Экономия топлива на электростанциях малой и средней мощности - Влияние параметров паротурбинных установок на экономичность

V. РАЦИОНАЛИЗАЦИЯ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК
Влияние параметров на экономичность
На паротурбинной электростанции тип и параметры турбин определяют ее основную принципиальную схему и предпосылки экономичности работы. Турбины, работающие при высоких параметрах пара, экономичнее, чем при средних параметрах, и турбины с развитой регенерацией экономичнее, чем без регенеративного подогрева питательной воды.

Рис. 48. Теоретический цикл паротурбинной установки.

В основу оценки экономичности работы турбин кладется оценка приближения цикла их действительной работы к теоретическому циклу, изображенному на рис. 48, а, в координатах «TS», а на рис. 48, б — в координатах «PV».      
Термический к. п. д. паровой турбины (абсолютный к. п. д. идеальной турбины) определяется по формуле:
(59)
где: i1— теплосодержание пара перед турбиной, ккал/кг; i2 — теплосодержание пара после адиабатического расширения в турбине, ккал/кг;
i3 — теплосодержание воды при конечном давлении, ккал/кг;
h0 = i1 — i2 — адиабатический теплоперепад, ккал/кг.
При конечном давлении в турбине р2 = 0,04 ата для стандартных параметров свежего пара, принятых в СССР, турбины имеют термические к. п. д., приведенные в табл. 17.
Таблица 17
Термические к. л. д. турбин стандартных параметров

Переход от параметров 15 ara/350° С к 35 ага/435° С дает прирост термического к. п. д. на 14%; от параметров 29 ата/425° С к 90 ата/480°С дает прирост в 13% и от 35 ата/435° С к 90 ата/480° С — прирост в 12%. Дальнейший переход от 90 ата/480°С к 170 ата /600 С дает экономию тепла на 8,5%.
Поэтому у нас совершается постепенный, но неуклонный переход к высоким параметрам пара, как обеспечивающий значительное сокращение расходов топлива на 1 квт-ч.
Для турбин среднего давления (20—30 ата) влияние потери давления свежего пара на 1 ат оценивается пережогом топлива около 0,8%. Падение температуры свежего пара на 1°С для этих турбин ведет к повышению расхода топлива на 0,13—0,14%. Особенно неблагоприятно влияет на экономичность работы турбины ухудшение вакуума или повышение конечного давления в конденсаторе. Это влияние тем больше, чем меньше нагрузка турбины.
В среднем повышение давления в конденсаторе с 0,04 ата до 0,05 ата приводит к пережогу топлива около 1,5%.
Отклонение конечной температуры регенеративного подогрева питательной воды от номинального значения на 1° С (недогрев) вызывает увеличение расхода тепла на 0,14—0,16%.
На каждой электростанции для каждой турбины желательно иметь графики, показывающие на основании проведенных тепловых испытаний, как изменяется экономичность работы турбины при отклонении параметров ее работы от номинальных. Подобные графики показаны, например, на рис. 49.
Из вышеуказанных данных видно, насколько важно для экономичности работы турбины соблюдение номинальных параметров свежего пара и экономических вакуумов или тех вакуумов, при которых обеспечивается наименьший удельный расход пара на выработанный 1 квт-ч, т. е. с учетом расхода тепла (энергии) на собственные нужды конденсационной установки.
Для обеспечения соблюдения номинальных параметров свежего пара должны проводиться следующие мероприятия эксплуатационного порядка:

1. систематическая проверка всех манометров и термометров для получения точных значений давлений и температур свежего пара от котельной до стопорного клапана турбины;
2. проверка по последовательно расставленным манометрам падения давления в пароперегревателе, в паропроводе, в арматуре. Систематическая промывка пароперегревателей, очистка паровых сит, проверка полноты открытия вентилей и задвижек, устройство показателей степени их открытия;
3. сохранение хорошего состояния теплоизоляции паропроводов, арматуры, фланцев, водоотделителей и т. п. Предохранение ее от намокания вследствие пропусков пара из фланцев и сальников;
4. выдерживание параметров свежего пара, не допуская их колебаний, превышающих: для давления ±0,5 ат, а для температуры +5° С;
5. устранение причин заброса влажного пара в паропровод турбины. Соблюдение норм качества котловой воды и допускаемых напряжений парового объема в котельных установках;
6. проверка полноты подъема регулирующих клапанов турбины, устранение их заеданий и перекосов.

Рис. 49. Изменение удельного расхода пара при отклонении от нормы: а) давления свежего пара; б) температуры; в) вакуума.

Большую экономию топлива может дать дополнительное повышение параметров свежего пара перед турбиной против расчетных, если это позволяет конструкция турбины. Так, например, повышение давления пара с 27,5 ата до 29 ата и температуры пара с 380 до 395° С дало на Каширской электростанции снижение удельных расходов пара на 2,5%.
Следует, однако, категорически предостеречь о недопустимости повышения параметров свежего пара перед турбиной без согласования этого вопроса с заводом-изготовителем турбины или со специализированной организацией, которая выполняет подобные работы только на основе проведенных для этого расчетов
Рекомендуемые мероприятия по конденсационному устройству и соблюдению экономических режимов приводятся ниже.