Приведение к номинальным параметрам и проектной тепловой схеме при постоянном расходе свежего пара без использования заводских поправочных кривых

(НА ПРИМЕРЕ ТУРБИНЫ К-200-130)

Этот способ приведения заключается в определении отклонений в работе турбоагрегата от опытных данных при переходе на номинальную тепловую схему и номинальные параметры пара при неизменном расходе свежего пара, т.е. с перемещением регулирующих клапанов ЦВД. При этом учитываются изменение внутреннего относительного КПД ЦВД за счет изменения положения органов паровпуска, отклонение начальных и конечных параметров пара от номинальных значений, отличия в реальной тепловой схеме от расчетной. При этом влияние отклонений параметров пара и отличий в тепловой схеме учитывается совместно путем нахождения поправки к опытной мощности на выводах генератора за счет изменений теплоперепадов и расходов пара по отсекам турбины, которые появляются при переходе к номинальным параметрам и схеме турбоустановки. Расчет поправки к мощности производится поэтапно методом последовательных приближений и выглядит следующим образом.

1. Выбираются условия, к которым приводятся результаты испытаний: расход питательной воды равен расходу свежего пара; давление пара в деаэраторе постоянное или скользящее; давления, при которых производится переключение отборов пара на деаэратор и сливов конденсата греющего пара ПВД на деаэратор и ПНД; значения расходов пара из отборов турбины сверх нужд регенерации, нагрев питательной воды в питательном насосе и т.п.

2. Корректируется внутренний относительный КПД ЦВД, который изменится за счет перемещения органов паровпуска для сохранения постоянства расхода свежего пара при переходе на номинальные давление и температуру. Для этого определяется фиктивный расход свежего пара () по формуле

Внутренний относительный КПД ЦВД при переходе на номинальные давление и температуру свежего пара () определяется по формуле

где - опытный внутренний относительный КПД ЦВД;

- внутренний относительный КПД ЦВД, найденный из графической зависимости соответственно

- внутренний относительный КПД ЦВД, найденный из графической зависимости соответственно .

3. Давления пара по отборам турбины и перед подогревателями рассчитываются по формулам:

;

;

где , - давление пара перед подогревателем N_j соответственно опытное и после (i +1)-го приближения, кгс/см²;

, - давление пара перед предыдущим подогревателем (N_{j -1}) соответственно опытное и после (i +1)-го приближения, кгс/см²;

, - давление пара в отборе N_j турбины соответственно опытное и после (i +1)-го приближения, кгс/см²;

, - давление пара в последующем отборе (N_{j +1}) турбины соответственно опытное и после (i +1)-го приближения, кгс/см²;

t^оп, t^н - опытная и номинальная температура свежего пара (для отборов ЦВД) и пара после промперегрева (для отборов ЦВД), °С;

, - расход пара через последующую ступень опытный и после i -го приближения, т/ч.

Давление пара на выходе из ЦВД находится исходя из давления пара перед ЦСД с учетом принятой потери давления в тракте промперегрева (для турбин с промежуточным перегревом пара).

Для первого приближения , равны соответствующим опытным значениям.

Изменение давления пара перед подогревателями может вызываться многими причинами, в том числе отличием расхода пара на подогреватель в номинальных условиях от опытных за счет различия расхода питательной воды и конденсата (возможное наличие обвода подогревателя, колебание уровней, схемные отличия), температуры питательной воды и конденсата на выходе из деаэратора и конденсатора, отключением или включением дополнительного отвода пара сверх нужд регенерации, отключением впрыска питательной воды в промежуточный пароперегреватель котла, а также отличием начальных параметров свежего пара и пара после промперегрева от номинальных значений.

4. Методом последовательного приближения определяется температура питательной воды и конденсата за подогревателями. При этом учитывается изменение давления пара перед подогревателем и изменение температурного напора подогревателя.

,

где , - температура питательной воды (конденсата) за подогревателем соответственно опытная и после (i +1)-го приближения, °С;

, - температура насыщения соответственно при опытном давлении и при давлении пара перед подогревателем () после (i +1)-го приближения, °С;

Dd t^{i +1} - изменение температурного напора, °С.

В этом расчете используется опытная зависимость температурного напора от какой-либо величины, определяющей режим работы подогревателя - общей или удельной тепловой нагрузки, расхода греющего пара, давления пара и т.п. Наиболее полно определяет работу подогревателя удельная тепловая нагрузка, и в дальнейших расчетах по опытным данным используется опытная зависимость температурного напора от этой величины.

Удельные тепловые нагрузки подогревателя в опытных условиях (q^оп) и после (i +1)-го приближения (q^{i +1}) определяются по формулам:

;

,

где , , , - энтальпии питательной воды (конденсата) на выходе и входе в подогреватель соответственно опытные и после (i +1)-го приближения, ккал/кг;

G^оп, Gⁱ - расход питательной воды (конденсата) через подогреватель соответственно опытный и после i -го приближения (здесь G_пит = const, = var), т/ч;

F - площадь поверхности теплообмена подогревателя, м².

Изменение температурного напора d t^{i +1} находится как разность температурных напоров, найденных из зависимости d t = f (q) соответственно q^{i +1} и q^оп, т.е. представляет собой изменение температурного напора подогревателя за счет изменения удельной тепловой нагрузки.

Поскольку q^{i +1} зависит от , необходимо произвести несколько уточнений Dd t^{i +1}, каждый раз исходя из нового значения . Для дальнейших расчетов принимается , которая после последнего уточнения отличается от предыдущего значения не более чем на 0, 1 °С.

Для определения температур питательной воды перед первым после деаэратора ПВД и температур конденсата перед подогревателями, расположенными после различных охладителей пара и сальниковых подогревателей, необходимо иметь следующие графические зависимости:

D i_пн = f (G_пит);

;

;

,

где D i_пн - повышение энтальпии питательной воды в питательном насосе, ккал/кг;

- нагрев конденсата в ОПУ, °С;

- нагрев конденсата в ПС, °С;

- нагрев конденсата в охладителе пара основных эжекторов, °С;

G_пит - расход питательной воды, т/ч;

G_к - расход конденсата через соответствующий теплообменник, т/ч.

Примечание. Если обработка результатов испытаний производится с помощью ЭЦВМ или ЭКВМ, то необходимо все используемые графические зависимости описать уравнениями в форме полинома любого порядка, обеспечивающего требуемую точность.

5. Подсчитываются расходы пара на регенеративные подогреватели высокого и низкого давлений по формулам, представленным в разд. Е.2.1 настоящих Методических указаний.

При этом теплоиспользование пара в подогревателях находится по формулам:

- для подогревателей без охладителей конденсата греющего пара

;

- для подогревателей с охладителями конденсата греющего пара

;

где - теплоиспользование пара в подогревателе N_j по опытным данным, ккал/кг;

- энтальпия пара в камере соответствующего подогревателю N_j отбора после (i +1)-го приближения находится по номинальным начальным параметрам пара, давлению в камере отбора после (i +1)-го и внутреннему относительному КПД отсека (для отборов ЦВД и ЦСД принимаются опытные значения КПД), ккал/кг;

- опытная энтальпия пара в камере соответствующего подогревателю N_j отбора, ккал/кг;

, - температура насыщения, соответствующая давлению в подогревателе N_j, опытная и после (i +1)-го приближения, °С;

, - температура конденсата (питательной воды) на выходе из предыдущего подогревателя N_j -1 опытная и после (i +1)-го приближения, °С;

, - недоохлаждение конденсата греющего пара подогревателя N_j опытное и после (i +1)-го приближения, находится соответственно и из графической зависимости D t_др = f (G_пит, G_к), °С.

Наиболее удобно расчет вести в такой последовательности: сначала рассчитываются ПВД (начиная от последнего по ходу воды ПВД), затем деаэратор, после чего уточняется расход конденсата и рассчитываются ПНД (начиная от последнего по ходу конденсата подогревателя).

6. Рассчитываются расходы пара по ступеням турбины по формулам, представленным в разд. Е.2.5 настоящих Методических указаний. Расходы пара на ПВД и ПНД при этом принимаются те, которые были получены после последнего приближения (i +1). Все посторонние подводы и отводы пара и воды, отсутствующие в расчетной схеме, в разбалансировке должны исключаться (не учитываться).

7. Подсчитываются давления перед подогревателями (аналогично п. 3 настоящего приложения). После этого давления, полученные после (i +1)-го приближения, сравниваются с давлениями, полученными в i -м приближении. Если сравниваемые давления расходятся между собой более чем на 0, 1-0, 2 %, то расчет, начиная от п. 3 настоящего приложения, следует повторить, т.е. сделать еще одно приближение. Если расхождение меньше 0, 1-0, 2 %, то расчет заканчивается и продолжаются дальнейшие расчеты по приведению результатов испытаний к номинальным условиям, т.е. вычисления продолжаются от п. 8 настоящего приложения.

8. На следующем этапе подсчитываются давления пара в камерах отборов турбоагрегата, полученные после последнего уточнения по формуле п. 3 настоящего приложения.

9. Определяются использованные теплоперепады по отсекам турбины для опытных и номинальных условий:

;

,

где , - использованные теплоперепады в опытных и номинальных условиях, ккал/кг;

, - опытное и номинальное давления свежего пара (пара после промперегрева), кгс/см²;

, - опытная и номинальная температуры свежего пара (пара после промперегрева), °С;

, - опытное и номинальное значения КПД цилиндров; для ЦВД рассчитывается по формуле п. 2 настоящего приложения, для остальных цилиндров принимается равным опытному значению;

, - опытное и номинальное давления в камерах отборов турбины, кгс/см².

Расчет использованного теплоперепада для " сквозного" расхода пара ЦНД в номинальных условиях проводится при давлении отработавшего пара, подсчитанного по формуле п. 12 настоящего приложения.

10. Определяется изменение мощности турбоагрегата при переходе от опытной тепловой схемы к номинальной (расчетной) вследствие изменений использованных теплоперепадов и расходов пара по отсекам

,

где D N_т - изменение мощности турбины, МВт;

, - расходы пара в отборы турбины в номинальных и опытных условиях, т/ч;

, - " сквозные" расходы пара через цилиндры турбины (ЦВД и ЦСД+ЦНД) в номинальных и опытных условиях, т/ч;

, - использованные теплоперепады по отсекам турбины в номинальных и опытных условиях,

, - использованные теплоперепады для " сквозных" потоков в номинальных и опытных условиях, ккал/кг.

11. Находится поправка к мощности на отклонение опытного cosj от номинального значения. Эта поправка должна определяться по данным завода-изготовителя генератора о потерях в генераторе при различных значениях cosj в диапазоне нагрузок 0-100%. Если такие данные отсутствуют, но известно значение КПД генератора (или потери в нем) при номинальном значении cosj, то поправку на отклонение cosj ^оп от cosj ^н можно приближенно определить следующим образом:

1) строится кривая SD N^г = f (N_т) при cosj = cosj ^н. Суммарные потери в генераторе SD N^г определяются по формуле

;

2) определяется фиктивная мощность генератора в условиях опыта

;

3) по кривой SD N^г = f (N_т) определяются потери в генераторе при опытной мощности и фиктивной мощности ;

4) поправка на отклонение cosj ^оп от cosj ^н приближенно составит

.

12. По сетке поправок на давление отработавшего пара определяется поправка к мощности (D Нр ₂):

;

,

где , - давление отработавшего пара соответственно опытное и скорректированное опытное, кгс/см²;

, - опытный и номинальный расход пара в конденсатор, т/ч;

- номинальное давление отработавшего пара, определяется по нормативным или расчетным характеристикам конденсатора турбины в соответствии с , может также приниматься постоянным, кгс/см².

13. Номинальная мощность турбоагрегата (N_т) определяется по формуле

.

14. Номинальный расход теплоты на турбину (Q_o) определяется по формуле

,

где - опытный расход свежего пара на ₍ турбину, т/ч;

- скорректированный опытный расход пара на промперегрев, полученный после приведения опытных данных к номинальным параметрам и схеме, т/ч;

- энтальпия свежего пара при номинальных давлении и температуре, ккал/кг;

- скорректированная опытная энтальпия питательной воды, поступающей в котел из системы регенерации турбоустановки, после приведения к номинальным параметрам и схеме, ккал/кг;

- энтальпия пара после промперегрева перед ЦСД при номинальных давлении и температуре, ккал/кг;

- энтальпия пара, поступающего на промперегрев, после приведения к номинальным параметрам и схеме, ккал/кг.

15. Удельный расход теплоты на турбину в номинальных условиях (q_т) определяется по формуле

где Q_o - расход теплоты на турбину в номинальных условиях, Гкал/ч;

N_т - мощность турбоагрегата в номинальных условиях, МВт.

В тех турбоустановках, в состав тепловых схем которых входят питательные турбонасосы, мощность, принимаемая для расчетов удельного расхода теплоты, находится как сумма мощностей на выводах генератора и внутренней турбопривода питательного насоса. В формуле п. 13 настоящего приложения появляется дополнительный член, представляющий собой внутреннюю мощность турбопривода питательного насоса в эксплуатационных и в гарантийных условиях. Точно так же учитываются другие механизмы с турбоприводами, например турбовоздуходувки на энергоблоках 800 МВт.

Приложение 9

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ " ВАКУУМНЫХ" ОПЫТОВ (НА ПРИМЕРЕ ТУРБИНЫ К-800-240 ЛМЗ)

Номер опыта					(0)									(0)					¾
Дата проведения опыта	04.03.78	04.03.78						05.03.78	05.03.78	19.03.78	19.03.78						19.03.78	19.03.78	¾
Продолжительность опыта t, мин																			¾
Мощность на выводах генератора , МВт	699, 70	700, 85						677, 86	670, 42	379, 15	372, 50						317, 79	328, 80	По результатам обработки первичных данных
Коэффициент мощности (опытный) cosj оп	0, 8959	0, 8988						0, 8723	0, 8682	0, 7630	0, 7518						0, 7188	0, 7350	То же
Температура свежего пара tо, °C	538, 3	538, 7						540, 1	540, 3	539, 4	539, 7						540, 4	541, 2	-" -
Температура пара горячего промперегрева tгпп, °C	544, 5	544, 3						542, 0	542, 3	536, 3	535, 1						536, 1	536, 2	-" -
Давление пара в контрольной ступени рк, кгс/см2	6, 382	6, 400						6, 449	6, 464	3, 537	3, 500						3, 473	3, 503	-" -
Давление отработавшего пара р 2, кгс/см2	0, 0259	0, 0257						0, 0932	0, 1134	0, 0235	0, 0308						0, 1549	0, 1270	-" -
Поправка на , кВт																			По кривой потерь в генераторе, исходя из
Мощность на выводах генератора с учетом поправки на cosj Nт, МВт	699, 74	700, 86						678, 11	670, 70	379, 59	372, 96						318, 17	329, 18
Номинальное давление в контрольной ступени , кгс/см2	6, 4	3, 52	¾
Номинальная температура свежего пара , °С			¾
Номинальная температура пара горячего промперегрева , °С			¾
Номинальный расход пара через последнюю ступень турбины GЧНД, т/ч			¾
Поправка для приведения мощности к номинальным условиям:
на изменение давления в контрольной ступени a рк, %	0, 282	0, 000						-0, 760	-0, 990	-0, 481	0, 571						1, 266	0, 428
на изменение температуры свежего пара a to, %	0, 056	0, 024						-0, 088	-0, 104	-0, 032	-0, 056						-0, 112	-0, 176
на изменение температуры горячего промперегрева a tгпп, %	-0, 131	-0, 114						0, 088	0, 061	-0, 114	-0, 009						-0, 096	-0, 105
суммарная , %	0, 207	-0, 09						-0, 760	-1, 033	-0, 627	0, 506						1, 058	0, 147
Приведенная мощность на выводах генератора , МВт	701, 19	700, 23			676, 90			672, 96	663, 77	377, 21	374, 86			366, 23			321, 54	329, 67
Поправка к давлению отработавшего пара на изменение расхода a р 2, %	0, 239	-0, 018						-0, 692	-0, 910	-0, 456	0, 614						1, 352	0, 563
Приведенное давление отработавшего пара , кгс/см2	0, 0260	0, 0257			0, 0839			0, 0926	0, 1124	0, 0234	0, 0310			0, 0467			0, 1570	0, 1277
Изменение мощности на выводах генератора , МВт	-24, 29	-23, 33			±0			3, 94	13, 13	-10, 98	-8, 63			±0			44, 69	36, 56	¾
Параметры " универсальной кривой": ,	1, 580	1, 562						5, 629	6, 833	2, 557	3, 388						17, 158	13, 956	¾
, кВт·ч/т	-14, 77	-14, 18			±0			2, 40	7, 98	-12, 0	-9, 43			±0			48, 84	39, 96	¾

Приложение 10

ПРИМЕР РАСЧЕТА ТРЕХ ТОЧЕК ЛИНИИ Q_п = const ДЛЯ ДИАГРАММ РЕЖИМОВ ТУРБИНЫ ПТ-80/100-130 ПРИ ДВУХСТУПЕНЧАТОМ ПОДОГРЕВЕ СЕТЕВОЙ ВОДЫ

Тепловая нагрузка производст- венного отбора

Расход пара на входе в ЧСД

Расход свежего пара

Внутренняя мощность ЦВД при рп = 13 кгс/см2

Давление пара за ЦВД с учетом зоны естественного повышения давления (ЕПД)

Сквозной расход пара через ЦВД

Удельная поправка к мощности ЦВД на отклонение давления в П-отборе от 13 кгс/см2

Поправка к мощности ЦВД на отклонение рп от 13 кгс/см2 при работе в зоне ЕПД

Внутренняя мощность ЦВД приведенная

Внутренняя мощность ЦНД при iп = 715 ккал/кг и рВТО = 1, 2 кгс/см2

Энтальпия пара в камере П-отбора при рп = 13 кгс/см2

Поправка на изменение энтальпии при работе в зоне ЕПД

Энтальпия пара в камере П-отбора

Поправка к мощности ЦНД за счет отклонения энтальпии в камере П-отбора от 715 ккал/кг

Qп

Go

рп

D П

iпр (13)

D iп

iп

Гкал/ч

т/ч

т/ч

МВт

кгс/см2

т/ч

кВт·ч/т

МВт

МВт

МВт

ккал/кг

ккал/кг

ккал/кг

¾

Задаемся

Задаемся в пределах характе- ристики ЦНД рис. 30

По графику рис. 31

По графику рис. 24

По графику рис. 32

По графику рис. 31

По графику рис. 22

По графику рис. 30

По графику рис. 33

D iп = 0, 85D П

iп = iп (13) + D iп

По графику рис. 27

16, 1

13, 0

¾

16, 1

12, 7

743, 8

743, 8

0, 914

47, 9

13, 5

297, 5

-2, 3

-0, 68

47, 22

43, 5

707, 7

+2, 0

709, 7

1, 016

56, 5

16, 0

346, 2

-12, 5

-4, 33

52, 17

52, 9

704, 5

+10, 8

715, 3

0, 998

Окончание приложения 10

Внутренняя мощность ЦНД при реальной энтальпии в камере П-отбора	Внутренняя мощность турбины при реальных рп и iп	Суммарные потери турбо- агрегата	Электрическая мощность турбоагрегата	Конечная энтальпия питательной воды	Теплота, воспринятая тепло- носителем в котле	Расход теплоты на выработку электро- энергии при работе без теплофика- ционного отбора	Удельный расход теплоты на выработку электро- энергии при работе без теплофика- ционного отбора	¾	Полная удельная выработка электро- энергии паром производст- венного отбора	Макси- мальный расход пара в теплофика- ционный отбор	¾	Полная удельная выработка электро- энергии паром теплофика- ционного отбора
		SD Nта	Nт	iпит	Qo	Qo - Qп
МВт	МВт	МВт	МВт	ккал/кг	Гкал/ч	Гкал/ч	ккал/(кВт·ч)	МВт	(кВт·ч)/Гкал	т/ч	МВт	(кВт·ч)/Гкал
см. формулу (92)		По графику рис. 16		По графику рис. 31	Формула (96)	Формула (96)	Формула (96)	Формула (100) при h эм = 0, 975	Формула (99)	Формула (102)	Формула (104) при h эм = 0, 975	Формула (101)
13, 42	29, 52	1, 47	28, 05	219, 4	96, 87	66, 87		5, 84		50, 6	13, 07
43, 09	90, 31	1, 98	88, 33	250, 0	200, 38	170, 38		8, 67		183, 1	56, 27
52, 96	105, 13	2.21	102, 92	258, 4	230, 21	200, 21		8, 23		221, 1	67, 71

Приложение 11