Стартовая >> Архив >> Генерация >> Режимы мощных паротурбинных установок

Скользящее начальное давление пара для теплофикационных ПТУ - Режимы мощных паротурбинных установок

Оглавление
Режимы мощных паротурбинных установок
Переход к блочной компоновке электростанций
Особенности тепловых схем мощных энергоблоков
Характерные особенности предстоящего этапа энергетики
Особенности АЭС
Режимы работы современных энергосистем
Паротурбинный блок как единый энергетический агрегат
Требования к маневренности паротурбинных установок
Расчеты тепловых схем
Характеристики турбинных отсеков
Дроссельное парораспределение
Идеальное сопловое парораспределение
Реальное сопловое парораспределение
Обводное парораспределение
Турбообводное парораспределение
Компрессорно-обводное парораспределение
Выбор типа парораспределения
Работа системы регенеративного подогрева питательной воды
Отключение ПВД как источник пиковой мощности
Скользящее начальное давление пара
Тепловая экономичность работы энергоблоков при скользящем давлении
Комбинированное регулирование
Полиблочный принцип регулирования
Влияние паро-парового промперегрева на к.п.д. турбоустановки
Программы регулирования влажнопаровых турбоустановок
Скользящее давление
Работа турбоустановок при продлении рабочей кампании энергоблока
Эрозионная надежность лопаточного аппарата последних ступеней при работе турбины в переменных режимах
Графики тепловых нагрузок теплофикационных турбоустановок
Диаграмма режимов теплофикационных турбоустановок
Основные типы характерных режимов теплофикационных турбоустановок
Скользящее начальное давление пара для теплофикационных ПТУ
Теплофикационные полиблоки с параллельным соединением турбоагрегатов
Полиблочный принцип регулирования тепловой нагрузки
Влажнопаровые теплофикационные турбоустановки
Пути повышения маневренности теплофикационных турбоустановок при больших тепловых нагрузках
Уменьшение мощности турбины с частичной передачей тепловой нагрузки на ПВК
Скользящее противодавление
Список литературы

Вместе с тем, как следует из рис. 5-10, в определенных диапазонах режимов при малых и больших тепловых нагрузках к.п.д. конденсационного потока ηκ= l/qK может достигать 41— 42 % и даже больше, т. е. превосходить к.п.д. мощных энергоблоков сверхкритического давления. Это обстоятельство не следует упускать из вида при сопоставлении тепловой экономичности электростанций разных типов в конкретных условиях эксплуатации при распределении нагрузок между ними.
Термодинамические особенности работы теплофикационных ПТУ при скользящем начальном давлении пара. Программа регулирования применительно к теплофикационному блоку включает в себя подпрограммы регулирования рассматриваемых поодиночке внутренних параметров, в том числе начального давления пара.
Как правило, мощные теплофикационные турбины ТЭЦ выполняются с сопловым парораспределением. Перспективной для них, как и для конденсационных турбин, является комбинированная подпрограмма регулирования начального давления пара (см. § 3-3), сочетающая работу при постоянном давлении в области больших расходов пара, при скользящем давлении в области уменьшенных расходов и при постоянном давлении, равном минимальному допустимому по условиям надежности котла, — при малых расходах пара (см. рис. 1-5, в).
В области больших расходов пара условия работы теплофикационной ПТУ одинаковы при комбинированном регулировании начального давления свежего пара и при постоянном его давлении. Поэтому проводимый ниже анализ ограничим промежуточной из отмеченных областей режимов ПТУ. При этом сопоставляемыми вариантами будут, с одной стороны, работа ПТУ при постоянном давлении в области режимов, где реальное сопловое парораспределение становится, по сути, дроссельным, а с другой — работа той же ПТУ при скользящем давлении с неизменным положением регулирующих клапанов ЧВД, таким же, как при режиме, соответствующем границе перехода от соплового парораспределения к дроссельному. В качестве точек отсчета при сопоставлении работы теплофикационных ПТУ с постоянным и скользящим давлением будут приняты показатели тепловой экономичности при постоянном давлении. Тепловую нагрузку будем принимать одинаковой для сопоставляемых режимов.
Определяемый формулой (5-3) удельный расход теплоты на выработку электроэнергии без учета затрат энергии на собственные нужды (брутто)  и его относительное приращение аналогично формулам (2-28) и (2-37) запишем в виде: qб=qб/kР и δqб= δqб—δkР, где qб и δqб— соответственно удельный расход теплоты установкой без РППВ и его относительное приращение; kp — коэффициент регенерации, для теплофикационной ПТУ определяемый соотношением, аналогичным формуле (2-30),

причем βi и Kj — доли общего расхода пара, направляемого в j сетевой подогреватель, и недоиспользованного перепада энтальпии; Q' — количество теплоты, подводимой к рабочему телу в цикле без регенеративного подогрева питательной воды.

  В то же время возрастает энтальпия пара ia при входе в сетевой подогреватель, вследствие чего при фиксированной тепловой нагрузке Qот уменьшается расход теплофикационным потоком GT. Этот фактор оказывается превалирующим, в результате чего при переходе к скользящему давлению снижается, хотя и незначительно, мощность Νт, вырабатываемая теплофикационным потоком. В результате отмеченного переходу от постоянного давления к скользящему соответствуют отрицательные значения δα. Разность же b2—b1 всегда положительна. Следовательно, третье слагаемое в формуле (5-10) отрицательно. Однако по абсолютному значению оно существенно меньше первого слагаемого, вследствие чего скользящее давление для теплофикационных ПТУ без промперегрева уменьшает удельный расход теплоты на выработку электроэнергии. Выигрыш при режимах с отборами пара меньше, чем при конденсационных режимах, и уменьшается с ростом тепловой нагрузки ввиду уменьшения коэффициента а10=Nк/N при первом слагаемом.

 Комбинированное регулирование для теплофикационных турбин с промперегревом дает больший выигрыш в тепловой экономичности. Это связано прежде всего с большим, чем без промперегрева, возрастанием к.п.д. конденсационного потока пара благодаря более высоким номинальным параметрам пара и большему возврату теплоты пару в промперегревателе (см. § 3-2). Удельный расход теплоты теплофикационным потоком qT на всех режимах независимо от способа регулирования по-прежнему равен единице, так что δqт=0. Так как для турбин с промперегревом при режимах с одинаковым расходом пара процессы расширения пара в ЧНД не зависят от подпрограммы регулирования начального давления, то одной и той же тепловой нагрузке Qот соответствуют одинаковые значения энтальпии и расхода отбираемого пара. Перепад энтальпии и мощность, соответствующие теплофикационному потоку в ЧСД, одинаковы для сравниваемых режимов. Мощность же, вырабатываемая теплофикационным потоком в ЧВД, при скользящем давлении оказывается большей из-за увеличения перепада энтальпии этого отсека, что вызвано смещением вправо процесса расширения по is-диаграмме. Следовательно, при переходе к скользящему давлению у турбин с промперегревом возрастает мощность Νт, вырабатываемая теплофикационным потоком пара. Мощность, вырабатываемая в ЧВД конденсационным потоком, при переходе к скользящему давлению увеличивается в той же пропорции, что и для теплофикационного потока. Мощность же, вырабатываемая конденсационным потоком в ЧСД и ЧНД, не изменяется. Так как доля этой постоянной составляющей для конденсационного потока значительно больше, чем для теплофикационного, относительное изменение мощности первого из потоков оказывается меньшим (δNK<δNT). Вследствие этого относительное приращение мощности турбины bN меньше δNT, а следовательно, δa=δNT—δN>0. Одновременное увеличение первого и третьего слагаемых в формуле (5-10) предопределяет больший итоговый, чем для ПТУ без промперегрева, выигрыш в удельном расходе теплоты на выработку электроэнергии.
Выше было показано, что при переходе к скользящему давлению для ПТУ с промперегревом пара увеличивается мощность Νт, вырабатываемая теплофикационным потоком, а тепловая нагрузка Qот остается неизменной. Это означает, что увеличивается удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении Э=Nт/Qот.
Приведенный выше термодинамический анализ не учитывал возможного уменьшения затрат мощности на привод питательных насосов. Общие закономерности и пути использования этого выигрыша остаются такими же, как для конденсационных ПТУ (см. гл. 3).
Сравнение тепловой экономичности теплофикационных ПТУ при различных подпрограммах регулирования начального давления. Выполненный выше в общем виде термодинамический анализ, выявляющий общие качественные закономерности изменения удельного расхода теплоты при переходе к скользящему давлению, для количественной оценки его эффективности нуждается в дополнении детальными расчетами тепловых балансов применительно к конкретным агрегатам с тем, чтобы учесть их особенности (характеристики регулирующих ступеней, питательных насосов и их приводов, особенности тепловых схем, многоступенчатый подогрев сетевой воды и пр.). С этой целью в ЛПИ были выполнены расчеты тепловой экономичности практически всех находящихся в эксплуатации теплофикационных турбоустановок на 8,8; 12,7 и 23,5 МПа (Т-50-130, ПТ-60-90, ПТ- 60-130, Т-100-130, Т-250-240, Т-180-130, Т-175-130, ПТ-135-130 и др.). При расчетах принятые заводами-изготовителями тепловые схемы ПТУ и конструкции турбин предполагались неизменными. Сравнение проводилось по удельному расходу теплоты нетто q, причем из затрат на собственные нужды учитывались лишь затраты мощности на привод питательных насосов. В качестве базы для отсчета сравниваемых результатов принимались значения q при постоянном давлении.
Ниже приведены в качестве примера результаты расчетов тепловой экономичности турбоустановок Т-100-130 и Т-250-240. Комбинированное регулирование уменьшает удельный расход теплоты турбоустановкой Т-100-130 как на конденсационных режимах (К), так и на режимах ТК (рис. 5-11). Выигрыш сокращается с увеличением тепловой нагрузки от 1,3% при конденсационном режиме до 0,6 % при больших тепловых нагрузках, что подтверждает выводы термодинамического анализа.
На рис. 5-12 приведены результаты расчетов тепловой экономичности турбоустановки Т-250/300-240. В конденсационном режиме при половинной нагрузке блока выигрыш составляет 1,9%, а при нагрузке 30% номинальной — 3,2%. В режимах ТК абсолютный выигрыш ∆q от применения комбинированного регулирования одинаков и не зависит от величины и характера тепловой нагрузки.

Относительный же выигрыш δq возрастает с ростом тепловой нагрузки. При половинном расходе пара выигрыш достигает 2—2,5%, а при 30% превышает 3—3,5%.
Приведенные расчетные результаты подтверждены экспериментально на ряде ТЭЦ при переводе их на работу со скользящим начальным давлением [7, 27, 54].



 
« Режим системы охлаждения генераторов на теплофикационных энергоблоках 250 МВт   Результаты внедрения разработок по повышению эффективности золоулавливания »
электрические сети