Приемистость энергоблоков 300 МВт в режиме скользящего и номинального давлений среды при изменении программы регулирования турбины
Особый интерес представляет возможность получения кратковременной мощности на мощных энергоблоках при их работе на номинальном и скользящем давлениях среды путем полного открытия регулирующих клапанов турбины.
На ГРЭС набросы нагрузки энергоблоков осуществляются автоматически при снижении частоты в энергосистеме. При автоматическом открытии клапанов увеличение расхода пара происходит практически мгновенно, а наброс электрической нагрузки растягивается из-за влияния аккумулирующей способности системы промперегрева. В аварийных ситуациях энергосистем при падении частоты достаточно эффективен, как было отмечено выше, только мгновенный подхват мощности:
На энергоблоках 300 МВт с котлами ТГМП-114 внедрен режим скользящего давления до нагрузки 100 МВт, что позволяет вести сравнительную оценку кратковременного увеличения мощности как при скользящем, так и при номинальном давлении в широком диапазоне нагрузок.
Рис. 4.14. Изменение электрической мощности и параметров энергоблока 300 МВт с котлом ТГМЛ-114 при открытии регулирующих клапанов турбины (в один прием) в режиме номинального давления среды при исходной нагрузке 123 МВт: 1 — электрическая мощность энергоблока; 2- давление свежего пара, 3 — то же холодного промперегрева; 4 расход свежего пара; 5 то же промперегрева; 1 — время открытия регулирующих клапанов турбины; А и Б корпус А и корпус Б котла
Рис. 4.15. Изменение электрической мощности и параметров энергоблока 300 МВт с котлом ТГМП-114 при открытии регулирующих клапанов турбины (в один прием) в режиме скользящего давления среды при исходной нагрузке 110 МВт; 1 — электрическая мощность энергоблока; 2 — давление свежего пара; 3 — то же холодного промперегрева; 4 расход свежего пара; 5 то же промперегрева (1, А, Б — см. рис. 4 14)
На рис. 4.14 приведен график изменения электрической мощности энергоблока, давления и расхода свежего пара и пара промежуточного перегрева при исходной нагрузке энергоблока 123 МВт в режиме постоянного давления среды за счет открытия (в один прием) всех регулирующих клапанов турбины. Повышение выдачи пара котлом (рис. 4.14 и 4.15) растянуто по времени, что определяется скоростью открытия клапанов турбины. Как следует из графика (рис. 4.14), при исходной нагрузке 123 МВт открытие регулирующих клапанов турбины приводит к увеличению нагрузки энергоблока до 197 МВт примерно за 65 с с момента подачи сигнала на открытие регулирующих клапанов. При этом давление пара перед турбиной снижается с 22,5 до 9,5 МПа в течение 5 мин, а расход за 65 с увеличивается с 52 до 116 кг/с, после чего через 4 мин снижается до 88 кг/с. Давление и расход пара промежуточного перегрева в течение 65 с увеличиваются соответственно до 2,7 МПа и 82 кг/с.
В режиме номинального давления чем ниже нагрузка энергоблока, тем больший прирост его электрической мощности при открытии регулирующих клапанов турбины.
На рис. 4.15 для сравнения приведен график изменения электрической мощности энергоблока и основных его параметров при исходной нагрузке 110 МВт в режиме скользящего давления. Как видно из графика, при открытии всех регулирующих клапанов турбины электрическая мощность увеличивается примерно на 13 МВт, давление пара снижается за первые 2 мин с 11,8 до 8,2 МПа, расход увеличивается в среднем на 18 кг/с. Давление и расход пара промежуточного перегрева при этом также несколько увеличиваются.
С уменьшением исходной нагрузки энергоблока при открытии регулирующих клапанов турбины в режиме скользящего давления дополнительная электрическая мощность также снижается. Таким образом, по условиям получения более высокой кратковременной дополнительной мощности энергоблока за счет открытия регулирующих клапанов турбины режим работы энергоблока с номинальным давлением пара при частичных нагрузках предпочтителен. В диапазоне нагрузок 30—80 МВт энергоблока 300 МВт с котлом ТГМП-114 по определению кратковременной электрически нагрузки получен ряд аналитических зависимостей.
Прирост мощности энергоблока в режиме номинального давления при открытии регулирующих клапанов турбины К-300-240 ПО ЛМЗ можно определить по формуле, МВт,
(4.12)
В режиме скользящего давления в диапазоне нагрузок энергоблока 240—80 МВт формула (4.12) примет вид
(4.13)
где Nx — текущее значение исходной электрической мощности энергоблока.
Анализ уравнений (4.12) и (4.13) свидетельствует о том, что для энергоблока 300 МВт при нагрузке 240 МВт Δ Νη.д.
С уменьшением его нагрузки при нагрузке энергоблока 80 МВт и при открытии регулирующих клапанов турбины в режиме номинального давления дополнительная мощность энергоблока составит 90 МВт, а в режиме скользящего давления 9,5 МВт.
Рис. 4.16. Изменение коэффициента кратности дополнительной мощности К энергоблока 300 МВт от исходной электрической мощности.
Для оценки изменения дополнительной мощности энергоблока в режиме номинального давления по сравнению с режимом скользящего давления введем коэффициент кратности изменения мощности
На рис. 4.16 приведен график зависимости коэффициента кратности изменения мощности К от нагрузки энергоблока. При нагрузке энергоблока N=240 МВт, К=1, а при нагрузках ниже 240 МВт К> 1.
Отношение максимального прироста мощности (наброс мощности) энергоблока к номинальному его значению в режиме номинального давления в диапазоне 300—80 МВт можно определить так:
(4.14)
Со снижением нагрузки энергоблока отношение
увеличивается и при нагрузке, например, 80 МВт равно 0,345.
Для режима скользящего давления в диапазоне нагрузок 240—80 МВт уравнение (4.14) приобретет вид
(4.15)
Анализ уравнения (4.15) показывает, что при снижении нагрузки энергоблока отношение .
уменьшается и при
нагрузке, например, 80 МВт равно 0,032. При нагрузке энергоблока 80 МВт и при переходе с режима номинального в режим скользящего давления справедливо равенство
(4.16)
В диапазоне нагрузок энергоблока 300—80 МВт при номинальном давлении отношение
(4.17)
для режима скользящего давления пара в диапазоне нагрузок 240 80 МВт отношение
(4.18)
для турбин К-300-240 с котломТПП-110 |15].
(4.19)
а для турбин К-200 130 с котлом ПК-33
(4.20)
Важным параметром в режимах кратковременного увеличения мощности энергоблока является скорость ее подъема dNc.д./дτ, МВт/с.
При частичных нагрузках энергоблока и скользящем давлении среды в диапазоне 240—80 МВт для турбин К-300-240 с котлом ТГМП-114
(4.21)
Работа котла во всех исследуемых режимах замечаний не вызывает. Температурный режим радиационных и конвективных поверхностей нагрева как при скользящем, так и при номинальном давлении среды достаточно надежен. При переходе со скользящего давления на номинальное во всем тракте отмечено естественное повышение температуры среды в радиационных поверхностях нагрева, однако значение температурных разверок практически не изменилось. Работа турбины и генератора при открытии всех регулирующих клапанов турбины также замечаний не вызвала.
Следует отметить, что в режиме номинального давления среды при нагрузках ниже 120 МВт резкое открытие регулирующих клапанов турбины приводит к существенному изменению температуры пара в ее регулирующей ступени (более чем на 30° С), а также давления пара в паропроводах и в котле; по-видимому, указанные режимы следует ограничить частичным открытием регулирующих клапанов турбины.
Таким образом, перевод энергоблоков в режим скользящего давления благоприятно сказывается на надежности, а следовательно, и на скорости изменения нагрузки турбин. Несмотря на ухудшение приемистости, маневренные характеристики энергоблоков при работе на скользящем давлении в целом улучшаются.
