WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 19 |

3. Маневренность агрегата – это большая или меньшая скорость его пуска и изменение его нагрузки. Длительность пуска турбоагрегата, от подготовительных операций (прогрев паропровода, пуск циркуляционных насосов и пр.) до синхронизации и включения генератора в сеть, колеблется в широких пределах в зависимости от начальных параметров, единичной мощности и конструкции турбины. Общая длительность пуска и подъема нагрузки до номинальной величины для турбин среднего давления находится в пределах 2-х часов. С повышением начальных параметров пара длительность пусковых операций резко возрастает, т.к. необходимо точно выдерживать расчетные условия и нагрузки во всех переходных режимах пуска и нагружения в связи с работой деталей и узлов агрегата в условиях высоких температур и давлений. Длительность пуска (растопки) котла от холодного состояния до включения в паропровод находится в пределах от 2 до 6 часов в зависимости от типа, параметров и производительности котла, вида топлива и конструкции топки. Подъем нагрузки котла от 0 до ее номинальной величины занимает около одного часа.

4.Оперативная надежность оборудования тепловых электростанций, обеспечивающая бесперебойность их работы, зависит в первую очередь от качества изготовления станционных агрегатов, их монтажа и эксплуатационного обслуживания, а также от вида и качества используемого топлива, от бесперебойности его поступления в бункера котельной, от качества конструктивного и технологического исполнения вспомогательного оборудования станции.

5. Длительность ремонтного простоя большое значение имеет при напряженном балансе мощности в энергетике. Определяется периодичностью ремонтов и продолжительностью каждого ремонта. Длитель ность ремонтного простоя возрастает с возрастанием единичной мощности агрегатов и сложности их конструкции.

2.3. Расходные характеристики и показатели экономичности основного оборудования тепловой электростанции Показатели экономичности агрегатов могут быть абсолютными, удельными и относительными.

Связь между нагрузкой энергетического агрегата (часовым производством вторичной энергии) и часовым расходом первичной энергии (или энергоносителя) определяется расходной характеристикой агрегата, которая является абсолютным показателем экономичности агрегата. Расходная характеристика является криволинейной или прямолинейной зависимостью расхода от нагрузки, построенной по результатам станционных испытаний данного агрегата.

Зависимость часового расхода энергоносителя от величины нагрузки агрегата называется весовой расходной характеристикой. Весовыми характеристиками являются:

1) В = f1 ( Дкот ) – зависимость часового расхода натурального точас час плива от производительности котла;

тур 2) Дчас = f2 ( N ) – зависимость часового расхода пара турбиной от электрической нагрузки турбоагрегата.

Весовые расходные характеристики применяются для расчетов абсолютной величины расхода энергоносителя и определения производственной мощности агрегатов первичной энергии.

Зависимость часового расхода первичной энергии от величины нагрузки агрегата называется энергетической расходной характеристикой. Энергетическими характеристиками являются:

кот 1) Вкот = f3 (Qчас ) – зависимость часового расхода условного топчас лива котлом от часового производства тепла;

тур 2) Qчас = f4 ( N ) – зависимость часового расхода тепла турбиной от электрической нагрузки турбоагрегата.

Энергетические расходные характеристики применяются для расчетов относительной величины расхода первичной энергии и определения экономичности работы агрегата.

Основным документом, характеризующим экономичность работы энергооборудования с различной постоянной нагрузкой, является энергетическая характеристика. Для проектируемого оборудования энергетическую характеристику можно получить как расчетом, так и по результатам испытаний модели (для гидротурбин).Для действующего оборудования ее получают по данным специальных эксплуатационных испытаний. Энергетическая характеристика, каким бы путем она ни была получена, выявляет экономичность работы оборудования только в том случае, если оно эксплуатируется в условиях, полностью соответствующих тем, при которых была получена энергетическая характеристика.

Все многообразие факторов, характеризующих условия эксплуатации энергетического оборудования и влияющих на его энергетические характеристики, можно условно разделить на:

1) внешние условия: температура наружного воздуха и охлаждающей воды;

2) параметры подведенной и полезной энергии: характеристика топлива, температура и давление острого и отборного пара, КПД мощности генераторов и т.д.;

3) состояние оборудования: загрязнение, неисправное состояние отдельных узлов;

4) правильное регулирование технологического процесса.

Если отклонения условий эксплуатации оборудования от характеристических (т.е. от тех, при которых получена энергетическая характеристика) невелики, то для правильной оценки экономичности работы оборудования можно пользоваться поправками. Если же в условиях эксплуатации энергооборудования имеют место существенные изменения, то необходимо прибегнуть к новому испытанию или расчету, чтобы получить энергетическую характеристику, соответствующую этим изменившимся условиям эксплуатации. Таким образом, энергетические характеристики абсолютных показателей, полностью отражая экономичность работы энергооборудования при постоянной нагрузке, показывают ту наибольшую экономичность этого оборудования, которая может быть достигнута при заданных условиях его эксплуатации.



Оценить экономичность работы энергооборудования с помощью абсолютных показателей в ряде случаев бывает неудобно из-за несопоставимости друг с другом показателей разнотипного оборудования, а также однотипного, но по-разному загруженного. В силу этого экономичность энергетического процесса и оборудования в целом в процессе эксплуатации чаще оценивают не по абсолютным энергетическим показателям, а по относительным или удельным показателям, представляющим собой отношение соответствующих абсолютных показателей, (рис.2.1) Удельные показатели численно равны тангенсу угла наклона секущей (tg ), проведенной из начала координат данной энергетической характеристики абсолютных показателей в точку характеристики, соот ветствующую заданному значению полезной мощности. Это позволяет для их определения пользоваться масштабом тангенса. В практике нашли распространение два показателя: удельный расход (d) и коэффициент полезного действия ( ).

Показателями экономичности агрегатов, работающих по определенному режиму, являются:

• для котлов – удельный расход условного топлива на единицу производимого тепла (кг у.т./Гкал);

• для турбоагрегатов – удельный расход тепла на единицу производимой электроэнергии (ккал/кВт·ч).

Показатели экономичности режима энергетических агрегатов определяются делением величины расхода первичной энергии агрегатом на его нагрузку при данном режиме его работы:

тур Вкот кот час тур bq qэ Qчас = и =. (2.1) кот Qчас Э Часто в эксплуатации возникает необходимость оценить экономичность изменения нагрузки энергооборудования, уже находящегося в работе, чтобы правильно решить вопрос о распределении нагрузки между разными агрегатами. Для этой цели служат энергетические показатели, которые называются относительными приростами. Это удельные показатели бесконечно малых приращений нагрузки при заданном их значении. Математически относительные приросты представляют собой первые производные соответствующих абсолютных показателей и численно равны тангенсу угла наклона касательной (tg ), проведенной в данной точке энергетической характеристики абсолютных показателей (рис.2.1):

dB r = = tg. (2.2) dN На применении относительных приростов базируется теория и практика экономического распределения нагрузки между совместно работающим энергетическим оборудованием и различными электростанциями энергосистем.

Если секущая и касательная, проведенные в данной точке энергетической характеристики, совпадают, то в этой точке будет наблюдаться самая экономичная нагрузка, при которой удельный расход (d) будет минимальным, а КПД ( ) – максимальным.

Основную роль во всех эксплуатационных технико-экономических расчетах играют характеристики турбоагрегатов и котлов, особенно турбоагрегатов.

Рис. 2.1. Расходная характеристика агрегата:

1 – r = tg – относительный прирост расхода топлива котлом;

2 – d = tg – удельный расход топлива 2.3.1. Расходные энергетические характеристики турбоагрегатов Расходные характеристики паровых турбоагрегатов в зависимости от системы их регулирования представляют собой выпуклые кривые (рис. 2.2 а) или сочетания таких кривых (рис. 2.2 в).

Простейшую конфигурацию имеют характеристики с дроссельным регулированием. Конфигурация этой кривой характеризуется при возрастании нагрузки уменьшением угла наклона касательной в любой точке кривой к оси абсцисс. Затухание рассматриваемой характеристической кривой и соответствующее уменьшение относительного прироста, т.е. повышение экономичности энергетического процесса в турбоагрегате с ростом его нагрузки, объясняется постепенным открытием дроссельного клапана, пропускающего пар в проточную часть турбины, и снижением потерь дросселирования. Для уменьшения потерь дросселирования в крупных турбинах применяется сопловое (клапанное) регулирование, осуществляемое последовательным открытием нескольких (например, четырех) паровпускных клапанов, включаемых по мере увеличения нагрузки генератора. В соответствии с принципом соплового регулирования расходная характеристика турбины является в этом случае сочетанием нескольких выпуклых кривых, каждая из которых характеризует возрастание расхода тепла турбиной в зоне действия одного из клапанов. В точке включения следующего клапана происходит скачкообразное увеличение относительного прироста tg 2 > tg 1 вследствие соответствующего возрастания потерь дросселирования во вновь включенном клапане (рис. 2.2 б).

а б в Рис. 2.2. Расходные характеристики паровых турбоагрегатов:

а – дроссельное регулирование; б – сопловое или клапанное регулирование; в – обводное регулирование; І, ІІ, ІІІ – клапаны Использование в практических расчетах криволинейных характеристик затруднительно, поэтому их заменяют прямолинейными (рис.2.3).

а б Рис. 2.3. Расходные характеристики паровых турбоагрегатов при замене криволинейных зависимостей прямолинейными:

а – для одного турбоагрегата; б – для нескольких турбоагрегатов Обычно проводят прямую через точки характеристики, соответствующие нагрузкам 50 и 100% номинальной мощности, до ее пересечения с осью ординат. Эта точка характеризует величину, которая называется холостым расходом турбоагрегата.

Согласно упрощенной (спрямленной) расходной характеристике турбины с дроссельным и сопловым регулированием, часовой расход тепла рассчитывается по формуле:





Qчас = Qхх + rN. (2.3) Параметры уравнения – холостой расход тепла Qхх Гкал/ч, относительный прирост расхода тепла r Гкал/ч·МВт и текущая электрическая нагрузка турбоагрегата N МВт.

Таким образом, в любой точке нагрузки турбоагрегата часовой расход тепла складывается из постоянного не зависящего от нагрузки расхода тепла на холостой ход и нагрузочного расхода тепла, зависящего от нагрузки (возрастающего с ее увеличением и наоборот). Например: для турбины К-300–240 расходная характеристика Qчас = 43 + 1,69 N, для турбины К-100–90 расходная характеристика Qчас = 15 + 2,10 N.

Для увеличения пропуска пара через проточную часть турбин большой мощности применяется обводное регулирование, когда пар в обвод первых ступеней пропускается непосредственно в одну из промежуточных ступеней. В этом случае расходная характеристика представляет собой сочетание двух выпуклых кривых, из которых последняя (характеризующая зону работы перегрузочного клапана) имеет больший угол наклона касательной к оси абсцисс, чем первая (рис. 2.4).

В зоне действия клапана І Q Qэк - Qmin tg1 = = = r1, (2.4) N Nэк - Nmin а клапанов І и ІІ Q Qmax - Qэк tg2 = = = r2, (2.5) N Nmax - Nэк где Qэк – расход тепла, соответствующий экономической нагрузке;

Nэк – критическая, или экономическая, нагрузка турбины, т.е. нагрузка при которой удельный расход тепла является наименьшим, МВт;

Q I + II I N r rrN Q r2 (N – Nэк) ) r1Nэк ) Qxx N Nэк Nmin N Nmax Рис. 2.4. Расходная характеристика паровых турбоагрегатов при обводном регулировании:

І, ІІ – клапаны r1, r2 – относительные приросты расхода теплоты турбоагрегата в зоне до экономической нагрузки и перегрузочной зоне, ГДж/МВт ч.

Таким образом, при обводном регулировании часовой расход тепла на турбину определяется по формуле:

Qчас = Qхх + r1 Nэк + r2 ( N - Nэк ) = Qхх + r1 N + ( r2 – r1)( N - Nэк ). ( 2.6) Часовой расход тепла при нагрузке, превышающей экономическую, состоит: из расхода тепла на холостой ход Qхх ; расхода тепла на выработку электроэнергии, если вся она получается по характеристике, не имеющей излома, с относительным приростом r1; дополнительного расхода тепла из-за выработки части электроэнергии при нагрузке, превышающей экономическую, т.е. в зоне нагрузки с большим относительным приростом ( r2 > r1). Коэффициенты характеристики Qхх, r1 и r2 являются величинами постоянными для данных типов мощности и состояния агрегата. Они либо известны по данным завода-изготовителя, либо определяются проведением соответствующих испытаний. Примером может служить расходная характеристика турбины К-500–240:

Qчас = 334,4 + 7,404 N + 0,415( N – 410), ГДж/ч.

Характеристика относительных приростов расхода теплоты турбоагрегатом для данной тепловой нагрузки определенных параметров представляет собой ступенчатый график (рис.2.4). Число ступеней и их размеры определяются значениями минимальной, максимальной и экономическими нагрузками, а также относительными приростами расхода теплоты для отдельных диапазонов нагрузки.

2.3.2. Энергетические характеристики котлов (парогенераторов) Расходная характеристика парогенератора–это зависимость часового расхода топлива котлом от его полезной часовой тепловой нагрузки (рис.2.5):

кот В = f (Qчас ). (2.7) Расходные характеристики паровых котлов строятся на основе их тепловых балансов. Тепловой баланс может быть представлен в следующем виде, ГДж/ч:

кот Qчас =Q + Q, (2.8) где Q – полезно используемое тепло;

Q = Q1+ Q2 + Q3 + Q4 + Q5. (2.9) Здесь Q1 – потери тепла с уходящими газами; Q2 – потери от химической неполноты сгорания; Q3 – потери от механической неполноты сгорания; Q4 – потери в окружающую среду; Q5 – потери с физической теплотой шлаков.

Зависимость отдельных видов потерь от полезной нагрузки устанавливается на основе испытаний парового котла и строится в пределах от минимальной нагрузки до максимальной (рис. 2.6).

Рис. 2.5. Расходная характери- Рис 2.6. Зависимость стика котла: 1 – потери; отдельных видов потерь от 2 – полезная теплота полезной нагрузки Минимальная нагрузка – это наименьшая нагрузка Qmin, с которой котел может работать в течение длительного периода времени без нарушения циркуляции или процесса горения. Обычно она зависит от вида топлива и типа котла, например, минимальная нагрузка котла, работающего на твердом топливе составляет 50% от номинальной, а на мазуте – 30%.

Максимальная нагрузка – это наибольшая нагрузка Qmax, при которой котел может длительно работать без вредных последствий.

Характеристика относительных приростов расхода топлива котлом отображает изменение часового расхода топлива при увеличении тепловой нагрузки на 1 ГДж/ч:

dB r =. (2.10) dQ Рассмотрим взаимосвязь между удельным расходом топлива b, относительным приростом расхода топлива котла r и КПД ( ) (рис.2.7).

Тангенс угла наклона расходной характеристики к оси Q в каждой точке соответствует удельному расходу топлива b т у.т./ГДж:

B b =. (2.11) кот Qчас Угол наклона кривой, а следовательно, и его тангенс сначала уменьшаются, а затем в какой-то момент времени начинают увеличиваться. Соответственно и удельный расход топлива при росте нагрузки сначала снижается (bа >bб >bг ), а затем вновь начинает возрастать (bб =bд ).

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 19 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.