Реж 2 сем ЗТ

2 семестр - ЗТ

Лекция №1

Раздел 4. Работа основного и вспомогательного оборудования ТЭС в переходных режимах и на частичных нагрузках

Тема лекции: Влияние нагрузки на работу турбоустановки

Цель лекции: освоение методик поверочного расчета конденсационных и теплофикационных энергоблоков при частичных нагрузках.

Для освоения методик поверочного расчета решаются следующие задачи: определение факторов, существенно влияющих на работу турбоустановки; расчет термодинамических параметров пара и конденсата (питательной воды) в элементах тепловой схемы, построение процесса расширения пара в проточной части турбины на h, s-диаграмме при частичной нагрузке; определение влияния нагрузки турбины на давление пара в конденсаторе; определение давления пара в верхнем теплофикационном отборе турбины и в единственном работающем отборе пара; определение давления пара в нижнем теплофикационном отборе в режиме работы с двумя теплофикационными отборами пара.

В результате освоения данных методик, студенты готовятся к решению следующих профессиональных задач (в соответствии с требованиями ГОС ВПО по направлению «Теплоэнергетика»):

а) в проектно-конструкторской деятельности и производственно-технологической деятельности:

-разработка обобщенных вариантов решения проблемы, анализ этих вариантов, прогнозирование последствий, отыскание компромиссных решений в условиях многокритериальности, неопределенности, планирование реализации проекта изделия или технологического процесса;

-разработка проектов технических условий, стандартов, технических описаний, а также описаний технологических процессов и регламентов эксплуатации систем и сетей;

б) в исследовательской деятельности:

-создание теоретических моделей, позволяющих прогнозировать свойства и поведение объектов деятельности;

в) в эксплуатации:

-разработка эксплуатационной документации;

д) организационно-управленческая деятельность:

- оценка производственных и непроизводственных затрат на обеспечение заданного уровня качества продукции.

Определяющим параметром, существенно влияющим на работу турбоустановки, на распределение пара в отборах турбины является нагрузка (расход пара на турбину).

Стодола экспериментально установил зависимость: давление перед группой ступеней пропорционально расходу пара.

Связь между параметрами пара и расходами пара через группу ступеней турбин, работающих при постоянной частоте вращения, устанавливается формулой Стодолы-Флюгеля:

индекс 1 – сечение на входе в группу ступеней 2 – сечение на выходе из группы ступеней

0 – расчетный режим (номинальный)

Формула (1) справедлива для группы ступеней конденсационных турбин в целом, первая ступень которой достаточно удалена от последней и для группы ступеней среди которых имеется ступень с критической скоростью.

Данная формула справедлива для суживающихся решеток в докритической области, у которых с изменением режима остается постоянной проходная площадь (площадь меняется в регулирующей ступени, т.к. при сопловом регулировании меняется степень парциальности), и недействительна для регулирующей ступени, если один из клапанов открыт не полностью. При изменении площади можно ввести дополнительный коэффициент. Формула (1) тем точнее, чем больше группа ступеней.

Для группы ступеней, у которых p2<<p1 (например p2=pк) можно записать

D p1 Т10

D0 p10 Т1

Температурная поправка вводится для ЦВД.

Вопрос. Какие параметры турбоустановки изменяются при снижении нагрузки из-за снижения давления пара в турбине?

Внутренние относительные КПД турбины К-800-240-3

Вопрос. Как влияет нагрузка на схему включения деаэратора и дренажей ПВД?

МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОНДЕНСАЦИОННОГО ЭНЕРГОБЛОКА ПРИ ЧАСТИЧНЫХ НАГРУЗКАХ

1) расчет термодинамических параметров пара и конденсата (питательной воды) в элементах тепловой схемы, построение процесса расширения пара в проточной части турбины на h, s-диаграмме;

2)расчет расходов пара на подогреватели по уравнениям материальных и тепловых балансов;

3)расчет внутренней мощности турбины;

4)расчет показателей тепловой экономичности турбоустановки (энергоблока).

Для построения процесса расширения пара в турбине при частичной нагрузке надо иметь все данные по расчетномурежиму(в качестве расчетного принимают режим при полностью открытых регулирующих клапанах и номинальных параметрах пара), а также значения внутренних относительных КПД отсеков турбины и регулирующей ступени.

Характеристики отборов пара турбоустановки К-800-240-5

Влияние нагрузки турбины на давление пара в конденсаторе

Давление пара в конденсаторе определяется температурой конденсации пара tк

При G0о.в.≠Gо.в. новый коэффициент теплопередачи принимаем

Из практики эксплуатации конденсационных турбин известно, что расход пара в конденсатор пропорционален расходу свежего пара на турбину

Dк D .

Dк0 D0

тогда tк tо.в1 ADк ,

При G0о.в.=Gо.в. коэффициент теплопередачи можно считать неизменным, тогда

tк tо.в1 tк0 tо0.в1 D .

D0

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ ТУРБОУСТАНОВКИ

В зависимости от режима исходными являются:

1)отопительная нагрузка Qc;

2)график температур в подающей и обратной линиях сетевой воды tп.с; tо.с=f(tн.в);

3)электрическая нагрузка;

4)начальные параметры пара p0, t0 и давление в конденсаторе pк (при работе по электрическому

графику).

Расчет обычно начинается с внешних узлов тепловой схемы: сетевой подогревательной установки, расширителей продувки, деаэраторов химочищенной воды и т.д.

).

1.Определение давления пара в верхнем теплофикационном отборе турбины и в единственном работающем

отборе пара

Давление пара в верхнем теплофикационном отборе pт2 определяется из уравнения теплового баланса

СП2

Qт = Gс.в.(hСП2 − hо.с.),

hСП2 hо.с. Qт . Gс.в.

По значению hСП2 и pc.в = 0,5÷1 МПа, определяется температура tСП2. θСП2 = 3÷5 °С.

tт2н = tСП2 + θСП2,

а по tт2н по справочнику определяется pт2н.

pт2 = pт2н/ (0,95÷0,92).

2. Определение давления пара в нижнем теплофикационном отборе в режиме работы с двумя теплофикационными отборами пара

QСП1 = Dт1qт1 п = Gс.в.(hСП1 − hо.с.),

где qт1 = 2150 2250 кДж/кг.

Рис. Графическое определение давления в отборе турбины pт1

Определение pт1 по уравнению теплового баланса аналогично pт2.

Для турбины Т-100-130 расход пара через отсек 22-23 ступеней (ПО) равен:

D22-23 = Dт1 + Dк + DПНД1.

При работе по тепловому графику в подключенный к СП1 ПНД1 обычно пар не поступает, т.е. DПНД1 ~

0.

Dмин

Dк ≥ ЧНД .

При трехступенчатой схеме подогрева сетевой воды Dк:

Dк Qк , qк п

Qк=Gс.в.(hп.к.−hо.с.),

где тепловая нагрузка пучка конденсатора Qк задается, а затем уточняется; qк = 2200 2270 кДж/кг - теплота конденсации пара, п = 0,98; по hп.к. и по pc.в. определяется температура сетевой воды на выходе из пучка tп.к..

Основные режимные параметры по отсекам турбины Т-110-130-3 (поворотная диафрагма не уплотненная)

уплотнения ЦВД, кг/с; pПД – потеря давления в поворотной диафрагме, МПа.

Найденное давление pт1 можно сравнить с заводской характеристикой DПО = f(pт20, pт10). Расход пара на СП2 определяется по QСП1:

QСП2 = Qт – QСП1 = Qт – Dт1qт1 п,

QСП1 = Dт1qт1 п,

Dт2 = QСП2/qт2 п,

где qт2 = 2150 2180 кДж/кг.

Результаты расчета при определении давления pт1

Далее:

- определяются давления пара в выше расположенных отборах:

-принимаются значения пара через уплотнения штоков регулирующих клапанов и через концевые уплотнения и значения расхода пара по отсекам турбины;

-рассчитываются термодинамические параметров пара и конденсата, строят процесс расширения пара в проточной части турбины на h, s-диаграмме;

-рассчитываются расходы пара на подогреватели по уравнениям материальных и тепловых балансов;

-сравнивают рассчитанные величины расходов пара по отсекам с данными оценочного расчета (при отклонении их более чем на 0,1% выполняется дополнительная итерация, начиная с определения давления пара

вотсеках турбины);

-рассчитывают внутреннюю мощность турбины и показатели тепловой экономичности.