Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ответы на вопросы ГЭК.doc
Скачиваний:
777
Добавлен:
02.06.2015
Размер:
36.97 Mб
Скачать

Диаграммы режимов работы теплофикационных паровых турбин и их применение

Диаграммой режимов паровой турбиныназывают графическое изображение зависимости между электрической (внутренней) мощностью турбины и расходом пара. В ряде случаев добавляются и другие параметры турбины: отбор пара, противодавление и др.

Наиболее простая диаграмма режимов выглядит для конденсационной турбины, не имеющей отборов пара для регенеративного подогрева питательной воды, поскольку её математическое описание очень простое :, гдеG– расход пара на турбину. При фиксированных начальных параметрах и давлении в конденсаторе электрическая мощность Рэзависит от расхода параGлинейно с точностью, с которой относительный электрический КПД ηоэимеет постоянное значение.

Диаграммы режимов получают либо экспериментально, либо путем расчета турбины на переменных режимах. В общем случае они не являются прямыми линиями, но в практических расчетах их считают прямыми линиями. Значительные отклонения от прямой наблюдаются только при малых значениях мощности, когда КПД турбины значительно уменьшается. Он будет равен нулю (Рэ= 0) прихолостом ходетурбоагрегата, когда энергия пара, поступающего в турбину в количествеGхх, тратится только на поддержание её номинальной частоты вращения (расходуется на преодоление трения в подшипниках и о паровую среду).

Отношение х =, гдеGо – номинальный расход пара, называемыйкоэффициентом холостого хода. Его значение зависит от типа турбины, а для определенного типа – от мощности. Наименьшие значения х характерны для конденсационных турбин, причём почти всегда чем выше мощность турбины, тем меньше х. Для турбин мощностью 300 МВт х0,03, а для 10 МВт х0,07; для теплофикационных турбин х = 0,04-0,06 ; для турбин с противодавлением Х= 0,10-0,12 , а иногда и больше. Это из-за того, что турбину приходится вращать в среде повышенной плотности, а не в вакууме.

Диаграмма режимов турбины спротиводавлениемсвязывает три параметра: расход , мощность и противодавление Р2, например, диаграмма турбины Р-40-130/31 ТМЗ.

Более сложный вид имеет диаграмма режимов турбины срегулируемым отбором пара, связывающая также три параметра : расход свежего параG, электрическую мощность Рэи отборGт.

При построении диаграммы по оси абсцисс откладывают электрическую мощность Рэ, отмечая её максимальное Рэмахи номинальное Рэ0 значения. По оси ординат откладывают расход свежего параG, отмечая его максимально допустимое значениеGмах. Значения Рэ0, РэмахиGмахопределяются заданием на проектирование , условиями надежной работы (например предельно допустимым осевым усилием или прочностью рабочих лопаток) или возможностями другого оборудования (например, предельной мощностью электрического генератора). Таким образом, возможные режимы работы лежат в прямоугольнике, ограниченном осями координат и прямымиG=Gмахи Рэ= Рэмах.

Для простоты рассмотрим турбину без регенеративных отборов. Построим характеристику abработы турбины на конденсационном режиме (G=Gк,Gт=0) в предположении полностью открытых регулирующих клапанов ЧНД и максимально допустимого по условиям регулируемого отбора давления перед ЧНД. (Иными словами, расход пара в точкеb– это режим с максимально возможным расходом пара через ЧНД при предельно допустимом давлении перед ЧНД. Таким образом, на конденсационном режиме максимальная мощность совпадает с номинальной).

Аналогично строят характеристику работы турбины в чисто теплофикационном режиме(режиме работы с противодавлением), когдаG=Gт, аGк=0 (линияe/k/). На практике такой режим недопустим, т.к. теплота, выделяющаяся в ЧНД за счет трения, должна отбираться протекающим паром. Поэтому даже при чисто теплофикационном режиме через ЧНД проходит небольшой (5-10 %) вентиляционный пропуск параGк.мin. Линияekдает геометрическое место режимов минимального пропуска пара в конденсатор.

На диаграмму обычно наносят линии постоянного расходапара в отбор(Gт=const). В первом приближении – это прямые линии, параллельные линииGт=0, то есть линияab. Например, для построения линии постоянного отбораGт=25 кг/с следует на оси ординат найтиточку А,соответствующую значению 25 кг/с провести горизонтальАВдо пересечения с линиейGк=0 и из точкиВ провести прямуюВС, отвечающую расходу в отборGт=25 кг/с.

Для нанесения на диаграмму линий постоянного расхода парав ЧНД (Gк=const). Эти линии примерно параллельны линииGк= 0, то есть линииe/k/. Например, для построения линииGк= 37,5 кг/с необходимо провести горизонтальDE, отвечающую расходу 37,5 кг/с, а затем наклонную линиюEF, параллельную линии ek. Это и будет линияGк=37,5 кг/с.

Линия bfсоответствует некоторому максимальному пропуску пара в ЧНД, получаемому при номинальном давлении регулируемого отбора между ЧВД и ЧНД. Перегрузку ЧНД можно осуществить увеличением давления перед ЧНД, если такие режимы допускаются заводом-изготовителем. Заштрихованный треугольникbcf изображает эту область перегрузки - нерегулируемую зону.

Область внутри фигуры aekgfbaдает область возможных режимов работы турбины с регулируемым отбором пара. Пользуясь диаграммой, можно установить возможность работы турбины на тех или иных режимах и значения расходов свежего пара и отборов, а также мощность турбины.

На диаграммах обязательно указывают условия, к которым они относятся: начальные давления и температура, давление в отборе и конденсаторе. Иногда диаграмма снабжается специальными поправками для учета влияния отклонений условий работы от расчётных.

Диаграмма режимов работы турбины с двумя регулируемыми отборами пара должна связывать 4 величины: мощность, расход свежего пара, расходы в производственный и теплофикационный отборы.

60