, указанной ниже.

а) Выполняют построение расходных характеристик от­ дельных паровых турбин (рис. 85).

б) На основании этих характеристик вычисляют частичные удельные расходы пара и строят соответствующие характери­ стики (рис. 86).

в) Полученные таким образом характеристики частичных

120

удельных расходов для отдельных турбин спрямляют спосо­ бом, показанным на рис. 87.

г) Вычисляют минимальную нагрузку электрической стан­ ции с учетом технических минимумов отдельных турбин.

д) Составляют таблицу последовательности нагружения

турбин и строят суммарную характеристику машинного зала

(рис. 88).

При построении расходной характеристики машинногозала следует помнить, что она должна учитывать как пар,.

1Г>

Г --- !тг/

рНаip?,(Зка iтонцииР

идущий на турбину, так и весь остальной пар, расходуемый на вспомогательные нужды (эжекторы, уплотнения, паровые при­ воды, обдувку поверхностей нагрева котла), а также потери пара в котельной и турбинном зале (потери тепла в паропро­ водах, потери с продувкой котлов и т. д.).

В т о р о й шаг: строят характеристику котельной, а) По расходным характеристикам отдельных паровых

котлов строят характеристики их частичных удельных расхо­ дов топлива (рис. 89).

121

б) Производят построение суммарной характеристики ча­ стичных удельных расходов котельной по характеристикам от­ дельных котлов (рис. 90).

Т р е т и й шаг : строят по точкам характеристику электри­ ческой станции путем перемножения соответственных частич­

ных удельных расходов котельной и машинного зала, так же как для блока котел — турбина (рис. 91).

Ч е т в е р т ы й шаг: в полученную таким образом характе­ ристику электрической станции вносят поправки на потребле­ ние на собственные нужды.

Если обозначить частичный удельный расход станции без поправки на собственные нуж­ ды через

то частичный удельный расход станции с поправкой на собст­ венные нужды

^ЭСТ

По аналогии можно написать выражение для частичного удельного расхода котельной с поправкой на собственные нужды

,^брутто

^нетто = ] _п

122

н для машинного зала

где р„от — частичный удельный расход на собственные нужды котельной; рмз — частичный удельный расход на собственные

.нужды машинного зала. В этом случае

Ввиду ТОГО ЧТО

потери в сетях и выполняется только в тех случаях, когда раз­ мещение отдельных станций по отношению к нагрузке резко несимметрично (рис. 92).

Внесение поправки на потери в сети производится путем умножения частичного удельного расхода станции б на коэф­

123

Распределение нагрузки между тепловыми электростанция­

124

Исправленная характеристика станции с ограничениями суточного расхода топлива пройдет выше и отразится на сум­ марной характеристике системы (пунктирные кривые на рис. 95). Как видно из диаграммы рис. 95, распределение при этом отклонится от оптимального, причем на станции с огра­ ничениями нагрузка будет меньше оптимальной, а нагрузка остальных станций будет больше оптимальной.

в) Расходная характеристика станции в отдельных точках изменяется скачком.

Характеристика частичных удельных расходов спрямляется способом, показанным на рис. 79, и при определении режима работы станции зону спрямленной части характеристики из­ бегают, переводя нагрузку станции после пуска добавочного

дымососа сразу в точку 2. Основанием для такого решения служит дополнительная экономия топлива, пропорциональная разности заштрихованных площадок ДВ = 5 j+ S2.

Как видно из вышеизложенного, пользуясь понятием ча­ стичных удельных расходов, удается решать разнообразные эксплуатационные и проектные задачи, однако вследствие не­ достатков, присущих методу, решения эти часто требуют до­ полнительной корректировки.

Основным недостатком метода частичных удельных расхо­ дов является слишком общее представление нагрузок систе­ мы, а именно постулат, что значение нагрузки Р(Р= %Р})

однозначно определяет все мощности Pj, потребляемые в узлах, что, очевидно, является достаточно грубым приближе­ нием.

В действительности, потери мощности есть функция Pj, а не мощности Р, и такое приближение может оказаться причи­ ной серьезных ошибок.

Однако, с другой стороны, оперирование с Я а не с Pj зна­ чительно уменьшает количество потребной информации, и это является сильной стороной метода.

125

Крупным недостатком является также неучет потерь пере­ ходных (переменных) режимов оборудования, что значительно снижает эффективность метода.

§ 33. Состав агрегатов на электростанциях

Состав агрегатов на электрических станциях является пе­ ременной величиной оптимизации режима, немало влияющей на экономию топлива [13, 15].

Остановка в так называемый горячий резерв менее эконо­

функцию только продолжительности остановки агрегата. При

агрегата продолжается не так уж мало, однако обычно прини­ мают, что на этот процесс время не тратится, а следовательно, что Дт есть исключительно время перерыва (полной оста­ новки) .

В функции Впуск(Дт) учитывается необходимость сообще­ ния тепла кладке котла в течение длительного времени после достижения нормальной нагрузки; если агрегат останавлива­ ется ежедневно, то может случиться, что он никогда не до­ стигнет установившегося теплового состояния.

Таким образом, задача распределения активных нагрузок с учетом изменения состава агрегатов сводится к минимиза­ ции функционала

значение нуля, если агрегат остановлен, или единицы, если он работает.

Анализ этого выражения показывает, что остановку агре­ гата надлежит производить при такой его нагрузке, дальней­ шее понижение которой приведет к возрастанию частичного удельного расхода, а после остановки этого агрегата бСНст неизменится.

126

Следует помнить, что остановка агрегатов в горячий резерв-- помимо экономической выгоды сопряжена с очень большими техническими и организационными трудностями. К числу от­ рицательных сторон подобных остановок относится повышениеаварийности агрегатов и, следовательно, понижение надеж­ ности работы энергосистемы в целом. Особенно большие за­ труднения возникают при остановках в горячий резерв и по­ следующих пусках мощных блоков-200—300 МВт.

Г Л А В А VI

ОСОБЕННОСТИ РЕЖИМОВ МОЩНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

§ 34. Пределы изменения нагрузки турбогенераторов

Диапазон изменения нагрузок удобней всего находится из-, диаграммы мощностей, как это показано на рис. 96 для нена­ сыщенного турбогенератора. Способ построения диаграммы

мощности ясен из вспомогательных векторных диаграмм э. д. с. и токов возбуждения (рис. 97). Вектор ОА на рис. 97 пред­ ставляет собою полную мощность машины, а его проекция на ось ординат — ее активную составляющую при номинальном коэффициенте мощности.

Эту так называемую номинальную активную мощность ге­ нератор в нормальных условиях должен развивать неограни-

127

ченно долго. Под нормальными условиями здесь понимается прежде всего соблюдение расчетных условий охлаждения ма­ шины, поскольку длительный установившийся режим работы генератора ограничивается главным образом его нагревом.

Температуры входящей в газоохладитель воды и выходя­ щего из него газа (воздуха или водорода), а также, в случае непосредственного охлаждения, температура охлаждающей жидкости (дистиллята или масла) должны соответствовать нормам (+ 33, +40° С). Также должны соответствовать завод­ ским требованиям избыточное давление водорода и его чисто­ та (98%).

Напряжение генератора должно быть практически сим­ метричным и синусоидальным, т. е. напряжение обратной по­

следовательности не должно превышать 1%, а коэффициент синусоидальности 5%. Отклонения напряжения статора допу­ скаются в пределах ±5% и при этом генератор должен дли­ тельно работать с полной номинальной мощностью, хотя при 95% напряжения повышается ток статора, а при 105% — со­ ответственно ток ротора.

Допустимость понижения напряжения больше чем на 5% обязательно проверяется с точки зрения устойчивости, и если при этом генератор будет обладать достаточным запасом устойчивости (не менее 10%), то все равно мощность его должна быть снижена, так как ток статора по условиям на­ грева обмотки статора не следует повышать сверх 105% номи­ нального значения.

Повышение напряжения сверх 105% опасно, ибо всдедствие большого насыщения стали в современных генераторах даже незначительный подъем напряжения выше допустимого приводит к возрастанию магнитной индукции, резкому (в не­ сколько раз) увеличению потоков рассеяния и появлению в ребрах корпуса генератора и в других конструктивных эле­ ментах очень больших паразитных токов, вызывающих допол­ нительный нагрев и даже оплавление этих элементов. Вслед-

128

ствие этого нагрузка генератора при повышении напряжения сверх 105% должна понижаться.

Некоторые типы генераторов допускают сохранение полной нагрузки при изменении напряжения до 110%, но эта возмож­ ность должна быть обязательно проверена специальными испытаниями на нагрев активной стали и определение допол­ нительных потерь в роторе и статоре. До проведения таких испытаний рекомендуется изменять нагрузку генератора при отклонениях напряжения в соответствии с табл. 7.

Влияние изменений частоты на потери и нагрев генератора сказывается лишь при значительных отклонениях частоты от нормы (больше ±2,5%). При понижении частоты потери в стали уменьшаются, но одновременно ухудшается охлаждение водородом, что может привести к необходимости понижения мощности генератора из-за повышенного нагрева. При повы­ шении частоты растут потери в стали, но одновременно улуч­ шаются условия охлаждения, поэтому только при значитель­ ных повышениях частоты (2—3%) возникла бы необходи­ мость уменьшения мощности машины.

Так как изменения частоты, нормально допускаемые в экс­ плуатации, не должны превосходить ±0,2% (ПТЭ), уменьше­ ния нагрузки генераторов при этих отклонениях частоты не требуется.

Значительно большее влияние на полную и активную мощ­ ность генератора оказывают изменения коэффициента мощ­ ности, как это можно видеть на диаграмме мощностей турбо­ генератора (см. рис. 96). На участке AD, в режимах с пони­ женными коэффициентами мощности, машина, ограниченная током ротора, может выдавать лишь пониженную по сравне­ нию с номинальной полную мощность при уменьшенном зна­ чении тока статора из-за сильного размагничивающего дей­ ствия реакции статора. При учете насыщения эта мощность еще уменьшится. Таким образом, в чисто компенсаторном режиме генератор способен развивать только около 70% пол­ ной мощности.

При работе с повышенными коэффициентами мощности (от номинального до единицы) полная мощность ограничена