В чем заключается назначение конденсационного хвоста турбины? Для чего он нужен, как его использовать и какие функции выполняются

Диаграмма режимов турбоустановки связывает между собой расходы и мощности агрегата.

Рассмотрим конкретный пример. Диаграмма режимов теплофикационной турбоустановки с одним регулируемым отбором пара связывает между собой 4 величины:

— расход свежего пара в голову турбины;

— расход пара в регулируемый отбор;

— расход пара в конденсатор;

— электрическая мощность турбины.

С помощью диаграммы по любым двум величинам из этих четырех можно найти остальные две графическим или расчетно-графическим методом. Второй из них в ряде случаев обеспечивает более высокую точность, поскольку один из расходов рассчитывается исходя из того, что общий пропуск пара на турбину равен сумме расходов в отбор и в конденсатор.

Это дает возможность найти численный ответ на целый ряд практически важных вопросов. Например, диаграмма режимов позволяет определить то количество пара, которое можно получить из отбора, если турбина вынуждена работать с максимальной электрической нагрузкой.

На диаграмме режимов отражены некоторые характерные величины:

— конденсационный хвост турбины, представляющий собой разность между пропускной способностью конденсатора и номинальным расходом пара в него;

— вентиляционный пропуск пара в конденсатор, т.е. минимально необходимый расход пара через цилиндр низкого давления турбины для предотвращения чрезмерного перегрева лопаток последних ступеней, который возник бы вследствие трения при вращении лопаток в неподвижном паре; обычно этот расход составляет 5-8% от пропускной способности конденсатора.

XIV. ВЫБОР МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ЭНЕРГОБЛОКОВ

Минимальный РїСЂРѕРїСѓСЃРє — пар

Промежуточный перегрев пара

Пруды-охладители

Прямоточное водоснабжение

[c.398]

работа турбины

рабочим телом

отвода тепла

механической прочности

часть низкого давления

[c.368]

частоте вращения

расход пара

[c.425]

Диаграмма режимов турбоустановки связывает между собой расходы и мощности агрегата.

Рассмотрим конкретный пример. Диаграмма режимов теплофикационной турбоустановки с одним регулируемым отбором пара связывает между собой 4 величины:

— расход свежего пара в голову турбины;

— расход пара в регулируемый отбор;

— расход пара в конденсатор;

— электрическая мощность турбины.

С помощью диаграммы по любым двум величинам из этих четырех можно найти остальные две графическим или расчетно-графическим методом. Второй из них в ряде случаев обеспечивает более высокую точность, поскольку один из расходов рассчитывается исходя из того, что общий пропуск пара на турбину равен сумме расходов в отбор и в конденсатор.

Это дает возможность найти численный ответ на целый ряд практически важных вопросов. Например, диаграмма режимов позволяет определить то количество пара, которое можно получить из отбора, если турбина вынуждена работать с максимальной электрической нагрузкой.

На диаграмме режимов отражены некоторые характерные величины:

— конденсационный хвост турбины, представляющий собой разность между пропускной способностью конденсатора и номинальным расходом пара в него;

— вентиляционный пропуск пара в конденсатор, т.е. минимально необходимый расход пара через цилиндр низкого давления турбины для предотвращения чрезмерного перегрева лопаток последних ступеней, который возник бы вследствие трения при вращении лопаток в неподвижном паре; обычно этот расход составляет 5-8% от пропускной способности конденсатора.

Как выбирается мощность электростанции в целом и мощность отдельных турбоагрегатов? Чем ограничена максимальная мощность ТЭС и АЭС?

Сначала остановимся на выборе мощности станции в целом.

Установленная мощность электростанции — это сумма номинальных мощностей всех турбоагрегатов.

Покажем, что существует оптимальная величина мощности для данной электростанции. Действительно, с возрастанием мощности, с одной стороны, уменьшаются капитальные вложения на строительство станции, но, с другой стороны, увеличивается среднее расстояние до потребителей и, следовательно, величина потерь при транспортировке энергии.

Суммарная мощность электростанции определяется исходя из целого ряда факторов:

— имеющаяся потребность в электрической и тепловой энергии; для вновь сооружаемых станций учитывается также перспективный план развития экономики с учетом того, что ввод новых мощностей на ТЭС и АЭС должен быть опережающим по отношению к другим отраслям хозяйства;

— графики электрических и тепловых нагрузок; в связи с погодными условиями тепловая нагрузка может изменяться более резко, чем электрическая, поэтому тепловую мощность ТЭЦ выбирают не по максимальному отпуску теплоты, а по некоторому меньшему значению — с расчетом на то, что в наиболее холодное время будут дополнительно включены пиковые котлы;

— необходимый резерв мощности для обеспечения бесперебойного энергоснабжения при плановом или аварийном останове части оборудования; для электростанций, работающих изолированно, требуемая величина резерва больше, чем для входящих в энергосистему;

— расход электрической и тепловой энергии на собственные нужды электростанции; он зависит от качества топлива, параметров рабочего тела, характеристик вспомогательного оборудования, типа системы техводоснабжения и др.;

— потери энергии в передающих сетях; величина этих потерь зависит от протяженности электрических и тепловых сетей и от качества энергии (для электроэнергии это напряжение и частота электрического тока, а для теплоты — параметры подаваемого пара и горячей воды).

В крупных энергосистемах целесообразно увеличивать мощности вновь сооружаемых ТЭС и АЭС, так как надежность энергоснабжения существенно не изменяется, а технико-экономические показатели улучшаются. Прежде всего это касается удельных капитальных затрат, т.е. стоимости одного установленного киловатта мощности.

Но рост мощности электростанции ограничен не только увеличением потерь при транспортировке энергии на более далекие расстояния, как было показано выше. Ограничения накладываются также экологическими условиями, топливоснабжением, водными ресурсами, размерами имеющейся территории и др.

Теперь поговорим о выборе мощности отдельных турбоагрегатов при заданной мощности станции в целом. Например, ГРЭС с суммарной мощностью 4800 МВт может состоять из четырех энергоблоков с турбинами К-1200-240 или шести блоков с К-800-240, шестнадцати с К-300-240 и т.д. Возможно также сочетание разных турбоустановок на одной и той же станции, например, на Запорожской ГРЭС общей мощностью 3600 МВт имеются 3 турбины по 800 и 4 по 300 МВт.

По-видимому, здесь, как и при выборе общей мощности электростанции, необходимо найти оптимальное решение.

Увеличение единичной мощности энергоблока приводит к экономии по многим составляющим затрат (удельная стоимость проектирования и строительства, основного и вспомогательного оборудования, контрольно-измерительной аппаратуры и средств автоматизации, расходы на обслуживающий персонал и т.д.).

Но есть и негативные последствия наращивания мощностей отдельных турбоагрегатов:

— величина и стоимость резерва при этом возрастают, поскольку мощности основных и резервных агрегатов должны в какой-то мере соответствовать друг другу;

— увеличение мощности энергоблоков означает уменьшение их количества; начиная с определенного уровня, это ведет к снижению надежности теплоэлектроснабжения потребителей, так как выход из строя одного турбоагрегата может значительно уменьшить рабочую мощность всей станции;

— наконец, укрупнение оборудования само по себе увеличивает его возможную аварийность, поскольку для однотипных агрегатов вероятность повреждения примерно пропорциональна массе; это особенно важно для таких тяжелых деталей как роторы турбин, изготовление которых требует высококачественных отливок весом в десятки тонн и более.

Главная | Случайная страница | Контакты

Для чего строятся диаграммы режимов турбоустановок? Как ими пользоваться? Что такое конденсационный хвост турбины, зачем нужен вентиляционный пропуск пара в конденсатор?;

Введите следующие понятия: номинальная, нормальная, располагаемая, рабочая, максимальная мощность агрегата. Почему номинальная мощность, как правило, превосходит располагаемую и нормальную?

XIII. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ

47. Что такое паровая и тепловая характеристика турбоустановки? Какими энергетическими потерями обусловлен расход пара на холостой ход турбины, что такое коэффициент холостого хода?

Для турбоустановки имеются два вида энергетических характеристик (ЭХ) – паровая и тепловая. Паровая характеристика (ПХ) – это зависимость расхода пара, а тепловая (ТХ) – зависимость расхода теплоты от электрической мощности турбоагрегата.

Тепловые расчеты и натурные испытания турбоустановок показывают, что ПХ и ТХ для абсолютных расходов пара и теплоты могут с достаточной точностью считаться линейными, т.е. существует прямо пропорциональная зависимость между электрической мощностью и расходом пара или теплоты.

Полный расход пара на турбину складывается из двух частей:

— расход пара на холостой ход турбины, т.е. расход при полном числе оборотов агрегата и нулевой мощности на клеммах электрогенератора;

— полезный расход пара на выработку электроэнергии.

Расход холостого хода идет на покрытие следующих энергетических потерь:

— потери энергии пара в турбине из-за несовершенства проточной части и завихрений потока, утечек, а также концевые потери;

— механические потери в турбине, связанные с трением в подшипниках и маслоохлаждением;

— механические (из-за трения в подшипниках) и электрические (от вихревых токов) потери в электрогенераторе.

Суммарная величина всех названных потерь характеризуется коэффициентом холостого хода, равным отношению расхода пара на холостой ход турбины к номинальному расходу. Обычно этот коэффициент составляет от 3 до 7%, причем меньшие значения относятся к более крупным и современным турбинам.

Номинальная мощность агрегата – это мощность, на которой он должен работать положенный (нормативный) срок эксплуатации с требуемой экономичностью. Номинальную мощность еще называют установленной или паспортной.

Нормальная (или расчетная экономическая) мощность – это мощность, при которой обеспечивается минимальный удельный расход условного топлива. Нормальная мощность несколько ниже номинальной, ибо экономичность эксплуатации энергоагрегатов определяется не только текущими издержками, в которые входят затраты на топливоснабжение, но и сроком окупаемости капитальных вложений. Этот срок можно сократить большей загрузкой электростанции.

За период эксплуатации энергооборудования могут произойти различные изменения, приводящие, как правило, к снижению установленной мощности, например, износ лопаток турбины, накопление отложений на трубках конденсатора и т.д. Установленная мощность агрегата с учетом эксплуатационных изменений называется располагаемой мощностью.

Рабочая мощность оборудования – это мощность в данный момент, определяемая по приборам. Другие названия этой мощности – фактическая, текущая, мгновенная.

При отключенных регулируемых отборах и максимально возможном расходе пара в конденсатор, определяемом его пропускной способностью, турбина обеспечивает наибольшую электрическую нагрузку. Ее называют максимальной мощностью.

Диаграмма режимов турбоустановки связывает между собой расходы и мощности агрегата.

Рассмотрим конкретный пример. Диаграмма режимов теплофикационной турбоустановки с одним регулируемым отбором пара связывает между собой 4 величины:

— расход свежего пара в голову турбины;

— расход пара в регулируемый отбор;

— расход пара в конденсатор;

— электрическая мощность турбины.

С помощью диаграммы по любым двум величинам из этих четырех можно найти остальные две графическим или расчетно-графическим методом. Второй из них в ряде случаев обеспечивает более высокую точность, поскольку один из расходов рассчитывается исходя из того, что общий пропуск пара на турбину равен сумме расходов в отбор и в конденсатор.

Это дает возможность найти численный ответ на целый ряд практически важных вопросов. Например, диаграмма режимов позволяет определить то количество пара, которое можно получить из отбора, если турбина вынуждена работать с максимальной электрической нагрузкой.

На диаграмме режимов отражены некоторые характерные величины:

— конденсационный хвост турбины, представляющий собой разность между пропускной способностью конденсатора и номинальным расходом пара в него;

— вентиляционный пропуск пара в конденсатор, т.е. минимально необходимый расход пара через цилиндр низкого давления турбины для предотвращения чрезмерного перегрева лопаток последних ступеней, который возник бы вследствие трения при вращении лопаток в неподвижном паре; обычно этот расход составляет 5-8% от пропускной способности конденсатора.