На показатели работы ТЭС влияют в основном эксплуатационные характеристики парогенераторов (ПГ), турбогенераторов (ТГ), а также вспомогательного оборудования, относящегося к собственным нуждам. Каждый агрегат характеризуется КПД и расходными характеристиками, определяющими зависимость первичного энергоресурса Э от производительности П.
Наиболее важными характеристиками оборудования являются:
удельный расход , определяемый геометрически секущей, и относительный прирост , определяемый касательной.
Рисунок 1.16
Расходные характеристики оборудования ТЭС могут иметь более сложный характер за счет разрывов, не монотонного изменения наклона и т.п. Рассмотрим подробнее характеристики ПГ и ТГ.
а) Парогенератор (котел)
l Парогенераторы мощных ТЭС бывают 2-х типов: барабанные и прямоточные. Их расходные характеристики представляются обычно либо как зависимости B ( Q ), либо – B ( D ). Здесь Q – тепло в [Гкал] или в [ГДж], D – расход в тоннах стандартного пара
[т п./час].
Для построения характеристик обычно используется зависимость КПД h ( Q ). Для каждой k-ой точки характеристики B ( Q) считается на входе котла и затем пересчитывается на условное топливо, теплота сгорания которого принята равной 7 Гкал/т ,
т у.т./ч.
Таким образом, по расчетным точкам путем сглаживания можно построить расходную характеристику B ( Q ). ХОП котла можно построить методом конечных приращений
.
Однако лучшую точность дает расчет по методу обратного баланса, который заключается в следующем. В качестве исходной принимается характеристика h ( Q ) в виде кривой или таблицы. ХОП строится по точкам.
В каждой точке прирост рассматривается как производная от тепловой энергии на входе, определяемой с потерями
. (1.24)
В каждой точке рассчитываются и кривая сглаживается .
Производная потерь определяется через конечные приращения (см. рисунок 1.18) и затем переводится в именованные единицы
[т у.т./Гкал*ч].
Характеристика строится в рабочем диапазоне нагрузки котла:
,
где минимальная нагрузка определяется устойчивостью горения факела.
Расходные характеристики меняются в процессе эксплуатации из-за старения оборудования и отклонения внешних параметров от нормативных, что приводит к изменению КПД.
б) ТГ – турбогенератор
На ТЭС для выработки электроэнергии широко используются конденсационные блоки. Расходная характеристика такого турбогенератора определяется зависимостью Q ( P ). Заводы-изготовители определяет расходную характеристику аналитически (см. рисунок 1.19)
, (1.25)
где ;
– относител ьный прирост расхода тепла.
Х арактеристика задается в рабочем диапазоне от Pmin до PH, причем .
На ТЭЦ находят применение турбины с противодавлением типа РТ,. которые могут использоваться для связи сборных коллекторов пара разных давлений при р2/р1 » 0,1 ¸ 0,5 (см. рисунок 1.20). У подобных турбин характеристики приростов убывающие. Турбины с противодавлением используются редко.
Рисунок 1.20
На ТЭЦ широко используются турбины с отборами пара. Отборы делят на два вида: теплофикационные – Т и промышленные – П. Турбины с отборами имеют более сложные характеристики. На рисунок 1.21 показана характеристика турбины с одним отбором.
При работе ТГ с большими отборами пара электрическая мощность может ограничиваться пропускной способностью
цилиндра высокого давления, а при малых отборах - цилиндром низкого давления.
Для турбин типа ПТ с двумя отборами строится еще более сложная диаграмма расхода.
Характеристики блоков
Рассмотрим упрощенную схему основных потоков энергии в блоке (см. рисунок 1.22)
Полагаем, что известны следующие расходные характеристики объектов блока B ( QK ), Q т ( P ), Q CH ( P ), PCH ( P ). При этом часовые расходы на собственные нужды отнесены на выработку электроэнергии.
При построении ХОП блока различают удельный прирост расхода топлива брутто и нетто .
Прирост брутто относят к полной выработке
, (1.26)
где – относительный прирост расхода тепла на собственные нужды.
Прирост нетто относят к полезно отпущенной выработке
. (1.27)
При этом учтено, что ,
где – относительный прирост расхода электроэнергии на собственные нужды.
Для приблизительного расчета можно не учитывать собственные нужды. Тогда: .
Для примера на рисунке 1.23 показана ХОП блока 200 МВт.
Корректировка ХОП в процессе эксплуатации требует учета всевозможных факторов, влияющих на КПД основного оборудования блока, изменения внешних условий, таких как температура наружного воздуха, температура циркуляционной воды, изменение характеристик топлива и т.п.
Маневренные свойства блока
КЭС участвуют в регулировании частоты и перетоков мощности в системе, что требует иногда быстрого их изменения. При этом различают нагрузочный диапазон блока и регулировочный диапазон, в котором нагрузка может меняться автоматически без изменения состава вспомогательного оборудования (числа горелок, питательных насосов и т.д.).
Сброс нагрузки производится быстро, а подъем – медленно по несколько процентов в минуту, особенно при включении блока после простоя. Время пуска из холодного состояния определяется плавным подъемом температуры в элементах конструкции турбины и котла, например, в барабане котла на 2,5…3,0 °С/мин, и может достигать нескольких часов, а для мощных блоков и более 10 часов. Например, контроль состояния турбины при пуске осуществляется по приборам, фиксирующим относительное удлинение и осевой сдвиг ротора; разность температур между верхом и низом цилиндров, по ширине фланцев, между фланцами и шпильками; искривление вала и вибрацию; тепловое расширение паропроводов и корпуса турбины и т. п.
При плановых простоях в часы снижения потребления продолжительность пуска зависит и определяется временем простоя блока. Пуск сопровождается дополнительными пусковыми расходами топлива, которые также зависят от длительности простоя, а также и от номинальной мощности блока. При пуске из холодного состояния мощного пылеугольного блока они могут достигать нескольких сотен тонн.
Дата: 2019-04-23, просмотров: 257.