МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР ГЛАВНОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО НАЛАДКЕ, СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И СЕТЕЙ «СОЮЗТЕХЭНЕРГО»
МЕТОДИКА РАСЧЕТА
МТ 34-70-027-86
СЛУЖБА ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА ПО «СОЮЗТЕХЭНЕРГО» МОСКВА 1987
РАЗРАБОТАНО Производственным объединением по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей «Союзтехэнерго» ИСПОЛНИТЕЛИ М.А. УХОБОТИН (МГП Союзтехэнерго), Э.В. БЕЛОУСОВА (Сибтехэнерго), С.Н. СОКОЛОВ (Уралтехэнерго) УТВЕРЖДЕНО ПО «Союзтехэнерго» 22.09.86 г. Главный инженер К.В. ШАХСУВАРОВ
Срок действия установлен с 01.01.87 г. до 01.01.92 г. 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ1.1. При нормировании и планировании основных технико-экономических показателей применяются типовые энергетические характеристики (ТЭХ), справедливые для определенных номинальных условий. Для оценки работы турбоагрегата в условиях эксплуатации при отклонении тех или иных условий от принятых за номинальные необходимо вводить соответствующие поправки. 1.2. В настоящей Методике приводится порядок расчета поправок к мощности, расходу свежего пара и удельному расходу теплоты для турбин с регулируемыми отборами пара и ступенчатым подогревом сетевой воды на отклонение следующих параметров и условий работы от номинальных: - начальных параметров пара; - давления пара в камерах регулируемых отборов для турбин типа ПТ; - давления отработавшего пара; - температуры конечного подогрева питательной воды; - температуры обратной сетевой воды; - отключение группы подогревателей высокого давления; - отличие расхода питательной воды от расхода свежего пара. 1.3. Поправочные кривые представляются отдельно для режимов: - конденсационного с отключенными регуляторами давления в регулируемых отборах; - с включенными регуляторами давления и отборами пара на производство (для турбин типа ПТ) и сетевые подогреватели (для турбин типа ПТ и Т); - по тепловому графику (для турбин типа Т) с максимальной тепловой нагрузкой. 1.4. Для турбин типа Т расчет поправок выполняется во всем диапазоне изменения тепловых и электрических нагрузок и давления пара в камере регулируемого отбора. При незначительном влиянии расхода или давления пара в регулируемом отборе на значения поправок последние усредняются. 1.5. Для турбин типа ПТ поправочные кривые применяются для всех режимов с производственным отбором, теплофикационный отбор практически не влияет на значения поправок. 1.6. Для одно- и двухступенчатого подогрева сетевой воды поправки получаются практически равными. 1.7. При конденсационном режиме поправки, как правило, вносятся к расходу пара на турбину и расходу теплоты (полному и удельному) в долях от значений, взятых соответственно заданной нагрузке из нормативных графиков ТЭХ. 1.8. При работе с регулируемыми отборами по электрическому графику для турбин типа Т поправки рассчитываются к удельному расходу теплоты и расходу свежего пара при условии сохранения неизменными исходного значения электрической мощности (Nт) и тепловой нагрузки (Qт); также приводятся отклонения мощности при условии сохранения неизменным исходного значения расхода пара на турбину (Gо). 1.9. Для турбин типа ПТ поправки даются к удельному расходу теплоты и к мощности, с помощью последней определяется расход пара на турбину по диаграмме режимов при заданных условиях и измененном параметре. 1.10. При работе по тепловому графику (для турбин типа Т) поправки рассчитываются к удельному расходу теплоты, расходу пара на турбину и электрической мощности при условии сохранения неизменным исходного значения тепловой нагрузки. 1.11. Расчет поправок производится в следующем порядке: - соответственно отклоненному параметру определяется изменение мощности с помощью заводских поправочных кривых или IS-диаграммы. При подсчете суммарного отклонения мощности учитывается влияние изменения массового расхода пара в отбор вследствие изменения энтальпии пара в отборе для соблюдения условия неизменности тепловой нагрузки; - после определения суммарного изменения мощности (ΣDNт) определяется соответствующая поправка к расходу пара на турбину для сохранения неизменным исходного значения мощности:
где - относительный прирост расхода пара на турбину при заданном режиме; - изменение расхода теплоты на выработку электроэнергии при постоянных значениях электрической и тепловой (Qп и Qт - для турбин типа ПТ и Qт - для турбин типа Т) нагрузок численно равно изменению общего расхода теплоты на турбоагрегат, которое определяется по выражению
где iон, iп.в.н - энтальпии свежего пара и питательной воды при номинальных условиях, ккал/кг; Dio, Diп.в. - отклонения энтальпии свежего пара и питательной воды от номинальных значений при изменении параметра и расхода свежего пара, ккал/кг; - определяется поправка к удельному расходу теплоты:
1.12. Для турбины ПТ-135/165-130/15 расчет поправок к удельному расходу теплоты производился на микроЭВМ «Искра-226» следующим образом: первоначально с применением методов регрессионного анализа определялись виды и коэффициенты аналитических выражений G0 = f(Nт) при Qп = const. Далее на основе рассчитанных поправок к мощности определялись (также методом регрессионного анализа) коэффициенты аналитических выражений G0 = f(Nт) при Qп = const для случая изменения какого-либо параметра. С помощью полученных уравнений при одинаковом значении мощности находилось отклонение G0 и на его основе поправка к удельному расходу теплоты. 1.13. При работе по тепловому графику (для турбин типа Т) постоянство тепловой нагрузки (Qт) обеспечивается при сохранении неизменным расхода пара через 21-ю ступень (G21ст) для турбин Т-50-130 и Т-100/120-130 и через 20-ю ступень (G20ст) для турбины Т-175/210-130 с учетом изменения энтальпии пара в регулируемом отборе. В свою очередь, постоянство G21ст и G20ст обеспечивается соответствующим изменением расхода пара на турбину, которое учитывается при расчете суммарной поправки к мощности. 1.14. При расчете поправок к удельному расходу теплоты рассматриваются режимы работы турбоустановки с использованием тепла отработавшего пара (трехступенчатый подогрев сетевой воды, нагрев во встроенном пучке подпиточной воды) и без него. 1.15. В случае, когда тепло отработавшего пара используется, изменение удельного расхода теплоты составит Dq = qт - qтн, где qтн, qт - удельный расход теплоты, соответственно при номинальных и заданных условиях, ккал/(кВт∙ч); qтн = f(Nтн), qт = f(Nтн + ΣDNт) - определяются по графикам (при трехступенчатом подогреве сетевой воды) из ТЭХ для соответствующего типа турбины. 1.16. Поправки к удельному расходу теплоты при использовании теплоты отработавшего пара не превышают 3 ккал/(кВт ∙ ч), поэтому вполне допустимо их не учитывать. 1.17. При работе по тепловому графику без использования тепла отработавшего пара поправка к удельному расходу теплоты определяется из выражения
По данной Методике подсчитаны поправки для турбин Т-50-130, Т-100/120-130, Т-175/210-130, ПТ-135/165-130-15 ТМЗ, ПТ-80/100-130-13, ПТ-60-130 ЛМЗ. В следующем разделе рассматриваются способы расчета поправок. 2. РАСЧЕТ ПОПРАВОК2.1. Конденсационный режим 2.1.1. Поправки на отклонение давления свежего пара от номинального Для турбин типа ПТ расчет производится следующим образом: - по данным испытаний известна зависимость внутреннего КПД ЧВД (от состояния перед стопорным клапаном до давления в производственном отборе при отключенном регуляторе давления производственного отбора) от расхода свежего пара. Изменение определенного с помощью этой зависимости использованного теплоперепада ЧВД при заданных расходах и начальных давлениях 13,5; 13,0; 12,5 МПа (135, 130, 125 кгс/см2) и температуре 555 °С будет отражать изменение внутренней мощности ЧВД, а аналитически рассчитанная поправочная кривая к мощности ЧСНД - изменение внутренней мощности ЧСНД за счет смещения энтальпии за ЧВД вследствие изменения ро, , hоЧВД; - при заданном массовом расходе Go, при давлении 12,5 МПа (125 кгс/см2) берется по опытной кривой соответственно , а при давлении 13,5 МПа (135 кгс/см2) ; располагаемый теплоперепад hоЧВД находится по IS-диаграмме; - подсчитывается изменение мощности турбины для заданного расхода Go и соответствующих ему внутренних относительных КПД при номинальных параметрах пара и отличающихся от номинальных, а также найденных из IS-диаграммы располагаемых теплоперепадов:
где и - использованные теплоперепады ЧВД при номинальном давлении пара перед турбиной и отличающемся от номинального, ккал/кг; и - использованные теплоперепады ЧСНД при номинальном давлении пара перед турбиной и отличающемся от номинального и принятом КПД ЧСНД, рассчитанные с учетом средней влажности, ккал/кг; - полученное таким образом изменение мощности турбины пересчитывается в поправку к Gо:
где - относительный прирост по конденсационной линии Go = f(Nт) на соответствующем участке; - поправка к qт(Qo) считается как сумма изменений Go(aG) и при изменении давления свежего пара. При отклонении pо от номинального энтальпия iпит полагается неизменной. Для турбины типа Т расчет проводится следующим образом: - поправка к мощности состоит из двух частей: DN1 - на изменение теплоперепада регулирующей ступени; DN2 - на изменение теплоперепада всех ступеней, начиная со второй ступени. Изменение мощности определяется по соотношению соответствующих использованных теплоперепадов; - располагаемые теплоперепады для соответствующих расходов пара для заданного режима определяются по IS-диаграмме. Коэффициент полезного действия регулирующей ступени определяется по данным расчета завода-изготовителя. Для заданного массового расхода при давлении пара перед турбиной 12 МПа (120 кгс/см2) определяется соответственно а при давлении 14,0 МПа (140 кгс/см2) - - для заданного расхода Go и соответствующих ему внутренних относительных КПД при номинальных параметрах пара и отличающихся от номинальных, определенных из IS-диаграммы теплоперепадах, полученных по данным расчета завода-изготовителя значениях внутренней мощности регулирующей ступени и мощности остальных ступеней определяется изменение мощности турбины:
где и использованные теплоперепады регулирующей ступени при номинальном давлении пара перед турбиной и отличающемся от номинального, ккал/кг; и использованные теплоперепады ступеней 2-й - 25-й при номинальном давлении пара перед турбиной и отличающемся от номинального, принятом КПД и рассчитанные с учетом средней влажности, ккал/кг; - полученное таким образом изменение мощности турбины пересчитывается в поправку к Go:
где - относительный прирост по конденсационной линии Go = f(Nт) на соответствующем участке; - поправка к полному и удельному расходам теплоты считается с учетом изменений расхода пара на турбину и энтальпии пара при изменении давления пара перед турбиной. 2.1.2. Поправки на отклонение температуры пара перед турбиной от номинальной Поправка к мощности на отклонение температуры пара перед турбиной от номинальной принимается по данным завода-изготовителя. Способ расчета поправок к расходу свежего пара и теплоты (aGo, aQo) аналогичен изложенному в п. 2.1.1. 2.1.3. Поправки на отключение группы ПВД Поправка на отключение группы ПВД определяется на основании сопоставления расходов пара на турбину и полного расхода теплоты при одинаковой мощности при номинальной схеме и схеме с отключенной группой ПВД. Полный расход теплоты в режиме с отключенной группой ПВД подсчитывается по уравнению
где Goб/ПВД - расход пара на турбину при заданной мощности по характеристике Go = f(Nт) при отключенных ПВД, т/ч; 166,3 - энтальпия питательной воды после питательного насоса. Поправка к удельному расходу теплоты aqт равна:
где Qo - полный расход теплоты при включенных ПВД, определенный по зависимости Qo = f(Nт) для схемы с включенными ПВД. 2.1.4. Поправка на отличие расхода питательной воды от расхода свежего пара на ±10 % Поправка принимается в размере 0,1 от поправки к расходу свежего пара и удельному расходу теплоты на отключение группы ПВД. 2.1.5. Поправка на отличие температуры питательной воды от номинальной на 10 °С Поправка к расходу свежего пара составит
где Goб/ПВД и Go - соответственно расход свежего пара при отключенной и включенной группе ПВД и неизменной мощности; - повышение температуры воды в ПВД при заданной мощности и нормальной схеме. Поправка к удельному расходу теплоты равна
2.1.6. Поправка на давление отработавшего пара Для ряда постоянных значений Nт определяется расход пара в ЧНД и по сетке поправок на p2 изменение мощности при отклонении давления в конденсаторе от принятого за номинальное. По найденным значениям DNт и относительному приросту теплоты определяется изменение полного и удельного расходов теплоты:
где DNт - найденное по сетке поправок изменение мощности в заданном диапазоне изменения р2 при , соответствующем Nт; - относительный прирост расхода теплоты на выработку электроэнергии при режиме, отвечающем Nт, и принятый из уравнения на соответствующем графике ТЭХ [Go; Qo; qт = f(Nт)]. Изменение расхода свежего пара оценивается аналогично по изменению мощности DNт и относительному приросту расхода пара. 2.2. Режимы с регулируемыми отборами 2.2.1. Поправка на отклонение давления свежего пара от номинального Для турбин типа ПТ расчет изменения мощности и удельного расхода теплоты проводится как и для конденсационного режима, но с использованием кривой КПД ЧВД при включенном регуляторе производственного отбора и зависимостей NiЧВД = f(Go) при pn = const и при двухступенчатом подогреве сетевой воды, рВТО = 0,12 МПа (1,2 кгс/см2) и Qт = 0. Учитывается также изменение массового расхода пара из производственного отбора при неизменном отпуске теплоты Qп вследствие изменения энтальпии в отборе при изменении давления свежего пара. Расчет расхода теплоты Qo при заданной мощности и отклоненном давлении свежего пара проводится с учетом изменения энтальпии свежего пара и питательной воды. Для турбин типа Т расчет изменения мощности и удельного расхода теплоты при отклонении давления свежего пара проводится как и для конденсационного режима с той разницей, что поправка DN2 состоит из двух частей: DN'2 - поправки на изменение теплоперепада ступеней, начиная со второй и до регулируемого отбора; DN''2 - поправки на изменение теплоперепада ступеней от регулируемого отбора до конденсатора. Учитывается также изменение массового расхода пара в регулируемый отбор при неизменном отпуске теплоты Qт вследствие изменения энтальпии в отборе при изменении давления пара перед турбиной. Расчет удельного расхода теплоты при заданной мощности и расходе теплоты в регулируемый отбор проводится с учетом изменения энтальпии пара перед турбиной и питательной воды. 2.2.2. Поправка на отклонение температуры свежего пара от номинальной Для турбин типа ПТ изменение мощности принимается, как и в п. 2.1.2, по данным завода-изготовителя с учетом изменения массового расхода пара производственного отбора (см. п. 2.2.1). Влияние отклонения параметров свежего пара от номинальных на удельный расход теплоты при постоянной мощности зависит от расхода теплоты производственного и теплофикационного отборов. Влияние производственного отбора для турбины ПТ-80/100-130-13 показано в приведенной ниже таблице. Из таблицы следует, что при пользовании усредненными поправками на давление и температуру свежего пара для большинства режимов по производственному отбору ошибка не превысит 2 - 4 ккал/(кВт ∙ ч) при отклонении давления на ±0,5 МПа (5 кгс/см2) и температуры на ±5 °С. Возможная ошибка определения удельного расхода теплоты по графикам для режимов с отборами составляет 5 - 10 ккал/(кВт ∙ ч). Прикидочный расчет показывает, что включение теплофикационного отбора при прочих неизменных условиях несущественно влияет на поправку к мощности и удельному расходу теплоты, поэтому поправки на отклонение параметров свежего пара на соответствующих графиках даются усредненными. Для турбин типа Т изменение мощности принимается, как и в п. 2.1.2, по данным завода-изготовителя с учетом изменения массового расхода пара в регулируемый отбор (см. п. 2.2.1). Влияние изменения параметров свежего пара перед турбиной от номинальных на удельный расход теплоты при постоянных мощности и расходах теплоты в регулируемый отбор зависит от расхода теплоты в отбор и давления пара в регулируемом отборе. Подробные расчеты показали, что влияние это невелико, и при пользовании усредненными поправками (по давлению пара в регулируемом отборе и расходу теплоты в регулируемый отбор) ошибка не превысит 2 - 4 ккал/(кВт ∙ ч) при отклонении давления пара перед турбиной на ±10 кгс/см2 и температуры на ±10 °С, поэтому поправки на отклонение давления и температуры пара перед турбиной на соответствующих графиках даны усредненными.
2.2.3. Поправки на отключение группы ПВД Поправки на отключение группы ПВД получаются в результате расчета и построения диаграммы режимов при отключенной группе ПВД; сопоставления значений расхода свежего пара и удельного расхода теплоты в режимах с включенными и отключенными ПВД при ряде произвольных значений мощности (для турбин типа ПТ и Т), а также расхода теплоты в регулируемый отбор для всего диапазона изменения давления пара в регулируемом отборе (для турбин типа Т). Данные для диаграммы режимов с отключенными ПВД получаются на основе имеющегося расчета диаграммы режимов при полностью включенной системе регенерации путем внесения следующих поправок к расходу свежего пара на турбину и мощности на зажимах генератора. Расход свежего пара на турбину (с включенными ПВД) уменьшается на значение суммарного расхода пара на ПВД, а мощность - на суммарную мощность отборов на ПВД. В связи с уменьшением расхода свежего пара на турбину оставшаяся мощность турбины должна корректироваться на изменение внутреннего КПД ЧВД для турбины типа ПТ (отсека до регулируемого отбора для турбины типа Т) и изменения энтальпии пара в производственном для турбины ПТ, регулируемом отборе для турбины Т. Кроме того, к мощности вносится поправка на изменение расхода пара из отбора на деаэратор в связи с необходимостью компенсации тепла конденсата греющего пара ПВД. Полный расход тепла при отключенных ПВД подсчитывается по формуле
Таким образом, энтальпия питательной воды принимается по состоянию ее за питательным насосом и не зависит от расхода пара на турбину, как и при подсчете для конденсационного режима. Для турбины типа Т влияние отключения ПВД на удельный расход теплоты при сохранении неизменными мощности и расхода тепла в регулируемый отбор зависит от расхода тепла в регулируемый отбор и от давления пара в регулируемом отборе. Как показали подробные расчеты, влияние расхода теплоты из регулируемого отбора на поправку к удельному расходу теплоты невелико, поэтому поправка представляется усредненной. Влияние давления пара в камере регулируемого отбора на поправку к удельному расходу теплоты более заметно, поэтому поправки представляются для всего диапазона изменения давления пара в камере регулируемого отбора. 2.2.4. Поправки на отличие расхода питательной воды от расхода свежего пара и температуры питательной воды от номинальной Эти поправки рассчитываются как и для конденсационного режима (см. пп. 2.1.4 и 2.1.5). 2.2.5. Поправки на давление отработавшего пара Для турбин типа ПТ поправка дается лишь к мощности (сетка поправок на давление отработавшего пара) по данным завода-изготовителя. Удельный расход теплоты при отклонении давления в конденсаторе от номинального должен определяться для каждого отдельного случая. Измененный полный и удельный расходы теплоты определяются с помощью графиков qт = f(Nт, Qп) соответственно «фиктивной» мощности. Для турбин типа Т поправка к мощности представляется в виде сетки поправок по данным из ТЭХ. Дается поправка к полному расходу теплоты DQo, с помощью которой определяется поправка к удельному расходу теплоты из выражения
Изменение расхода пара турбины оценивается по изменению мощности и относительному приросту расхода пара. 2.2.6. Поправки на изменение температуры обратной воды Для турбин типа ПТ поправка к полному и удельному расходам теплоты рассчитывается на основании заводских поправок к мощности с помощью графика qт = f(Nт, Qп) соответственно «фиктивной» мощности и приводится для неизменной мощности. Для турбин типа Т поправка к мощности принимается по данным завода-изготовителя для соответствующего типа турбины. При расчете поправки к удельному расходу теплоты учитывается изменение расхода пара на турбину для сохранения неизменной мощности и изменение энтальпии питательной воды. Влияние изменения температуры обратной сетевой воды на удельный расход теплоты при заданных условиях зависит от расхода теплоты в регулируемый отбор и от давления пара в регулируемом отборе. Как показали расчеты, на поправку к удельному расходу теплоты заметно влияет лишь расход теплоты из регулируемого отбора, поэтому поправка дается для всего диапазона изменения тепловой нагрузки и усредняется по давлению пара в регулируемом отборе. 2.2.7. Поправки на давление в камере производственного отбора (для турбин типа ПТ) Поправки к мощности на давление в камере производственного отбора принимаются по графику поправок к мощности турбины завода-изготовителя, приложенному к диаграмме режимов. Поскольку диаграмма режимов ТЭХ рассчитывается при постоянных значениях отпускаемой теплоты, заводская поправка к мощности, даваемая при постоянном массовом расходе в отбор, соответственно корректируется. Для конкретного режима поправка к удельному расходу теплоты рассчитывается следующим образом: - по скорректированному изменению мощности турбины и относительному приросту находится изменение расхода свежего пара при условии поддержания прежней мощности; - соответственно найденному расходу свежего пара определяется новая энтальпия питательной воды и подсчитывается полный расход теплоты в новых условиях; - поправка к удельному расходу теплоты составит
где Q'o - полный расход теплоты при изменившемся давлении в камере отбора;
- полный расход теплоты при заданных условиях, номинальном давлении в камере производственного отбора и номинальных прочих условиях. 2.2.8. Давление в камерах нижнего и верхнего теплофикационных отборов (для турбин типа ПТ) Влияние изменения давления в камерах отборов на мощность принимается по данным завода-изготовителя. Поправки к удельному расходу теплоты подсчитываются с помощью графика qт = f(Nт, Qп) соответственно «фиктивной» мощности. 2.2.9. Поправка на перевод возврата конденсата производственного отбора перед ПНД № 3 (для турбин типа ПТ) При неизменном расходе свежего пара методом последовательных приближений определяется изменение расходов на деаэратор, ПНД № 4 и ПНД № 3. На основе имеющихся расчетных и экспериментальных характеристик турбины и ПНД определяется изменение мощности ЧСНД за счет изменения расхода на входе в ЧСНД и в отборы на ПНД № 4 и ПНД № 3.
СОДЕРЖАНИЕ
|