6. РЕЖИМЫ РАБОТЫ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

ХАРАКТЕРИСТИКИ АГРЕГАТОВ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

6.1. Режимы работы оборудования ТЭС

         Тепловая и электрическая нагрузка оборудования ТЭС меняется в соответствии с графиками нагрузок потребителей, т.е. оборудование ТЭС работает с нагрузкой изменяющейся во времени и отличающейся от мощности и экономичности, принятой при выборе оборудования при проектировании. Режим работы оборудования с изменяющейся во времени нагрузкой называется переменным режимом. При переменном режиме возможны  следующие варианты работы.

        1. Длительная работа с неполной нагрузкой или перегрузкой, или при параметрах пара и воды, отличных от расчетных, или при одновременном отличии от расчетных и нагрузки и параметров пара и воды.

        2. Кратковременная от нескольких минут до нескольких часов – работа на неустановившемся режиме при непрерывном или ступенчатом изменении нагрузки, при этом параметры пара и воды могут меняться или оставаться постоянными.

       Первый режим можно назвать нерасчетным и в этом режиме оборудование работает большую часть времени. Для второго характерно изменение нагрузки в большом диапазоне – от нуля до максимума, пусковые, остановочные операции, вывод в горячий и холодный резерв и т.д. По времени он не продолжителен и происходит при переменных параметрах пара.  Этот режим связан  со  снижением

надежности и экономичности агрегатов и его длительность должна быть ограничена.

При изменении нагрузки от 50 до 100 % изменение экономичности невелико.

        Расчетная или нормальная (экономическая) мощность турбогенератора N_э, соответствует его экономическому режиму работы с максимальным КПД.

        Номинальная или максимально длительная нагрузка (мощность) – это нагрузка (мощность), при которой турбина может работать длительное время без ущерба для механической прочности и с достаточно высоким КПД, она дается в паспорте турбогенератора. Турбины имеют высокую среднюю нагрузку. Величину нормальной (экономической) нагрузки N_э принимают равной 80÷100 % максимально длительной нагрузки N_м.

N_э = (0,8÷1,0) ·N_м.

       По мере совершенствования и увеличения экономичности турбины возрастает использование ее мощности и коэффициент загрузки, номинальная (расчетная) мощность приближается к максимально длительной, вплоть до совпадения.

       При работе основного оборудования на переменных режимах наибольшее изменение экономичности наблюдается у турбин. Для парогенераторов, подогревателей и другого оборудования экономичность меняется в относительно узких пределах. Изменение нагрузки приводит к изменению пропуска пара через регулируемые и не регулируемые ступени: изменяются КПД, характер рабочего процесса, вакуум в конденсаторе, теплообмен в регенеративных и сетевых подогревателях, испарителях и паропреобразователях. При изменении нагрузки и температуры питательной воды парогенератора изменяется температура перегретого пара.

6.2. Энергетическая характеристика

конденсационной турбоустановки

Энергетическая характеристика конденсационного турбогенератора – это зависимость расхода пара от электрической мощности, выраженная в графической или аналитической форме. Тепловая характеристика устанавливает зависимость расхода тепла от электрической мощности.

     Паровая характеристика называется диаграммой режимов, она показывает изменение расхода пара от нулевой мощности (холостой ход) до максимальной N_м, т.е. предельной мощности по условиям пропуска пара и механической прочности турбогенератора. Для простоты считают эту зависимость прямолинейной и что наибольшая экономичность соответствует наибольшей мощности (рис. 6.1).

N_м = N_э;         N_э/N_м = 1.

Здесь N_м, N_э – соответственно максимальная и экономичная мощность.

           При заданных начальных и конечных параметрах пара и значениях КПД  расчетный или оптимальный удельный расход пара d_э, кг/(квт·ч), рассчитывается по формуле:

                                           (6.1)

           Часовой расход пара D, кг/ч, равен

D_э = d_э·N_э;                                                     (6.2)

   D_м = d_э ·N_м.                                                    (6.3)

           При сопловом регулировании прямая будет иметь изломы, число которых пропорционально числу регулирующих клапанов.

           Для холостого хода мощность турбогенератора равна нулю, а расход пара равен  расходу D_х холостого хода. Энергия этого пара расходуется на преодоление внутренних и механических потерь турбины и генератора, на привод масляных насосов, эжектора, системы регулирования. Расход пара на холостой ход выражается в долях расчетного расхода пара – коэффициентом холостого расхода пара на турбогенератор

,                                                              (6.4)

D_х = х ·D_э = х ·N_э .                                                 (6.5)

        Наклон характеристики к оси абсцисс D_х=(0,05÷0,08)D_э определяет коэффициент относительного прироста расхода пара или относительный прирост расхода пара

                            (6.6)

        Для прямолинейной характеристики при заданных значениях D_х, d_э и r ее аналитическая форма имеет вид

D = D_х +  r ·N = х · d_э·N_э+ (1 – х) d_э ·N_э .   (6.7)

        Таким образом, при любой нагрузке полный часовой расход пара составляется из полезного расхода r·N=(1–х)d_э·N_э, используемого на производство энергии и дополнительного расхода пара D_х, затрачиваемого на покрытие потерь холостого хода. Для произвольной нагрузки N_а расход пара составит (см. рис. 6.1)

D_а = х · d_э · N_э + (1 – х) d_э·N_а .              (6.8)                        

        По паровой характеристике или диаграмме режимов можно определить расход пара для любой промежуточной нагрузки.

        По аналогии с диаграммами режимов можно построить характеристику удельного расхода пара d, кг/(кВт·ч) (рис. 6.2).

                                                                                      (6.9)

                                                                (6.10)

Или, используя безразмерную величину коэффициента нагрузки

                           ,                                                         (6.11)

получим аналитическое выражение для удельного расхода пара

.                                              (6.12)

При f=1 (N=N_э) d=d_э; при f < 1   расход пара стремится к максимальной величине (d > d_э).

       Для любой нагрузки увеличение удельного расхода пара характеризует снижение экономичности, т.е. уменьшение значений кпд η_оi, η_м, η_г при отклонении нагрузки от расчетной. Аналогичные значения D и d можно получить и для варианта, когда экономичная и номинальная (максимальная) нагрузки не совпадают N_э<N_м. Такое расхождение нагрузок встречается, если из-за переменности режима турбина большую часть времени работает при нагрузках ниже максимальной. Диаграмма режимов такой турбины представлена на рис. 6.3. При изменении мощности от нуля до N_э характеристика  расхода пара

D=D_х + r·N,

r=(1 – х)d_э

и при изменении мощности от N_э  до N_м относительный прирост расхода пара          

   .                                     (6.13)                                          

На участке изменения мощности от N_э до N_м значения η_г и η_м выше, а η_oi ниже чем на участке от N = 0 до N_э и соответственно

,            (6.14)                                                             

.                                                   (6.15)                            

Характеристика расхода пара на этом участке

D′=D_х + r·N_э + r′(N′ - N_э)=D_х + r·N_э′ + D′,                                    (6.16)  

т.к. r′ > r, то ∆D′ - дополнительный прирост расхода пара.

Применение регенеративного подогрева питательной воды увеличивает расход пара

D_р.э = К · D_к.э .                                                            (6.17)                   

К > 1 и на переменных режимах расход пара возрастает в большей степени (см. рис. 6.4).

        При малых нагрузках экономичность турбины резко снижается и такие режимы допустимы как вынужденные или пиковые.

       Температура конденсата турбины от нагрузки меняется незначительно, особенно если с изменением нагрузки меняется и расход циркуляционной воды. Поэтому графики часового и удельного расхода пара в определенном масштабе соответствуют изменению часового и удельного расхода тепла в зависимости от нагрузки.

      При изменении нагрузки от 40 до 100 % коэффициент, характеризующий расход пара на регенерацию, меняется в пределах 3÷4 %, при снижении нагрузки ниже 40 % он приближается к единице и при нагрузках ниже 20 % регенерация отключается.

6.3. Энергетическая характеристика турбоустановки

с одним регулируемым отбором пара

      Энергетическая характеристика конденсационной турбины с одним регулируемым отбором пара устанавливает зависимость между тремя основными величинами: электрической мощностью N_э, количеством отпускаемого из отбора пара D_т (тепла) и расходом свежего пара D_о (тепла) на турбину. В зависимости от вида связываемых величин такие характеристики называют паровыми (весовыми) или тепловыми. Паровые характеристики называют диаграммами режимов.

      Характеристика турбины с одним регулируемым отбором пара строится на основе режимных характеристик турбин конденсационного типа и противодавленческой.

      Характеристика турбины с противодавлением строится аналогично конденсационной. Однако входящий в уравнение расхода пара   теплоперепад H_а уменьшается за счет увеличения конечного давления пара и расход свежего пара на турбину увеличивается при этой же электрической мощности, т.е. увеличивается крутизна паровой характеристики (рис. 6.5). Расходы пара на конденсационную турбину и на турбину с противодавлением соответственно равны

D_к.о = D_к.х + r_к· N_э ,      r_п > r_к,              (6.18)                           

   D_п.о = D_п.х + r_п · N_э,       х_п > х_к.             (6.19)

      Расход D_о свежего пара на теплофикационную турбину (с одним регулируемым отбором пара) равен

D_о = D_к.о + Y_тD_т = D_к.х + r_кN_э + Y_тD_т ,                                (6.20)                           

где D_к.о – расход свежего пара в конденсационном режиме; D_т – расход пара отбора; r_к – удельный прирост расхода пара при K – режиме; N_э – электрическая мощность; D_к.х – расход пара при холостом ходе турбины без отбора; Y_т=(i_т – i_к)/(i_о – i_к) – коэффициент недовыработки мощности паром отбора.

      Уравнение (6.20) связывает расход пара на турбину, электрическую мощность и расход пара из отбора.

       Основой диаграммы режимов турбины с одним регулируемым отбором пара (см. рис. 6.6).  являются две граничные прямые, характеризующие два режима работы турбины: 1) чисто конденсационный, когда D_т=0; D_о=D_к.о=D_к, если не учитывать регенеративных отборов; 2) противодавленченский, когда D_о=D_т; D_к=0.

При построении характеристики принимают Y_т = const. В этом случае линии D_т=const располагаются на диаграмме параллельно конденсационной характеристике, т.к.

D_о=D_к + Y_тD_т.

      Левой границей характеристики D_т=const служит линия работы турбины с противодавлением, на которой  D_к=0 и D_п.о=D_о. Справа линии D_т=сonst ограничиваются вертикалью максимальной (номинальной) электрической мощности N_э=N_м. Конфигурация верхней части диаграммы зависит от того, достигается ли N_м (N_н) при работе с противодавлением или предельная мощность N_м при работе с противодавлением меньше номинальной и ограничивается наибольшим пропуском пара через турбину. В первом случае верхняя часть диаграммы заканчивается острым углом, образуемым прямыми D_о=D_п.о и N_э=N_м. Во втором случае верхняя часть диаграммы ограничивается отрезком горизонтальной прямой между линиями D_о=D_п.о и N_э=N_м с ординатой D_м.

      Линии D_к=const представляют прямые, параллельные характеристике противодавления D_о=D_п.о=D_т и расположенные ниже ее на величину вертикального отрезка D_к · Y_т/(1 – Y_т), так как 

D_о = D_к.о  + Y_т (D_о – D_к),                                       (6.21)

или

D_о=D_п.х + r_пN_э – (Y_т/(1 – Y_т)) D_к .                               (6.22)

Здесь индекс «п» означает противодавление.

      Из серии прямых D_к=const отметим характеристику D_к=D_к.мин ≈ 0,05 D_о.

 D_к.мин – минимальный вентиляционный пропуск пара через ЧНД  при работе турбины с полной нагрузкой по «тепловому» графику. Линия D_к=D_к.мин – действительная левая граница диаграммы. Линия D_к=D_к.макс. отвечает максимальному пропуску пара в конденсатор. Если использовать полную пропускную способность ЧВД D_о.м до регулируемого отбора и ЧНД D_к.м, то можно при сниженном отборе D_т=D_о.м–D_к.м получить максимальную перегрузочную мощность N_макс.≈ 1,2 N_м.

      Номинальный отбор пара D_т.м соответствует номинальной мощности N_м и максимальному расходу пара на турбину D_о.м. Если максимальный расход пара на турбину достигается при работе с противодавлением при N_п.м< N_м, то возможен отбор пара больше номинального («предельный» отбор пара),  при D_о.м и D_к.мин.

      При нулевой мощности (холостом ходе) D_о=D_к.х для конденсационного режима и D_о=D_т.х для режима противодавления. Для этих режимов на оси абсцисс характеристика отсекает отрицательный отрезок – N_х. Эта линия служит границей диаграммы (см. рис. 6.6).

      Расход пара из отборов может выражаться и в долях α_т расхода свежего пара на турбину

_.                                                       (6.23)

Тогда границы конденсационного режима без отбора и режима работы с противодавлением определяются следующими соотношениями

α_т = 0;          α_к = 1,

α_т = 1;         α_к = 0.

      Величины отборов в зависимости от расхода пара на турбину равны

D_т′ = α_т′ · D_о;

D_т″ = α_т″ · D_о;

                                                          D_т″′ = α_т″′ · D_о                

и т.д.

6.4. Практическое применение диаграммы режимов

турбоустановки с одним регулируемым отбором пара

       Диаграммы режимов турбин с одним регулируемым отбором пара позволяют графически по известным электрической мощности и расходу D_т пара из отбора турбины определить мощность пара ЧВД и ЧНД, мощность конденсационного потока, мощность, развиваемую потоком отбираемого пара, общий расход пара на турбину.

      Пусть электрическая мощность турбогенератора N_э и расход пара из отбора турбины D_т. Этим величинам на диаграмме соответствует точка А, заданного режима (рис. 6.6) и полный расход пара на турбину будет равен D.

       Через точку А, заданного режима, проводим горизонталь, которая пересекает линию D_к=0 в точке А_о. Через эту точку проводим вертикаль и на оси абсцисс получим значения N_чвд (N_вд) и N_чнд (N_нд). В этом варианте вся мощность потерь холостого хода относится к мощности ЧВД.

       Для этого же режима через точку А проводим линию D_т=const до пересечения с линией D_к=0 в точке А₁ и через нее проводим вертикаль до пересечения с осью абсцисс. Тогда получим мощность N_т,  развиваемую потоком отбираемого пара D_т, и мощность N_к, развиваемую потоком пара, поступающего в конденсатор. Мощность холостого хода относится к мощности, развиваемой паром отбора.

Если через точку А провести линию D_к=const до пересечения с конденсационной характеристикой D=D_к, то мощность холостого хода будет отнесена к ЧНД. Если же линию D_к=const провести до пересечения с осью абсцисс, то мощность холостого хода будет отнесена к мощности конденсационного потока.

6.5. Энергетическая характеристика турбоустановки

с двумя регулируемыми отборами пара

Эта характеристика устанавливает связь между четырьмя величинами электрической мощностью N_э, расходом пара из верхнего (производственного) отбора D_п, нижнего (теплофикационного) отбора D_т и общим расходом пара на турбину D_о.

По аналогии с турбиной имеющей один отбор расход свежего пара на турбину с двумя отборами пара (рис. 6.7) определяется уравнением

D_о = D_к.х + r_к · N_э + Y_п · D_п + Y_т · D_т.                                 (6.24)

       При построении характеристики действительную турбину с двумя регулируемыми отборами заменяют условной с одним отбором при выполнении условий:

1.     Расход пара из верхнего отбора сохраняется и равен D_п.

2.   Пар из нижнего отбора в количестве D_т поступает в ЧНД и там совершает   добавочную работу расширяясь на участке нижний отбор-конденсатор

.                                          (6.25)

Замена турбины с двумя отборами одноотборной  позволяет построить диаграмму режимов как турбины с одним регулируемым отбором. На диаграмме линии постоянного пропуска пара в конденсатор D_к=const заменяются линиями постоянного выхода пара из ЧСД D_чсд =const, т.е. из ступени перед нижним отбором.

Мощность турбины с одним отбором выше мощности действительного турбогенератора с двумя отборами на величину ∆N_э.

N_у = N_э + ∆N_э.                                               (6.26)

Расход пара

D_о =D_кх+ r_к·N_у+ Y_п·D_п ;                                          (6.27)

D_ку = D_o - D_п = D_чсд  .                                           (6.28)

        Для перехода от условной к действительной турбине вводится поправка на дополнительную мощность ∆N_э, развиваемую паром нижнего отбора. Величина нижнего отбора D_т по оси ординат откладывается вниз (рис. 6.8).

        В нижней части диаграммы под осью абсцисс наносят линии постоянной истинной электрической мощности N_э. Они определяют зависимость дополнительной мощности  ЧНД турбогенератора ∆N_э от величины нижнего отбора D_т. Это позволяет определить истинную мощность N_э по условной N_у и дополнительной N_э = N_у - ∆N_э. Линии постоянной истинной мощности наносят для удобства пользования диаграммой в виде равномерной сетки с наклоном, определяемым уравнением (6.25).

       Общий расход пара на турбину с двумя регулируемыми отборами

D_o = D_чвд = D_п + D_т + D_к .                                     (6.29)

Расходы пара через ЧСД и через ЧНД равны

D_чсд = D_чвд – D_п ,                                               (6.30)

D_чнд = D_чсд – D_т = D_чвд – D_п – D_т.                          (6.31)

       В верхней части диаграммы располагаются режимы, связанные с работой верхнего отбора, в нижней – нижнего отбора.

        Граничные области режимов:

1.  Линия 0^IIА – режим работы турбины без отборов при номинальной электрической мощности N_м.

        2. 0^IВ – расход пара только из верхнего отбора, нижний отключен, за точкой отбора минимальный пропуск пара

D_чсд = D_{к. мин}.                                            (6.32)

Точка В соответствует предельному расходу пара из верхнего отбора, определяет максимальный пропуск пара через ЧВД.

D_т = 0;      N = N_м.                                         (6.33)

        3. ББ^I – режим возможной перегрузки турбины

N > N_{п р}                                                                              (6.34)

при постоянном максимальном пропуске пара

D_макс. = const                                                   (6.35)

        4. ОГ – пределы возможных значений нижнего отбора D_т при отключенном верхнем отборе D_п = 0 и минимальном пропуске пара в конденсатор

D_к = D_к.мин.                                                (6.36)

5. Г-Г^I-Г^II – возможные режимы перегрузки

N > N_м,                                                 (6.37)

при D_т=D_т.макс. за счет увеличения пропуска пара в конденсатор до величины, ограниченной пропускной способностью ЧСД при конденсационном режиме.

6.     Точка А^I  соответствует режиму

D_т = D_т.макс.;       D_к = D_к.мин.                                                   (6.38)

и для нее размер ЧСД определяется расходом пара

_,                                                           (6.39)

что соответствует линии А^I–Б^I. Этому режиму соответствует максимальный расчетный расход пара

D^М = ,                                                     (6.40)

расход пара из верхнего отбора определяется точкой Б^I.

Расход пара через ЧСД равен

.                                         (6.41)

Развиваемая мощность определяется точкой Г^II и равна .

Границей нижней части диаграммы служит линия зависимости наибольшей величины нижнего отбора пара D_т, при выключенном верхнем отборе D_п=0 и минимальном пропуске пара в конденсатор  от истинной мощности турбогенератора N_э.

Построенная таким способом диаграмма позволяет определить графически любую из связанных четырех величин D_o, D_т, D_п и N_э по заданным значениям трех из них.

6.6. Практическое применение диаграммы режимов турбоустановки

с двумя регулируемыми отборами пара

Диаграмма режимов составляется для совершенно определенных условий работы турбогенератора в отно­шении параметров пара перед турбиной и в отборах, вакуума в конденсаторе и регенеративного подогрева питательной воды (схемой регенерации). Эти условия специально оговариваются составителем диаграммы режимов (обычно заводом-изготовителем турбины). Например, диаграмма режимов (рис. 6.9) построена с учетом регенерации для номинальных парамет­ров пара перед турбиной и в отборах (в производственном отборе 10 ата и в теплофикационном отборе 1,2 ата). Зона повышенного давления в камере произ­водственного отбора ограничивается линиями количества пара выходящего из ЧСД от 90 т/ч до 105 т/ч.  Рассмотрим   пример,   показанный на рис. 6.9 пунктирной линией. Расход свежего пара турбиной d_о равен 133 т/ч. Первый отбор (производственный) равен 50 т/ч и второй (отопительный) равен 54 т/ч. Определить мощность, развиваемую турбиной.

Проводим горизонтальную линию от исходной точки а на шкале расходов пара, соответствующей задан­ной величине d_o, до пересечения с линией постоянного производственного отбора D_п=50 т/ч в точке b. Из точки b проводим линию, перпендикулярную абсцис­се, до пересечения с горизонталью (нижнее поле), соот­ветствующей величине второго отбора D_т=54 т/ч (точка с). Из точки с проводим линию, параллельную наклонным линиям нижнего поля диаграммы до пере­сечения с абсциссой в точке d, которая и определяет мощность, развиваемую турбиной при заданном режи­ме, а именно 21,3 МВт. Отрезок еd на абсциссе есть та поправка, которая рассчитывается по формуле (6.25) ΔN_э=D_т(i_т - i_к)·η_м·η_г/3600.

 Если нужно определить по заданной мощности и величинам отборов расход свежего пара турбиной, то построение производят в обратном порядке.

На нижнем поле диаграммы   нанесены   также линии максимально    допустимых производственных отборов пара при заданной мощности турбогенератора и заданном теплофикационном отборе, построенные, исходя из условия минимального пропуска пара в конденсатор (вентиляционный расход).

 Если ордината bc (см. пример на рис. 6.9) пересекается с горизонталью нижнего поля диаграммы, определяющей заданную теплофикационную нагрузку
(в приведенном примере 54 т/ч), на линии максимального производственного отбора, величина которого равна заданному производственному отбору, это значит, что турбина работает с минимальным пропуском пара в конденсатор на теплофикационном режиме и развиваемая ею мощность будет также теплофикационной, как говорят, мощность, развиваемая на тепловом потреблении. Наличие на диаграмме режимов линий максимальных производственных отборов весьма существенно для расчета тепловых схем, так как позволяет найти наиболее выгодный теплофикационный режим турбин ТЭЦ, работающих в энергосистемах, для которых часто выработка конденсационной мощности является нерентабельной.

 Линии верхнего поля диаграммы аналогичны таковым на диаграммах режимов с одним отбором, описанных выше (см. п. 6.3). 

К диаграммам режимов турбогенераторов заводами строятся также поправочные кривые для расчета режимов работы турбины с параметрами пара, отличными от номинальных.

6.7. Влияние нагрузки на КПД теплофикационной турбины

КПД теплофикационной турбины по производству электроэнергии зависит от электрической нагрузки N_э, расхода тепла на производство электроэнергии , полного расхода тепла Q_ту и количества отпускаемого тепла Q_т.

.                                               (6.42)

1.     В конденсационном режиме при отключенном отборе

Q_т = 0;       .                         (6.43)

Для него характерно, что с ростом электрической нагрузки КПД турбины возрастает от нуля до максимума при экономической (номинальной) нагрузке. Это вызвано ростом N_э и произведения η_м·η_г. Аналогично с ростом нагрузки меняется КПД при малых расходах пара на тепловое потребление Q_т.

2. При работе с противодавлением Q_к=0 и ·. КПД турбоустановки  будет наибольшим   ().                                                 

3. Для турбин с отборами строятся графики изменения КПД от развиваемой мощности при различных значениях отборов: от конденсационного режима до режима с противодавлением. При малом N_э и отпуске тепла Q_т=const c ростом энергетической нагрузки КПД  возрастает более быстро за счет быстрого роста произведения η_м·η_г. При больших нагрузках η_м·η_г  возрастает медленнее, прирост потерь тепла в конденсаторе относительно велик и поэтому КПД снижается. При некоторой промежуточной величине отбора Q_т с ростом электрической нагрузки N_э КПД может оставаться почти постоянным.

6.8. Характеристики теплообменников турбины

Наибольший расход тепла на теплообменники турбины связан с пароводяными теплообменниками: регенеративными и сетевыми подогревателями. Режим их работы определяется нагрузкой турбины и тепловой нагрузкой подогревателя. Расходы и параметры пара и воды могут существенно отличаться от расчетных. Связь нагрузки теплообменника, параметров теплоносителя и поверхности нагрева выражается в графической или аналитической форме и называется характеристикой теплообменника.

 Тепловая нагрузка подогревателя определяется по уравнениям теплового баланса и теплопередачи

Q = D_п(i_п – i_п^I)η = G_в · С_в(t_В2 – t_В1);                               (6.44)

Q = K·F·∆.                                                                                 (6.45)

Если режим работы теплообменника отклоняется от расчетного, то в первую очередь меняется величина недогрева воды до температуры насыщения греющего пара.

 ;                                  (6.46)

∆ = t_н – t_В1 = θ + t_В2 – t_В1,                                    (6.47)

где t_н, t_в1, t_в2 – соответственно температура насыщения греющего пара, воды на входе в теплообменник и на выходе из него.

При снижении нагрузки турбины расход воды через регенеративные подогреватели снижается и относительная температура недогрева   Θ/Δt (Δt=t_в2 – t_в1) уменьшается, коэффициент теплопередачи меняется незначительно.

Это связано с противоположным влиянием снижения скорости воды и среднего температурного напора. Особым режимом работы регенеративных подогревателей является отключение одного из них или группы подогревателей. Наибольшее отклонение температуры питательной воды от расчетной возникает в случае отключения последнего по ходу воды подогревателя высокого давления. Отключение одного из предыдущих регенеративных подогревателей высокого давления (после деаэратора) приводит к небольшому снижению температуры питательной воды до 1÷1,5 °С за счет перераспределения нагрузки между оставшимися подогревателями.

Основная часть отопительно-бытовой нагрузки покрывается паром из регулируемых отборов турбины при давлении 0,05÷0,25 МПа. Давление греющего пара зависит от тепловой нагрузки. При снижении температуры наружного воздуха увеличивается давление греющего пара, т.к. количество теплоносителя  (сетевой воды) при качественном регулировании остается прежним. В результате увеличивается температура прямой и обратной сетевой воды, температура насыщения греющего пара и величина недогрева подогревателя сетевой воды.

6.9. Переменный режим работы парогенератора

Тепловая характеристика парогенератора определяет зависимость расхода пара или тепла Q_c на блок или по станции от теплопроизводительности парогенератора Q_пе

Q_c = f (Q_пе)                                                    (6.48)

и определяется на основании испытаний парогенератора. Она может быть получена и расчетным путем, но с меньшей точностью за счет изменений коэффициента избытка воздуха, тепловых потерь, изменения температуры питательной воды и т.д.

Топливную и тепловую характеристики парогенератора в общем случае можно выразить в аналитической форме уравнениями, имеющими вид:

,                                (6.49)

,                               (6.50)

где: B и Q_с – часовой расход топлива и тепла в рабочем режиме;

       B_х и Q_х – часовой расход топлива и тепла в режиме холостого хода;

       и  – полезная тепловая и паровая нагрузка парогенератора, соответствующие относительному приросту r₁;

       и  – паровая и тепловая нагрузки парогенератора, соответствующие относительному приросту r₂;

       r₁ и r₂ – относительный прирост расхода топлива и тепла для рассматриваемого участка.

Тепловая характеристика парогенератора строится для крайних изменений нагрузки. Пределы крайних изменений нагрузки определяются по условиям устойчивого сжигания топлива или циркуляции в парогенераторе.

Такая характеристика устанавливает связь между КПД парогенератора η_ка, температурой перегрева пара t_пе, температурой уходящих газов t_ух и коэффициентом избытка воздуха в уходящих газах α_ух (рис. 6.10).

6.10. Характеристики конденсаторов паровых турбин

Они устанавливают связь паровой нагрузки конденсатора , давления в конденсаторе , температуры воды на входе в конденсатор t_В1, расхода охлаждающей воды G_в и позволяют определить давление в конденсаторе р_к в условиях работы турбины, отличных от расчетных, т.е. позволяют определить изменение вакуума с изменением нагрузки.

;                                             (6.50)

где Θ – температурный напор или недогрев.

,                       (6.51)

где G_в – расход циркуляционной воды;

        t_к – температура насыщения отработанного пара.

Более точное изменение характеристики конденсатора производится с учетом изменения коэффициента теплопередачи в конденсаторе при изменении расхода циркуляционной воды и паровой нагрузки.

6.11. Характеристики питательных насосов

Эти характеристики строятся на основе опытных данных, полученных при испытании насосов. Характеристика питательного насоса (рис.6.11) устанавливает зависимость между КПД питательного насоса η_н, приводной турбины η_тп (или электродвигателя), давлением нагнетания р_н, частоты вращения n от расхода пара на турбину D_o и мощности блока N_э. По характеристике определяется также зона устойчивой работы питательного насоса при работе с парогенератором, влияние способа регулирования частоты вращения вала насоса на параметры его работы и другие показатели.

 

 

 

 

ПТС сводится к тепловой схеме блока. При не блочной компоновке  оборудо-