МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ

 

МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ПОПРАВОК К МОЩНОСТИ,
РАСХОДУ СВЕЖЕГО ПАРА
И УДЕЛЬНОМУ РАСХОДУ ТЕПЛОТЫ
НА ОТКЛОНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ
И УСЛОВИЙ ОТ НОМИНАЛЬНЫХ
ДЛЯ ТУРБОАГРЕГАТОВ
С РЕГУЛИРУЕМЫМИ
ОТБОРАМИ ПАРА

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 ЧАСТЬ

1.1. 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 (N_т) и тепловой нагрузки (Q_т); также приводятся отклонения мощности при условии сохранения неизменным исходного значения расхода пара на турбину (G_о).

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 (ΣDN_т) 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 (Q_п и Q_т - для турбин типа ПТ и Q_т - для турбин типа Т) нагрузок численно равно изменению общего расхода теплоты на турбоагрегат, которое определяется по выражению

где i_о^н, i_п.в.^н - энтальпии свежего пара и питательной воды при номинальных условиях, ккал/кг;

Di_o, Di_п.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(N_т) при Q_п = const. Далее на основе рассчитанных поправок к мощности определялись (также методом регрессионного анализа) коэффициенты аналитических выражений G₀ = f(N_т) при Q_п = 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 (Q_т) обеспечивается при сохранении неизменным расхода пара через 21-ю ступень (G_21ст) для турбин Т-50-130 и Т-100/120-130 и через 20-ю ступень (G_20ст) для турбины Т-175/210-130 с учетом изменения энтальпии пара в регулируемом отборе. В свою очередь, постоянство G_21ст и G_20ст 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 = q_т - q_т^н,

где q_т^н, q_т - удельный расход теплоты, соответственно при номинальных и заданных условиях, ккал/(кВт∙ч);

q_т^н = f(N_т^н), q_т = f(N_т^н + ΣDN_т) - 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 ПОПРАВОК

2.1. 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 р_о, , h_оЧВД;

- при заданном массовом расходе G_o,  при давлении 12,5 МПа (125 кгс/см²) берется по опытной кривой соответственно , а при давлении 13,5 МПа (135 кгс/см²) ; располагаемый теплоперепад h_оЧВД находится по IS-диаграмме;

- подсчитывается изменение мощности турбины для заданного расхода G_o 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 G_о:

где  - относительный прирост по конденсационной линии G_o = f(N_т) на соответствующем участке;

- поправка к q_т(Q_o) считается как сумма изменений G_o(a_G) и  при изменении давления свежего пара. При отклонении p_о от номинального энтальпия i_пит 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 G_o 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 G_o:

где  - относительный прирост по конденсационной линии G_o = f(N_т) 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 (a_Go, a_Qo) 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 G_o^б/ПВД - расход пара на турбину при заданной мощности по характеристике G_o = f(N_т) при отключенных ПВД, т/ч;

166,3 - энтальпия питательной воды после питательного насоса.

Поправка к удельному расходу теплоты a_qт равна:

где Q_o - полный расход теплоты при включенных ПВД, определенный по зависимости Q_o = f(N_т) 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 G_o^б/ПВД и G_o - 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 N_т 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 DN_т и относительному приросту теплоты определяется изменение полного и удельного расходов теплоты:

где DN_т - найденное по сетке поправок изменение мощности в заданном диапазоне изменения р₂ при , соответствующем N_т;

 - относительный прирост расхода теплоты на выработку электроэнергии при режиме, отвечающем N_т, и принятый из уравнения на соответствующем графике ТЭХ [G_o; Q_o; q_т = f(N_т)].

Изменение расхода свежего пара оценивается аналогично по изменению мощности DN_т 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 N_iЧВД = f(G_o) при p_n = const и  при двухступенчатом подогреве сетевой воды, р_ВТО = 0,12 МПа (1,2 кгс/см²) и Q_т = 0.

Учитывается также изменение массового расхода пара из производственного отбора при неизменном отпуске теплоты Q_п вследствие изменения энтальпии в отборе при изменении давления свежего пара.

Расчет расхода теплоты Q_o 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 Q_т 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 q_т = f(N_т, Q_п) 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 DQ_o, 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 q_т = f(N_т, Q_п) 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 q_т = f(N_т, Q_п) 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