26 Паровая и тепловая характеристики конденсационных турбоустановок.

Энергетической Характеристикой конденса­ционных турбоустановок называют аналитическую или графическую зависимость расхо­дов пара и тепла от электрической мощности турбоагрегата.

Паровая характеристика

Тепловые расчеты, испытания и эксплуата­ционные данные показывают, что зависимость расхода пара D_o кг/ч, от мощности турбоагре­гата W_э1, кВт, можно принимать прямо­линейной в широких пределах нагрузок тур­боагрегата. Соответствую­щую мощность называют также нормальной мощностью, поскольку турбоагрегат должен нормально работать с нагрузкой, близкой по возможности к экономической, с расходом па­ра D_H (рис. 11-1,а). При нулевой электриче­ской мощности и полном числе оборотов, т. е. при холостом ходе турбоагрегата, на турбину расходуется пар в количестве D_x, необходи­мом для покрытия энергетических, потерь пара, работающего в турбине, механических по­терь турбины, механических и электрических потерь генератора.

Отношение: (11-1)

т. е. долю холостого расхода пара, называют коэффициентом холостого расхода пара на турбину.

для современных кон­денсационных турбин Х=0,03 - 0,07

Расход пара на турбину, кг/ч, при любой нагрузке от W_э=0 до Wэ=Wн можно рассмат­ривать как сумму холостого расхода D_x и по­лезного расхода на выработку мощности D-D_x:

Полный удельный расход пара на турбину, кг/(кВт*ч), (11-2)

«Полезный» удельный расход пара, кг/(кВт-ч), за вычетом холостого расхода

(11-3)

называют относительным или удельным при­ростом расхода пара.

При прямолинейной зависимости D_o от W_н во всем интервале нагрузок от нуля до W_н величина г = const

(11-4)

где d_н=Dн/Wн, кг/(кВт*ч)—удельный расход пара при нормальной нагрузке.

Из уравнения (11-3) можно определить расход пара на турбину D_o кг/ч, в виде:

(11-5)

Рис. 11-1. Паровая характеристика конденсационного турбоагрегата: С уменьшением Wэ удельный расход пара увеличивается. Т.о. тепловая экономичность ТУ при пониженных нагрузках получается < , чем при нормальной нагрузке.

(11-7)

где W_x — мощность, потребляемая при холо­стом ходе турбоагрегата, при полном числе оборотов (условная величина мощности хо­лостого хода), кВт.

Удельный расход пара d₀, кг/ (кВт*ч), за­висит от мощности турбоагрегата следующим образом:

Заменяя в уравнении (11-8) D_x=xD_н= xd_нW_н и r=d_н(1—х) и вводя коэффициент нагрузки турбоагрегата

Удельный расход пара d₀ в зависимости от W_э (или f) изменяется по гиперболе, стре­мясь к d₀=∞ при W_э = 0 (f=0) и к d₀ =r d_н(1—х) при W_э=∞ (f =∞).

При значении W_э=W_н удельный расход пара имеет минимальное значение d₀=d_н>r

Нормальная (экономическая) мощность W_н может быть меньше или равна максималь­но длительной (номинальной ) мощности тур­боагрегата W_M

причем f_м = 1,0-2-1,25, т. е. экономическая мощ­ность турбоагрегата может составлять 0,8— 1,0 его полной максимально длительной (но­минальной) мощности.

Тепловая характеристика

Расход тепла на конденсационную турбо-установку, кДж/ч,

где Do — расход пара на турбину, кг/ч; Q_o =i₀-i_п.в. —расход тепла на 1 кг пара (без промежуточного перегрева),кДж/кг;.

и, следовательно,

Получаем:

т. е. выражение расхода тепла на турбоустановку в зависимости от электрической мощ­ности W_э.

Величины Q_x, кДж/ч, и r_Q, кДж/(кВт-ч), означают соответственно расход тепла на хо­лостой ход турбины и удельный прирост рас­хода тепла.

Мерой тепловой экономичности турбоуста­новки служит наряду с к. п. д. удельный рас­ход тепла, для нагрузок W_э≤W_н равный, кДж/(кВт-ч):

величина q_ту изменяется, как и удельный рас­ход пара d, no гиперболе, приближаясь асимп­тотически к +∞ при W_э=0 и к удельному приросту, тепла r_Q при W_э=∞. Наименьшее значение удельного расхода тепла определяет экономическую мощность турбоагрегата W_hq≥W_н, где W_н отвечает минимуму удель­ного расхода пара. Возможное увеличение экономической мощности W_hq по сравнению с W_н обусловливается повышением энтальпии питательной воды i_п.в. с нагрузкой. Теоретиче­ски q_ту при W^/_э>W_hq изображается отрезком гиперболы, обращенной выпуклостью вверх.

η _ту = 1/Q_ту η_c = η_ту η_пг η_тр

Тепловая характеристика ПГ:

η_пг = 100- q2-q3-q4-q5

q2 – потери тепла с отходящими газами

q3 + q4 – потери от химического и механического недожёга

q5 – потери в окружающую среду.

η_пг =Q_пг/Q_с

Зависимость расхода тепла топлива от тепловой нагрузки ПГ называется тепловой характеристикой ПГ.

Рассмотрим, как изменится η_тр в зависимости от тепловой нагрузки ПГ:η_тр = Q_ту/Q_тр =1/(1+Q_тр/Q_ту) Если начальные параметры пара постоянны, тоQ_тр постоянна, не зависит от Wэ. Если Wэ уменьшается, то Q_ту уменьшается, Q_тр постоянна, следовательно η_тр уменьшится