Расчет мощности турбины по отсекам.

Отсек	Отбор пара перед отсеком	Доля расхода пара через отсек	Разность энтальпий, кДж/кг	Приведенная разность энтальпий, кДж/кг
II (РС)		0,9925	58	57,6
III		0,9745	254	248,5
IV		0,94	70	65,5
V		0,853	228	195,0
		-	-	-
		-	-	-
	0,0875
VI		0,847	118	99,5
VII		0,692	175	122,0
VIII		0,661	112	74,0
IX		0,638	108	68,8
X		0,618	106	65,5
XI		0,582	209	121,5
XII		0,5622	123	69,0
Всего	-	-	-	1186,9

1-5. РЕГУЛИРОВАНИЕ МОЩНОСТИ БЛОКА СКОЛЬЗЯЩИМ НАЧАЛЬНЫМ ДАВЛЕНИЕМ ПАРА

При дроссельном парораспределении, в сущности, осуществляется регулирование мощности турбины сколь­зящим давлением пара, которое имеет место после дрос­сельных клапанов.

На рис. 1-12 показано дросселирование пара в дрос­сельных клапанах до начального давления , опреде­ляемого соотношением (1-9):

При отсутствии поперечных связей, т. е. при блочной схеме, можно осуществлять регулирование скользящим Давлением пара после котла и соответственно перед турбиной; при этом дроссельные клапаны остаются пол­ностью открытыми, а изменение давления и расхода пара определяется режимом подачи топлива в топку котла. Температура свежего пара при регулировании мощности скользящим начальным давлением пара поддерживается постоянной и равной номинальной.

Если сравнить по теп­ловой экономичности ре­жимы при постоянном и при скользящем давлени­ях в условиях дроссельного парораспределения при одинаковом пропуске па­ра в турбину, то, если принять при этом равенство начальных давлений , оказывается, что ре­жимы отличаются лишь значением начальной температуры . Так как при скользящем давлении начальная температура равна номинальной, а при дросселировании пара температура всегда ниже номинальной, режим частичной нагрузки со скользящим давлением всегда экономичнее режима с постоянным давлением. В действительности при дроссельном парораспределении давление несколько ниже, чем при скользящем давле­нии из-за температурной поправки, однако эта разница в давлении незначительна и может не учитываться.

Рис. 1-12. Процесс расширения пара в турбине при дроссельном парораспределении.

Дополнительный выигрыш в тепловой экономичности при скользящем давлении получается за счет сокраще­ния расхода энергии на питательный насос из-за сни­жения давления питательной воды на нагнетании.

Таким образом, при дроссельном парораспределении всегда целесообразно регулировать мощность скользя­щим начальным давлением по соображениям тепловой экономичности. Кроме того, при скользящем давлении обеспечивается устойчивый температурный режим тур­бины, что практически снимает ограничение по скорости ее нагружения. Независимо от внедрения режимов работы со скользящим давлением в последние 10-20 лет наблюдается тенденция к переходу для мощных паровых турбин к дроссельному парораспределению.

Дроссельное парораспределение упрощает конструк­цию турбины в зоне высоких температур сравнительно с сопловым парораспределением. Сопловое парораспре­деление мощных турбин выполняется так, что область дросселирования пара при нескольких одновременно открываемых клапанах возрастает с ростом мощности, достигая 57% для турбины К-300-240, 76% для К-500-240 и 85% для К-800-240. Очевидно, что для ра­боты в области дроссельного регулирования турбин с сопловым парораспределением режимы со скользящим начальным давлением пара оказываются предпочтитель­нее по тепловой экономичности, чем режимы с постоян­ным начальным давлением. Так, при разгрузке турбины К-300-240 МВт до нагрузки, обеспечиваемой при полном открытии только первых двух пар клапанов, давление пара перед турбиной поддерживается на уровне номи­нального; при дальнейшем снижении нагрузки давле­ние пара уменьшают при полностью открытых четырех клапанах.

Снижение начального давления пара, естественно, ухудшает термический к. п. д., однако внутренний к. п. д. установки все же может при этом повышаться за счет более высоких значений ЦВД при скользящем

давлении, чем при постоянном, когда весьма низок. К тому же, как уже отмечалось, температура пара при регулировании мощности скользящим давлением остает­ся равной номинальной, тогда как при постоянном давле­нии она снижается из-за дросселирования пара регули­рующими клапанами. И, наконец, при скользящем дав­лении имеется снижение затрат энергии на привод питательного насоса, так как необходимый напор снижа­ется, что способствует росту к. п. д. нетто.

Для иллюстрации всего сказанного проведем расчет режима частичной нагрузки турбины К-500-240 при скользящем давлении.

Пример расчета режима частичной нагрузки турбины К-500-240 при скользящем начальном давлении пара.

Рассмотрим режим при g=0,4, который был просчитан выше при номинальном начальном давлении пара.

Определим давление пара перед первой ступенью ЦВД при скользящем давлении:

где - относительный пропуск пара при полностью открытых кла­панах (см. рис. 1-8).

При снижении начального давления пара протечка пара через штоки клапанов снижается пропорционально давлению пара, а доля протечки остается на уровне номинального режима: (см. рис. 1-8), т.е. равен при полностью открытых клапанах.

Находим давление пара за регулирующей ступенью:

.

Для введения температурной поправки приходится прибегнуть к методу последовательного приближения.

Аналогично рассчитываем давления . Следует отметить, что значения этих давлений практически те же, что и при режиме с постоянным давлением (см. рис. 1-11).

Строим процесс расширения пара в ЦВД в i,s-диаграмме (см. рис. 1-11); ступеней ЦВД тот же, что и в расчетном ре­жиме.

При равном расходе пара на турбину в режимах с постоян­ным и со скользящим давлением пара давления пара перед ЦС/3 практически равны. Поэтому - процесс расширений пара в ЦСД и ЦНД при этих режимах совпадает.

Для того чтобы учесть разницу в отборах пара на регенера­тивные подогреватели и на турбину питательного насоса, а также затрату энергии на питательный насос, рассмотрим режим работы последнего.

Для режима g=0,4 при скользящем давлении пара давление питательного насоса . Равно:

Наносим эту точку в Q, H-координатах на рис. 1-10. Про­водим через эту точку характеристику сети при скользящем дав­лении и характеристику насоса, эквидистантную характеристике при . Получаем точку на пересечении характеристики насоса и квадратичной характеристики сети, выходящей из начала коор­динат.

Давление питательного насоса в точке равно 14,5 МПа; частота вращения, учитывая, что :

По формуле (1-29) подсчитываем :

Повышение энтальпии воды в насосе по (1-28а) составит:

Доля отбора пара на турбонасос по (1-28)

Энтальпия воды после питательного насоса, т. е. на входе в подогреватель П6, равна

Поскольку энтальпия воды после питательного насоса суще­ственно ниже, чем при режиме с постоянным начальным давлением пара, соответственно возрастает отбор пара на П6. Отборы пара на П7 и П8 несколько снижаются из-за более высокой энтальпии греющего пара. Расчеты тепловых балансов подогревателей П6, П7, П8 дают:

В табл. 1-3 приведен расчет мощности турбины по отсекам,, суммарная приведенная разность энтальпий равна Внутренняя и электрическая мощности турбины составляют:

49

Мощность турбопривода питательного насоса

Подсчитываем мощность теплового потока турбоустановки:

Коэффициент полезного действия турбоустановки нетто (услов­ный)

Относительный выигрыш в к.п.д. турбоустановки нетто

где - к. п. д. при постоянном начальном давлении пара.

Результаты расчета примера показывают, что пере­ход на скользящее начальное давление пара для турби­ны со сверхкритическим начальным давлением пара и с паровым приводом питательного насоса при глубокой разгрузке дает существенный выигрыш в тепловой эко­номичности по отношению к режиму с постоянным но­минальным давлением пара.

Как уже было сказано, при скользящем начальном давлении пара имеет место устойчивый температурный режим ступеней турбины, что практически снимает огра­ничения по изменению скорости нагружения.

Таблица 1-3.