17. Энергетические характеристики турбоагрегатов

Процесс преобразования тепловой мощности, подводимой к турбине, в механическую мощность сопровождается потерями: собственными (охлаждения турбины, трение частей ротора); потерями термодинамического цикла.

Энергетическую характеристику турбины получают в виде расходной весовой D = f (Ре) или в виде расходной тепловой характеристики Q = f (Ре). Экономичность энергетического процесса повышается с ростом нагрузки. Кривизна расходной характеристики зависит от отношения давления на выходе к давлению на входе Р_к / Р_о.

Наибольшее применение в практике получили энергетические расходные характеристики, т. е. зависимость часового расхода первичной энергии от величины нагрузки агрегата В_{час.кот} = f (Q_{час.кот}), Q_{час.кот} = f (Р).

Расходные характеристики турбин различаются в зависимости от системы регулирования:

а)Энергетические характеристики турбоагрегатов с дроссельным регулированием имеет вид Q_час = a_xx + r P, Гкал / ч. Удельный расход тепла q= axx/p +r Гкал/МВтч. Коэффициент полезного действия η = 0.86P/Q = 0.86P/(axx+rP) = 0.86/(axx/P + r) Эта характеристика является самой простой.

Таким образом, в любой точке нагрузки турбоагрегата часовой расход тепла (Q_час) складывается из двух величин: 1) постоянная часть – расход тепла на холостой ход (a_xx); 2) переменная часть, нагрузочный расход Q = rP , пропорциональный нагрузке.

Элементарный отрезок ав можно представить прямой. Тогда из треугольника авc следует, что: ∆Q/∆P=tg a, ∆Q/∆P=r. где r – это показатель 3-ей группы – относительный прирост расхода тепла на турбину.

Спрямление энергетической характеристики осуществляют по вышеуказанному способу (по двум точкам – 100 и 50 %) до пересечения с осью. Эта точка характеризует расход турбиной на холостой ход (т. е. при нулевой нагрузке) a_xx.

б)Энергетические характеристики турбоагрегатов с обводным регулированием- Пар через перегрузочный клапан подается в хвостовую часть, подвергаясь дросселированию до давления соответствующей ступени. Поэтому в точке включения клапана характеристика приобретает нелинейный участок.

Суммарный часовой расход тепла составит- Q_час = a_хх + r₁Р_эк + r₂ (Р - Р_эк)

Таким образом, часовой расход тепла при нагрузке, превышающей экономическую, состоит из расхода тепла на холостой ход, расхода тепла на выработку электроэнергии по характеристике с относительным приростом r, и перерасходом тепла на выработку электроэнергии в зоне перегрузке с большим относительным приростом.

Линия ав хар-ет возрастание расхода тепла турбины в зоне работы основного клапана, которая называется экономической зоной. Линия вd характеризует дальнейшее возрастание расхода тепла в зоне действия обводного клапана, которая называется перегрузочной зоной.

в)Энергетические характеристики турбоагрегатов с клапанным регулированием

С ростом нагрузки последовательное открытие отдельных регулирующих клапанов и подвод пара к соплам первой регулирующей ступени обеспечивает большую экономичность, чем дроссельное и обводное регулирование. Расходная характеристика турбины это сочетание нескольких выпуклых кривых, характеризующих возрастание тепла в зоне действия клапана. В точке включения последующего клапана происходит скачкообразное увеличение относительного прироста из-за увеличения потерь дросселирования.