МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГОСИСТЕМ

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ
ПО НАЛАДКЕ, СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ
И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И СЕТЕЙ
«СОЮЗТЕХЭНЕРГО»

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО РАСЧЕТУ ПОПРАВОК
К РАСХОДУ ТЕПЛА
ТУРБОАГРЕГАТАМИ

 

 

 

 

 

СЛУЖБА ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА И ИНФОРМАЦИИ СОЮЗТЕХЭНЕРГО

Москва 1981

 

Составлено службой топливоиспользования МГП Союзтехэнерго

Составители инженеры В.С. ЦВЕТКОВ, Л.А. ГАВРИЛЮК

В настоящих Методических указаниях рассмотрены вопросы, связанные с расчетами поправок к расходам тепла и пара на турбоагрегат при условии сохранения постоянства его мощности и отпуска тепла или пара из регулируемых отборов, поправок к мощности турбоагрегата при сохранении постоянства расходов свежего пара на турбоагрегат и тепла или пара в регулируемые отборы, а также поправок к мощности турбоагрегата и к расходу свежего пара на турбоагрегат при его работе по тепловому графику.

Методические указания предназначены для инженерно-технических работников, занимающихся составлением типовых энергетических и нормативных характеристик турбоагрегатов, а также тепловыми испытаниями турбоагрегатов.

УТВЕРЖДАЮ:

Главный инженер

ПО «Союзтехэнерго»

Г.Г. ЯКОВЛЕВ

30 апреля 1981 г.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

При решении вопросов нормирования и планирования основных технико-экономических показателей работы турбоагрегатов и оценки их в эксплуатационных условиях при отклонении тех или иных параметров пара, а также условий работы от исходных (номинальных) необходимо располагать соответствующими поправками, дающими возможность количественно определять изменения основных показателей.

При сложившейся практике нормирования и анализа работы турбоагрегатов наибольшее значение имеют поправки:

- к расходу тепла на выработку электроэнергии Q_э и расходу свежего пара D_o при работе турбоагрегата по электрическому графику нагрузки и неизменных мощности турбоагрегата и количества отбираемого из отборов тепла (для теплофикационных турбин) N_т и Q_отб;

- к мощности турбоагрегата при работе его по электрическому графику и неизменных расходе свежего пара и количества отбираемого тепла;

- к мощности турбоагрегата и расходу свежего пара при работе его по тепловому графику и неизменном количестве отпускаемого от турбины тепла.

В формулах настоящего раздела не будут указываться единицы измерения величин, поскольку назначением данных формул является раскрытие взаимосвязей входящих в них величин. Рабочие формулы, по которым следует производить расчеты, будут даны в соответствующих разделах.

1.1. К подсчету поправок к расходу тепла и свежего пара при N_т = const, Q_отб (D_отб) = const

Поправка к расходу тепла на выработку электроэнергии DQ_э при неизменных значениях N_т и Q_отб у численно равна изменению общего (полного) расхода тепла на турбоагрегат DQ_о:

DQ_э = Q_э - Q_э(и) = Q_о - Q_о(и) = DQ_о,                                       (1.1)

поскольку

Q_э = Q_о - Q_отб, Q_э(и) = Q_о(и) - Q_отб.

В формуле (1.1) и далее наличие дополнительного подстрочного индекса и указывает на принадлежность величины к режиму с исходными (номинальными) условиями, параметрами пара, а отсутствие этого индекса - к режиму с новыми, изменившимися условиями, параметрами пара.

Полный (общий) расход тепла на турбоагрегат (сумма расходов тепла на выработку электроэнергии и из отборов турбины) в общем виде при исходных условиях может быть равен:

Q_о(и) = Q_э(и) + Q_отб(и) = D_о(и)i_о(и) - G_п.в(и) + D_пп(и)i²_пп(и) - D_пп(и)i¢_пп(и) + G_доб(и)(D_доб(и))_доб(и)(i_доб(и)),

или

Q_о(и) = D_о(и)(i_о(и) - ) + К_пп(и) D_о(и) (i²_пп(и) - i¢_пп(и)) -

- G_доб(и)(D_доб(и))[ - _доб(и) (i_доб(и))] =

= D_о(и) [i_о(и) -  + К_пп(и) (i²_пп(и) - i¢_пп(и))] - G_доб(и)(D_доб(и)) [ - _доб(и) (i_доб(и))]. (1.2)

В дальнейшем для упрощения вывода необходимых формул без изменения физического существа результатов принимается, что

G_доб(D_доб) = 0.

Тогда

Q_о(и) = D_о(и) [(i_о(и) - ) + К_пп(и) (i²_пп(и) - i¢_пп(и))].                        (1.2¢)

При изменившихся условиях, параметрах пара, но исходных значениях N_т, Q_от

Q_о = (D_о(и) + DD_о)[(i_о - ) + К_пп (i²_пп - i¢_пп)].                          (1.2²)

В формулах (1.2), (1.2¢), (1.2") принято:

D_о, G_п.в, D_пп, G_доб(D_доб) - соответственно расход свежего пара, питательной воды, пара на промперегрев, добавок в тепловую схему воды (подвод пара от постороннего источника), G_доб(D_доб) = (G_п.в - D_о);

i_о, i²_пп, i¢_пп, , _доб (i_доб) - соответственно энтальпия свежего пара, пара после промперегрева, пара на промперегрев, питательной воды, добавка воды (подводимого в схему пара от постороннего источника);

DD_о = (D_о - D_о(и)) - изменение расхода свежего пара (поправка) для сохранения исходных значений N_т и Q_отб;

К_пп - коэффициент соотношения между расходом пара на промперегрев и расходом свежего пара:

К_пп(и) = ; К_пп = .

Подставив в формулу (1.2²)

i_о = i_о(и) + Di,  =  + D,

i²_пп = i²_пп(и) + Di²_пп, i¢_пп = i¢_пп(и) + Di¢_пп

и приняв К_пп = К_пп(и) (без практического ущерба для точности в конечном результате), получим:

Q_о = D_о(и)[(i_о(и) - ) + К_пп (i²_пп(и) - i¢_пп(и))] +

+ D_о(и) [(Di_о - D) + К_пп (Di²_пп - Di¢_пп)] +

+ DD_о [(i_о - ) + К_пп (i²_пп - i¢_пп)] +

+ DD_о [(Di_о - D) + К_пп (Di²_пп - Di¢_пп)].                                 (1.3)

Изменение расхода тепла определяется вычитанием из уравнения (1.2¢) уравнения (1.3).

После преобразований получим

DQ_о = DQ_э = D_о(и) [(Di_о - D) + К_пп (Di²_пп - Di¢_пп)] +

+ DD_о [(i_о(и) - ) + К_пп (i²_пп(и) - i¢_пп(и))] +

+ DD_о [(Di_о - D) + К_пп (Di²_пп - Di¢_пп)].                                   (1.4)

В долях от исходного значения расхода тепла:

.                          (1.5)

 =  =  =

+ .                       (1.5¢)

Обозначив:

;

, получим:

 (a_Di +  + a_Di);                                      (1.5²)

 = (a_Di +  + a_Di) .                          (1.5¢²)

Таким образом, при неизменных N_т и Q_отб(и) поправка к расходу тепла определяется изменениями значений как энтальпии пара, воды так и расхода свежего пара на турбоагрегат.

Если  и a_Di £ 0,05, произведением a_Di можно пренебречь.

Содержащиеся в формулах (1.2") - (1.5¢") значения изменения расхода свежего пара DD_о (поправки к расходу свежего пара) рекомендуется определять заменой значения изменения мощности турбоагрегата (поправки к мощности), определяемого при условии D_о = const, Q_отб = const или D_отб = const (вследствие отклонения условий, параметров пара, соответствующим эквивалентным изменением расхода свежего пара DD_о из соотношения:

-DD_о = Dd_о SDN_т,                                                            (1.6)

где Dd_о - в общем виде коэффициент, характеризующий связь изменений расхода свежего пара и мощности турбоагрегата или относительный прирост расхода свежего пара на единицу мощности турбоагрегата кг/(кВт×ч); т/(МВт×ч) зависимости D_о = f(N_т).

Сущность методики определения значения DD_о понятна из рассмотрения рис. 1, на котором изображены спрямленные участки зависимости общего вида D_о = f(N_т, Q_отб), представленные как D_о = D_хх + Dd_оN_т + КQ_отб при условии Q_отб = const. Зависимость 1 соответствует исходным условиям работы турбоагрегата и исходным (номинальным) параметрам пара. Изменившиеся условия работы параметры пара при неизменных произвольно выбранных значениях D_о1, D_о2, D_о3 и т.д. вызвали, например, увеличение мощности соответственно на SDN_т1, SDN_т2, SDN_т3. Новые значения мощности (при неизменных D_о и Q_отб) будут составлять N_т1 + SDN_т1, N_т2 + SDN_т2, N_т3 + SDN_т3 и т.д.

По полученным таким образом значениям N_т построена новая зависимость 2, отражающая работу того же турбоагрегата, но при измененных условиях, параметрах пара.

Из сопоставления значений D_о, определяемых по зависимости 1 и 2 для одного и того же значения N_т (в данном случае N_т = N_т3), и находится значение поправки DD_о.

Как видно из рис. 1, отрезок АС определяет искомое значение DD_о, а отрезок АВ - заданное значение SDN_т (в данном случае SDN_т = SDN_т3).

Из рассмотрения прямоугольного треугольника АВС следует, что АС = tga АВ. Поскольку tga = , а АВ = SDN, то

DD_о =  SDN,

где  - относительный прирост расхода свежего пара на единицу мощности при изменившихся условиях работы, параметрах пара (присущий зависимости 2).

В рассмотренном случае

 =  =

=  =

= ,

где  =  - относительный прирост расхода свежего пара на единицу мощности по исходной зависимости D_о = f(N_т) (зависимость 1).

Рис. 1. Определение изменения значения расхода свежего пара DD_о при N_т = const

В общем виде

 = ,                                  (1.7)

где N_т2 > N_т1.

Как видно из выражения (1.7), связь между  и  находится в зависимости от разности поправок к мощности, определяемых для задаваемых значений D_о, в пределах которых находится .

В частных случаях, когда SDN_т2 = SDN_т1, то  = ;

если SDN_т2 = Sa₂N_т и SDN_т = Sa₁N_т, а

Sa₂ = Sa₁ = Sa, то  = .                                (1.7¢)

Точность определения значения DD_о по выражению (1.6) при заданном значении SDN_т будет определяться точностью нахождения . Относительный прирост  в общем случае рекомендуется определять на конкретном участке зависимости D_о = f(N_т) при Q_отб (D_отб) = const, ограниченном значениями N_т и (N_т - SDN_т) или N_т и (N_т + SDN_т), представляя его в виде прямой или в случае необходимости - ломаной линией.

Приведенные выше указания по определению значения DD_о в равной степени распространяются как на конденсационные, так и на теплофикационные турбоагрегаты.

Ниже рассматривается физическое содержание относительного прироста расхода свежего пара.

Мощность турбоагрегата при конденсационном режиме, заданных параметрах и расходе свежего пара D_о в общем виде может быть выражена как

N_т(и) = D_о(и)   - SD.    (1.8)

При новом значении расхода свежего пара (D_о(и) + DD_о) мощность турбоагрегата составит:

(N_т(и) + DN_т) = (D_о(и) + DD_о) ( + D) ´

´  -

- (SD + dSD).                                                   (1.8¢)

В выражениях (1.8) и (1.8¢) принято:

 - располагаемый теплоперепад на турбину в целом от состояния пара перед стопорным клапаном до давления в конденсаторе Р₂;

 - внутренний относительный КПД турбины в целом при исходном значении D_о(и);

D - изменение внутреннего относительного КПД турбины в целом при переходе с D_о(и) на (D_о(и) + DD_о);

D_рег(и), (D_рег(и) + DD_рег) - расход пара в регенеративный отбор соответственно при исходном значении D_о(и) и новом (D_о(и) + DD_о);

, ( + D) - использованные теплоперепады отсека проточной части турбины от точки отбора пара на регенерацию до последней ступени включительно (до давления пара в конденсаторе), соответственно при исходном значении D_о(и) и новом (D_о(и) + DD_о);

dSD - изменение суммарных потерь мощности турбоагрегата при переходе с N_т(и) на (N_т(и) + DN_т).

Обозначив (1 - ) = ;

(1 - ) =

и приняв (с достаточной точностью в конечных результатах)

 = , после алгебраических преобразований получим:

DN_т = (N_т(и) + DN_т) - N_т(и) = DD_о (1 - )  ´

´ ,                              (1.9)

а Dd_о =  = , (1.10)

где  - относительный прирост суммарных потерь мощности (механических и электрических) на единицу изменения внутренней мощности (N_i) турбоагрегата.

Как видно из выражения (1.10), относительный прирост расхода свежего пара  зависит в основном от располагаемого теплоперепада на турбину  (от начальных параметров свежего пара до давления пара в конденсаторе), уровня внутреннего относительного КПД турбины , а также от влияния изменения внутреннего относительного КПД турбины на ее мощность при изменении расхода свежего пара

Обозначив сомножитель  = А,

получим:

Dd_о = ,                                 (1.10¢)

При условии сохранения неизменным количества отпускаемого тепла Q_отб = const относительный прирост расхода свежего пара будет зависеть также и от влияния на мощность турбины изменения расхода пара в отбор в случае отклонения энтальпии отбираемого пара. В этом случае сомножитель А в выражении (1.10¢) может быть представлен как

А = ,

где D_отб(и) - количество отбираемого пара (при исходных условиях);

Di_отб - изменение энтальпии отбираемого пара;

i_отб(и),  - энтальпия соответственно отбираемого пара и возвращаемого в схему конденсата отобранного пара.

О коэффициенте К₁ будет сказано далее.

Ниже приводятся примеры, поясняющие физическую сущность определения поправки к расходу свежего пара через относительный прирост мощности.

При отклонении начальных параметров свежего пара и давления пара в конце процесса его расширения в проточной части турбины поправка к мощности (при условии D_о = const) в общем виде будет определяться изменением использованного теплоперепада на турбину Dh_i. Например, для конденсационной турбины эта поправка может быть выражена в виде

DN_т = ,

или, поскольку суммы произведений S(D_рег) и S(D_рег(и)), как показывают расчеты, практически равны

DN_т = ,                                      (1.11)

где S(D_рег(и)), S(D_рег) - сумма произведений расхода пара в регенеративный отбор на использованный теплоперепад группы ступеней от точки отбора до последней ступени включительно соответственно при исходных и измененных параметрах пара перед турбиной.

Поправка к расходу свежего пара для сохранения исходного значения мощности турбоагрегата в этом случае составит

DD_о = Dd_оDN_т =  =

= D_о(и) .                                                (1.11¢)

Как видно из выражения (1.11¢), в рассмотренном случае поправка DD_о пропорциональна отношению изменения использованного теплоперепада к использованному теплоперепаду на турбину в целом (при исходных параметрах пара перед турбиной) и обратно пропорциональна сомножителям (1 - ) и А.

При дополнительном отпуске тепла (пара) от турбины или подводе его в тепловую схему турбоагрегата поправка к мощности турбины (при D_о = const) в общем виде будет в основном зависеть от изменения расхода пара через соответствующие отсеки проточной части турбины. Например, при дополнительном отпуске тепла (пара) от турбины поправка к внутренней мощности может быть выражена как

DN_i = ,

а к мощности турбоагрегата -

DN_т = ,

где DD_отс - значение, на которое изменился расход пара через отсек проточной части турбины, включающий ступени турбины от точки отбора пара до последней ступени включительно. В данном случае это количество по абсолютному значению равно количеству отобранного пара (DD_отс = -DD_отб);

 - использованный теплоперепад отсека проточной части турбины от параметров пара в точке отбора до параметров за последней ступенью включительно (в конденсаторе);

К₁ - коэффициент, учитывающий влияние на мощность возможных вторичных изменений расходов пара через отсеки из-за изменения режима работы регенеративных подогревателей при осуществлении дополнительного отпуска тепла, а также изменения теплоперепада на последнюю ступень турбины.

Поправка к расходу свежего пара для сохранения исходного значения мощности турбоагрегата в данном случае составит:

DD_о = Dd_оDN_т =  =

= DD_отб .                                       (1.12)

или

DD_о = DD_отб ,                                (1.12¢)

где  - использованный теплоперепад на турбину в целом при исходных значениях .

Как видно из выражения (1.12¢), в рассмотренном случае при дополнительном отпуске тепла (пара) от турбины поправка к расходу свежего пара (для сохранения исходного значения N_т) определяется как количеством дополнительно отпущенного пара, так и отношением использованных теплоперепадов отсека турбины от точки отбора пара до последней ступени включительно к средневзвешенному теплоперепаду турбины в целом. Это, в общем, тождественно определению поправки с помощью «коэффициентов ценности отбираемого пара (тепла)».

На практике в ряде случаев значение DD_о для конденсационных, теплофикационных турбин, а также турбин с противодавлением (при режиме D_отб = 0) определяется по имеющемуся значению SDN_т из соотношения  =  или DD_о = D_о . Это справедливо, если на рассматриваемом участке зависимость D_о = f(N_т) представляется прямо пропорциональной, т.е. значения D_хх = 0, а D_о = d_оN_т (где Dd_о = d_о). В противном случае появится ошибка в поправке, равная D_хх , поскольку

 =  и DD_о = D_хх  + Dd_о SDN_т.

Однако, как было показано ранее, истинное значение DD_о = Dd_о SDN_т.

Ошибка находится в прямой взаимосвязи со значением D_хх, и в отдельных случаях - для турбин с противодавлением и теплофикационных, а также конденсационных с дроссельным парораспределением - эта ошибка может быть существенна.

При определении значения DD_о для сохранения исходных значений N_т и Q_отб(D_отб) в случае дополнительного отпуска тепла (пара) от турбины или подвода его от внешнего источника в схему турбоагрегата широкое распространение на практике получил так называемый коэффициент ценности отбираемого пара (тепла), представляющий в общем виде отношение соответственно

 = x и  = x¢

или DD_о = xDD_отб, DQ_о = x¢DQ_отб.

Сущность «коэффициента ценности отбираемого пара (тепла)» поясняется ниже.

При исходных, номинальных условиях без дополнительного отбора пара (тепла) мощность конденсационного турбоагрегата может быть выражена как

N_т(и) =  - SD

или

N_т(и) =  - SD.                               (1.13)

При дополнительном отпуске пара DD_отб, но неизменном исходном значении D_о(и) мощность турбины уменьшится. Для восстановления исходного значения N_т(и) необходимо расход свежего пара на турбину изменить на искомое значение DD_о. При этом выражение мощности турбоагрегата через расход пара и теплоперепады для случая D_отб = D_отс может иметь вид

N_т = N_т(и) =  -

-  - SD

или

N_т = N_т(и) =  -

-  - SD.                                        (1.13¢)

Принимая без существенного ущерба в точности конечного результата  =  и осуществляя необходимые алгебраические преобразования после приравнивания выражений (1.13) и (1.13¢), получим:

 =  = x,                (1.14)

или

 =  = x,       (1.14¢)

или

 =  = x,                                          (1.14²)

Как видно из выражений (1.14¢) и (1.14"), значение «коэффициента ценности отбираемого пара (тепла)» зависит в основном от отношения  или  при заданном значении D_о, а также от изменения D(D) при переходе с D_о на D_о + DD_о.

При сопоставлении формулы (1.12¢) для подсчета значения DD_о через Dd_о(DD_о = Dd_оDN_т) для случая дополнительного отпуска пара (тепла) от турбины с выражением (1.14") видна их полная идентичность.

Однако в существующих в настоящее время методах определения «коэффициентов ценности отбираемого пара (тепла)» для практических расчетов величиной D(D) пренебрегают. Такое допущение может быть оправдано (не приведет к существенным неточностям в конечном результате) при относительно небольших значениях DD_о и пологом протекании зависимости  = f(D_о). Оценить заранее влияние этих факторов на конечный результат не всегда представляется возможным. Поэтому в рассмотренном случае (при дополнительном отпуске (подводе) пара, тепла) определение поправки DD_о через относительный прирост Dd_о предпочтительнее, так как более полно учитывает влияние необходимых факторов без предварительного их анализа.

«Коэффициент ценности отбираемого пара (тепла)» в частном случае, когда изменениями значения [(Di_о - D) + К_пп (Di²_пп - Di¢_пп)] пренебрегают, может быть определен как

x¢ =  = x.

Подставляя в формулу (1.4) DD_о = Dd_оSDN_т, получим в общем виде:

DQ_э = D_о(и) [(Di_о - D) + К_пп (Di²_пп - Di¢_пп)] +

+ Dd_оSDN_т [(i_о(и) - ) + К_пп (i²_пп(и) - i¢_пп(и))] +

+ Dd_оSDN_т [(Di_о - D) + К_пп (Di²_пп - Di¢_пп)],                             (1.15)

или, принимая для упрощения Dd_о » Dd_о(и),

DQ_э (DQ_о) = D_о(и) [(Di_о - D) + К_пп (Di²_пп - Di¢_пп)] +

+ Dq_о(и)SDN_т +dDq_о(и)SDN_т.                                                   (1.15¢)

В частном случае, когда энтальпия свежего пара и пара после промперегрева, а также зависимости i¢_пп = f(D_о) и  = f(D_о) не изменяются или сохраняется равенство Di_о = D и Di²_пп = Di¢_пп,

DQ_э (DQ_о) = Dq_о(и)SDN_т.                                              (1.15²)

При подсчете поправок к расходу свежего пара DD_о и тепла DQ_о (DQ_э) по заданным SDN_т, Dd_о, Dq_о обращает на себя внимание то, что значение DD_о во всех случаях изменения условий работы, параметров пара может подсчитываться как DD_о = Dd_оSDN_т. В то же время поправка к расходу тепла по аналогичного вида формуле DQ_э (DQ_о) = Dq_оSDN_т может определяться только в частном случае, о котором было сказано выше.

Во всех других случаях необходимо учитывать влияние на расход тепла также изменения соответствующих энтальпий пара (воды), т.е. поправку к расходу тепла в абсолютных значениях следует определять по формулам (1.4) или (1.15¢), а в относительных единицах - по формулам (1.5) - (1.5"¢).

1.2. К подсчету поправок к мощности турбоагрегата при D_о = const, Q_отб(D_отб) = const

Суммарная поправка к мощности турбоагрегата в общем виде может содержать отдельные поправки, отражающие изменение использованных теплоперепадов на группы ступеней (отсеки) или турбину в целом и отклонение расходов пара через отдельные отсеки проточной части при изменении того или иного условия работы турбоагрегата и параметров пара и может быть записана как

SDN_т = SD + SD

или в соответствии со сложившейся практикой в более развернутой форме

SDN_т = D + D + D + D + D + D + D + D + D + D + D + D + D,

где D, D, D, D, D, D - поправки на отклонение соответственно давления и температуры свежего пара, температуры пара после промперегрева, давления в регулируемых производственном и теплофикационном отборах и давления отработавшего пара;

D, D, D - поправки на отклонение соответственно расхода и нагрева в ПВД питательной воды и нагрева в ПНД основного конденсата;

D - поправка на дополнительный отбор пара от турбины или прием пара (тепла) от постороннего источника;

D, D - поправки на дополнительное изменение соответственно расхода пара через отсеки проточной части турбины и использованного теплоперепада отсеков (группы ступеней) из-за отклонений условий помимо упомянутых выше;

D - поправка на изменение потерь с выходной скоростью на последней ступени проточной части турбины.

Указанные поправки, как правило, определяются с помощью специальных расчетов. Экспериментальным путем определяются лишь поправки на отклонение давления пара в конденсаторе (D) и в некоторых случаях на отклонение давления пара в регулируемых отборах (D, D).

Для сокращения объема работ при расчетах поправок без существенного ущерба в точности конечного результата целесообразны определенные допущения, которые рассматриваются ниже либо которые очевидны при применении формул, рекомендуемых для расчетов.

Подробные указания по расчету каждой поправки к мощности будут изложены далее в соответствующих разделах. Здесь лишь отмечаются общие моменты, характерные для большинства расчетов.

В тех случаях, когда в процессе расчета первоначально определяется поправка к внутренней мощности DN_i, переход к поправке к мощности турбоагрегата DN_Т осуществляется по формуле

DN_Т = DN_i - dS или DN_Т = DN_i .                         (1.16)

В практических расчетах поправок с достаточной точностью можно принять  = 0,01 для всего диапазона нагрузок. В этом случае

DN_Т = DN_i (1 - 0,01) = DN_i 0,99.                                          (1.16¢)

При расчетах поправок к мощности турбоагрегата (отсека) на отклонение начальных параметров пара, в частности, целесообразны следующие допущения.

Мощность турбоагрегата без регулируемых отборов пара при исходных начальных параметрах пара может быть выражена как

N_т(и) = ;

при изменившихся параметрах пара

N_т = .

Изменение мощности турбоагрегата (поправка к мощности) составит

DN_т = N_т - N_т(и) =

или DN_т = ,

где Dh_i - изменение использованного теплоперепада на турбину (от состояния пара перед турбиной до давления пара в конденсаторе);

S(D_рег), S(D_рег(и)) - сумма произведений расхода пара в регенеративный отбор на соответствующий использованный теплоперепад группы ступеней (отсека) от точки отбора пара до последней ступени включительно соответственно при изменившееся и исходных начальных параметрах пара.

Как показывают расчеты, при отклонении начальных параметров пара произведение D_рег и, следовательно, сумма этих сомножителей изменяются весьма несущественно, поскольку отклонение энтальпии пара в точках отборов в общем приводит к противоположным изменениям значений D_рег и  практически в одинаковом размере. Например, при отклонении температуры свежего пара на 20 °С (для конденсационной турбины без промперегрева) разница

[S(D_рег) - S(D_рег(и))]

составляет 0,2 - 0,3 % S(D_рег(и)). Если не учитывать этого значения неточность в конечном результате будет не более 0,03 - 0,04 %. Поэтому в дальнейших расчетах целесообразно принять

S(D_рег) = S(D_рег(и)).

В этом случае

DN_т =

или

DN_т = .                                                  (1.17)

Для турбоагрегатов, имеющих зависимости расхода свежего пара от мощности (конденсационные турбины и теплофикационные, работающие на конденсационном режиме), более удобным считается выражение поправки к мощности в относительных единицах (% или в долях):

 =  = ,                      (1.17¢)

а при постоянстве внутреннего относительного КПД турбины -

 = ,                                         (1.17²)

Как показывают расчеты, выражение (1 - ) для различных турбоагрегатов (исключая турбины с противодавлением) зависит в основном от давления пара в верхнем регенеративном отборе (от уровня температуры питательной воды за ПВД), а конструктивные особенности турбины влияют на это значение несущественно.

Для турбин с противодавлением выражение (1 - ) связано в определенной степени также и со значением противодавления.

На рис. 2 приведены зависимости усредненных (для различных типов турбин) значений выражения (1 - ) от давления пара в 1 верхнем регенеративном отборе пара, которые могут быть использованы при расчетах поправок. Для турбин типа Р в случае отличия противодавления от указанных на рис. 2 значений выражение (1 - ) определяется с помощью интерполирования.

Для турбин с регулируемыми отборами пара типов Т, П и ПТ мощность при исходных начальных параметрах пара в общем виде составит

N_т(и) = ,

где  - использованный теплоперепад от параметров регулируемого отбора до параметров за последней ступенью турбины (в конденсаторе),

а при изменившихся параметрах пара

N_т = .

Изменение мощности турбоагрегата (поправка) при условии, что

D_отб = const,  = К₁; S(D_рег) = S(D_рег(и)),  = 0,99 и  =  + D, составит

DN_т = N_т - N_т(и) =

или

DN_т = D_о(и)D) .                          (1.18)

Для сохранения постоянного отпуска тепла из регулируемых отборов при отклонении начальных параметров пара расход пара регулируемого отбора должен измениться на значение

DD_отб = .

Рис. 2. Зависимость выражения (1 - ) от давления пара в верхнем (1) регенеративном отборе Р₁:

1 - в режиме противодавления;

2 - в конденсационном режиме

При работе турбоагрегата по электрическому графику изменение расхода пара в регулируемый отбор при неизменном значении D_о будет обеспечиваться соответствующим изменением расхода пара через отсеки проточной части турбины, расположенные за регулируемым отбором пара. Поправка к мощности турбоагрегата в этом случае может быть выражена как

DN_т = {D_о(и) D - [S[(D_отб(и) + DD_отб)( + D)К₁] - SD_отб(и))]}.

После соответствующих алгебраических преобразований и с учетом, что значение произведения величин DD×Dh_i×К пренебрежимо мало, получим:

DN_т = D_о(и)D  - S(DD_отбК₁) .                                                                                                                                            (1.18¢)

Для турбин с регулируемыми отборами пара в приведенных выше формулах под изменением использованного теплоперепада на турбину в целом (D) подразумевается сумма изменений использованных теплоперепадов отсеков (частей) проточной части турбины, на которые условно разделена вся проточная часть турбины. Количество отсеков (частей) определяется как n + 1, где n - число регулируемых отборов пара. Под изменением теплоперепада от точки регулируемого отбора до последней ступени турбины (D) подразумевается сумма изменений использованных теплоперепадов отсеков (частей), расположенных за рассматриваемым регулируемым отбором пара.

Например, для турбины с регулируемыми производственным и теплофикационным отборами пара

D = Dh_iчвд + Dh_iчсд + Dh_iчнд;

для производственного отбора пара

D = Dh_iчсд + Dh_iчнд;

для теплофикационного отбора

D = Dh_iчнд.

В данном примере турбина условно разделена на три отсека: часть высокого давления (ЧВД) включает в себя проточную часть от стопорного клапана до регулируемого производственного отбора пара; часть среднего давления (ЧСД) - проточную часть от камеры производственного регулируемого отбора пара до теплофикационного регулируемого отбора пара; часть низкого давления (ЧНД) - от камеры регулируемого теплофикационного отбора пара до последней ступени включительно.

Для турбин с одним регулируемым отбором пара разделение будет следующее: ЧВД - от стопорного клапана до регулируемого отбора пара и ЧНД - от регулируемого отбора пара до последней ступени включительно.

При наличии характеристик (отдельных отсеков или частей) турбины, расположенных за регулируемыми отборами пара) зависимости внутренней мощности отсека от расхода пара на входе в него, по которым можно определить относительный прирост расхода пара по мощности Dd_отс = , последний член в выражении (1.18¢) может быть представлен в виде

 = S.

В этом случае в общем виде

DN_т =  - S.             (1.18²)

Для турбин с двумя регулируемыми отборами пара

S =  +

DN_т =  -

-  - .                                           (1.18²¢)

В ряде случаев, когда отсутствуют данные по внутреннему относительному КПД отсеков (частей) турбины для расчета значения D, целесообразно поправку к мощности и для турбин с регулируемыми отборами пара выразить в относительных единицах . Представив N_т в виде

N_т = ×h_эм

и обозначив

 = а,  = b,

после алгебраических преобразований получим:

при D_отб = const

 = ;                                (1.19)

при Q_отб = const

 =  - S(DD_отбb)   (1.19¢)

или

 =  - .      (1.19²)

Коэффициент b при отсутствии данных для его прямого вычисления может быть определен из диаграммы режимов турбины с учетом выражения (1.12¢), принимая при этом  =  и, без существенной неточности в конечном результате, А = 1 (см. разд. 1.5).

Коэффициент а можно представить в виде

а =  =

или при практическом равенстве  = ,  =

а = b(1 - ) = ,                                        (1.20)

где ,  и ,  - располагаемые теплоперепады соответственно при изменившихся и исходных параметрах пара; с индексом ( - Р₂) - от состояния пара перед соплами I ступени за камерой отбора до состояния в конденсаторе, с индексом ( - Р₂) - от состояния пара перед соплами I ступени турбины до состояния в конденсаторе.

Для турбины с двумя регулируемыми отборами пара типов П и Т:

 =  +  и  =  +  - для отбора П;

 =  и  = - для отбора Т;

 =  + а_т.

Располагаемые теплоперепады определяются по is-диаграмме в соответствии с заданными условиями и изменениями начальных параметров пара (см. рис. 3, в). Выражение (1 - ) может приниматься по рис. 2, если известны значения давлений пара в 1 регенеративном отборе.

Как видно, значение поправки к мощности турбоагрегата при отклонении начальных параметров пара и D_о = const пропорционально изменению использованного теплоперепада на турбину (отсек) Dh_i. Анализ показывает, что основными составляющими, формирующими это изменение при переходе со значений Р_о(и) (), t_о(и) () на новые Р_о (), t_о (), являются изменения:

а) располагаемого теплоперепада турбины (отсека) D, определяемого от состояния пара перед соплами 1-й ступени турбины (отсека) D по средневзвешенному давлению пара (перед соплами 1-й ступени)  и начальной энтальпии пара i_o;

б) потерь от влажности пара - для доли теплоперепада, расположенного ниже линии Х = 1 (где Х - степень сухости пара) D;

Рис. 3, а. Определение теплоперепадов в зоне перегретого пара

Рис. 3, б. Определение теплоперепадов на конденсационную турбину

Рис. 3, в. Определение теплоперепадов на отдельные отсеки турбины типа ПТ

Рис. 3, г. Определение теплоперепадов на отдельные отсеки турбины типа ПТ

Рис. 3, д. Определение теплоперепадов на турбину с промперегревом пара

в) КПД регулирующей 1-й ступени турбины (отсека) за счет отклонения параметра , вследствие изменения располагаемого теплоперепада на эту ступень D,

где u - окружная скорость вращения рабочего диска регулирующей ступени;

с_о - теоретическая скорость истечения пара из сопл регулирующей ступени.

Принимая во внимание сказанное в пп. б и в, а также что  = , можно записать

 =  +  + ,                            (1.21)

где  и  - поправки, учитывающие влияние на значение D изменения соответственно потерь от влажности пара и КПД регулирующей ступени (за счет изменения параметра ).

При практических расчетах, когда изменения давления и температуры пара перед соплами 1-й ступени вызывают также изменение потерь от влажности пара, удобнее изменение располагаемого теплоперепада турбины (отсека) и значения потерь от влажности определять одновременно, т.е. представляя, что

 =  + .                                      (1.22)

Если процесс расширения пара протекает полностью в зоне перегретого пара, при расчетах поправок целесообразно пользоваться соотношением

 =  + ,                                      (1.23)

а в случаях, когда изменение располагаемого теплоперепада на регулирующую ступень несущественно, принимать D = 0.

Методика определения значений

,  и  приводится в разд. 1.4.

1.3. К подсчету поправок к мощности теплофикационного турбоагрегата при работе его по тепловому графику при Q_отб = const

При работе теплофикационных турбин по тепловому графику заданной является тепловая нагрузка отборов - количество отпускаемого от турбины тепла или (реже) количества отбираемого пара. В этом случае отклонение тех или иных условий работы турбоагрегата, параметров пара перед турбиной и регулируемых отборов при неизменном расходе свежего пара на турбину может привести к изменению как мощности турбоагрегата, так и количества отпускаемого тепла (пара). Для сохранения неизменной заданной тепловой нагрузки отборов необходимо соответствующее изменение расхода свежего пара. Таким образом, при отклонении условий работы, параметров пара поправки будут вноситься к значениям мощности и расхода свежего пара (тепла). В общем виде поправка к расходу свежего пара на турбину будет составлять

SDD_о= S,                                                    (1.24)

а поправка к мощности турбоагрегата будет определяться двумя составляющими, учитывающими изменение мощности вследствие:

- изменения условий, параметров пара без корректировки мощности на возможные отклонения количества отпускаемого тепла (пара) DN_т(1);

- изменения расхода свежего пара для обеспечения неизменного количества отпускаемого тепла (пара) DN_т(2).

SDN_т = DN_т(1) + DN_т(2).

Выражение (1 - ) учитывает связь DD_отб с DD_о; коэффициент  = , где SD_рег - сумма расходов пара на регенеративные подогреватели из отсека проточной части от стопорного клапана до рассматриваемого регулируемого отбора (включая расход пара на регенеративный подогреватель, подключенный к регулируемому отбору).

Рис. 4. Зависимость выражения (1 - ) от давления пара в верхнем (1) регенеративном отборе Р₁:

, ,  - энтальпии питательной воды (основного конденсата) на входе в первый (по ходу воды) регенеративный подогреватель турбины (отсека)

При отсутствии прямых данных для расчета выражения (1 - ) его можно определить по рис. 4, если известны давления пара в 1 регенеративном отборе пара и температура конденсата (питательной воды), поступающего в регенеративный подогреватель, подключенный к рассматриваемому регулируемому отбору или к первому (по ходу конденсата, воды) подогревателю, относящемуся к данному отсеку.

При отклонении начальных параметров пара поправка к мощности в относительных единицах при работе турбоагрегата по тепловому графику и неизменном расходе тепла в отбор в общем виде может быть выражена как

 =   - S.  (1.25)

Для турбин типа Р

 =  - .                           (1.25¢)

В выражениях (1.25) и (1.25¢) D и D - относительные приросты расхода пара на входе на единицу мощности соответственно отсека турбины от стопорного клапана до рассматриваемого регулируемого отбора и турбины в целом; сомножитель (1 - ) учитывает расходы пара на регенеративные подогреватели, относящиеся к данным отсекам турбины.

Значения D и D принимаются по зависимостям N_iотс = f(D_отс) и N_т = f(D_о), построенным либо по результатам тепловых испытаний, либо по данным теплового расчета турбины (отсека). Кроме этого, с достаточной точностью значения D могут быть найдены из диаграммы режимов турбины (см. разд. 1.6).

1.4. К определению отношений ,  и  при расчете поправок на отклонение начальных параметров пара

Под термином «начальные параметры пара» здесь и далее подразумеваются либо давление и температура свежего пара перед стопорным клапаном турбины (Р_о, t_о), либо давление и температура (энтальпия) пара перед регулирующим паровпуск органом отдельного отсека (части) турбины (Р_отб, t_отб, i_отб).

Для конденсационных турбин без промперегрева пара или отдельных отсеков (частей) теплофикационных турбин и турбин с промперегревом пара процесс расширения пара заканчивается в области влажного пара.

При изменении начальных параметров пара происходит изменение располагаемого теплоперепада на турбину (отсек) и смещение процесса расширения пара в область большей или меньшей влажности пара, что приводит к увеличению или уменьшению потерь энергии пара от его влажности, т.е. к изменению его работоспособности.

В настоящих Методических указаниях учет изменения располагаемого теплоперепада и потерь от влажности рекомендуется осуществлять одновременно по формуле

 =  =

= ,                                   (1.26)

где , ,  и  - использование теплоперепады турбины (отсека) по предварительно принятому процессу расширения пара соответственно от состояния пара перед соплами 1-й ступени турбины (отсека) до пересечения линии расширения пара с линией степени сухости пара х = х₁ = 1 и от этой точки до точки пересечения с линией х = х₂ при новых и исходных начальных параметрах пара (см. рис. 3, а - 3, д).

Процесс расширения пара в турбине (отсеке) строится в is-диаграмме на основании принимаемых значений КПД  = . Начальная точка процесса определяется пересечением линий i = i_o и Р = , конечная - пересечением линий энтальпии пара i = i_x2 и степени сухости х = х₂ в конце процесса расширения. Значение i_x2 находится по выражению

i_x2 = i_o - ,

где  = i_o - i_2t - располагаемый теплоперепад;

i_2t - энтальпия пара в конце теоретического процесса расширения пара, определяемая пересечением линии энтропии пара по состоянию пара перед соплами 1-й ступени  с лилией давления пара в конце процесса расширения - давления отработавшего пара Р = Р₂.

Заданный процесс расширения пара представляется прямой линией, соединяющей начальную и конечную точки процесса.

В точке пересечения линии расширения пара с линией х = х₁ = 1 находится энтальпия пара i_x1.

Определяются теплоперепады при исходных параметрах пара в зоне перегретого пара

 = i_o(и) - i_х1(и).

и в зоне влажного пара

 = i_х1(и) - i_х2(и),

а также при новых параметрах пара соответственно

 = i_o - i_х1,  = i_х1 - i_х2.

Если процесс расширения пара в турбине (отсеке) происходит полностью в области перегретого пара, при расчете поправок учитывают изменение располагаемых теплоперепадов от состояния пара перед соплами 1-й ступени турбины (отсека)

 =  =  - 1.                      (1.26¢)

На рис. 3, а - 3, д иллюстрируется нахождение необходимых теплоперепадов для расчета поправок с использованием is-диаграммы. При этом принято, что  =  и Р₂ = Р_2(и).

Однако возможны случаи, когда эти давления при исходных и измененных начальных параметрах пара могут быть и не равны.

На рис. 3, в иллюстрируется определение необходимых теплоперепадов теплофикационной турбины с двумя регулируемыми отборами пара типа ПТ.

Относительное изменение теплоперепада для турбин этого типа составит:

 =  - 1,

где

h_iчвд = (i_o - i_2tчвд) ; i_2чвд = i_o h_iчвд;

h_iчсд = (i_2чвд - i_2tчсд) ; i_2чсд = i_2чвд - h_iчсд;

h_iчнд(х) = (i_2чсд - i_2tчнд) ; i_2чнд = i_2чсд - h_iчнд(х);

h_iчнд = (i_2чсд - i_х1) + (i_х1 - i_2чнд).

Аналогично определяются теплоперепады и для исходных условий (с индексом и).

Давления  и  находятся по зависимостям  = f() и  = f() конкретных турбин, а при их отсутствии используются аналогичные зависимости однотипных турбин (с однотипным регулированием паровпуска в отсек), представленные в относительных единицах:

 = f ;  = f .

Значения КПД ЧВД, ЧСД, ЧНД (от состояния пара перед соплами 1-й ступени) принимаются постоянными при изменениях параметров свежего пара и равными соответственно 0,80 - 0,83; 0,75 - 0,85; 0,70 - 0,80 (большие значения - при больших расходах пара на входе в отсек).

Расчет влияния на основную поправку изменения внутреннего относительного КПД регулирующей ступени турбины (отсека) сводится к определению отношения

 = ,

где DN_р.ст - изменение мощности регулирующей ступени только за счет отклонения ее КПД, которое определяется как

DN_р.ст = ,                                 (1.27)

где h_{о.р.ст(и)} - располагаемый теплоперепад на регулирующую ступень при исходных параметрах пара , i_о(и), Р_р.ст(и);

Dh_oi(р.ст) - изменение внутреннего относительного КПД регулирующей ступени за счет отклонения параметра  при изменении располагаемого теплоперепада на данную ступень при переходе с исходных на новые параметры пара (, i_о).

Для определения значения Dh_oi(р.ст) необходимы зависимости h_oi(р.ст) = f() или при заданных соответствующих геометрических параметрах ступени и скорости вращения ротора турбины h_oi(р.ст) = f(h_о.р.ст).

На рис. 5, а и 5, б иллюстрируются зависимости внутреннего относительного КПД одновенечной, а на рис. 6 - двухвенечной регулирующих ступеней от располагаемого теплоперепада на ступень, построенные на основании специальных расчетов. Эти зависимости могут быть использованы для оценки изменения КПД Dh_oi(р.ст) при отклонениях h_о.р.ст.

Как видно из графиков, наиболее резкое изменение КПД регулирующей ступени наблюдается при отклонениях перепадов от оптимального значения в сторону уменьшения.

1.5. К определению коэффициента в по диаграмме режимов турбины

Сопоставляя выражение (1.12¢) с выражением в = , можно определить, что при А = 1 в = , т.е. данный коэффициент равен отношению изменения расхода свежего пара DD_о, к заданному изменению расхода пара в отбор DD_отб при сохранении неизменной мощности турбины N_т.

Рис. 5, а. Зависимость внутреннего относительного КПД одновенечной регулирующей ступени h_{oi р.ст} от теплоперепада на ступень h:

1 - a₁ = 12°, b₂ = 18°, r = 5 %, d = 0,9 м;

2 - a₁ = 12°, b₂ = 22°, r = 5 %, d = 0,9 м;

3 - a₁ = 12°, b₂ = 18°, r = 5 %, d = 1,0 м;

4 - a₁ = 12°, b₂ = 18°, r = 10 %, d = 0,9 м;

5 - a₁ = 16°, b₂ = 18°, r = 5 %; d = 0,9 м;

6 - a₁ = 16°, b₂ = 18°, r = 5 %, d = 1,0 м;

7 - a₁ = 16°, b₂ = 22°, r = 10 %, d = 0,9 м;

8 - турбина К-300-240 ЛМЗ с d = 1,01 м (по данным теплового расчета ЛМЗ)

Рис. 5, б. Зависимость внутреннего относительного КПД одновенечной регулирующей ступени h_{oi р.ст} от теплоперепада на ступень h:

1 -a₁ = 16°, d = 0,8м;

2 - a₁ = 16°, d = 1,0 м;

3 - a₁ = 16°, d = 1,1 м;

4 - a₁ = 12°, d = 1,335 м (ЧНД турбины ПТ-60-130/13 ЛМЗ)

На рис. 7 иллюстрируется определение коэффициента в по диаграмме режимов для теплофикационных турбин с одним и двумя регулируемыми отборами пара (типа П, Т и ПТ).

Рис. 6. Зависимость внутреннего относительного КПД двухвенечной регулирующей ступени h_{oi р.ст} от теплового перепада на ступень h

Рис. 7. Определение коэффициента в по диаграмме режимов:

а - турбина типов П и Т.

в_п(т) =  = ;

б - турбина типа ПТ:

для производственного отбора

в_п = ;

для теплофикационного отбора

в_т = .

Для турбины с одним регулируемым отбором пара по заданным значениям N_т(и), D_отб(и) по диаграмме режимов (см. рис. 7, а) определяется значение D_о(и), (движение по точкам 1 - 2 - 3). Затем, задаваясь новым значением расхода пара в регулируемый отбор D_отб при N_т(и), находим новое значение расхода свежего пара D_о (движение по точкам 2 - 4 - 5). Вычисляются

DD_о = D_о - D_о(и), DD_отб = D_отб - D_отб(и) и в_п(т) = .

Для турбины с двумя регулируемыми отборами пара по заданным значениям N_т(и), D_п(и), D_т(и). определяется значение D_о(и) (движение по точкам 1 - 2 - 3 - 4, рис. 7, б). Задаваясь новым значением D_п при N_т(и) и D_т(и), находим значение  (движение по точкам 1 - 2 - 3 - 5 - 6). Затем, принимая новое значение расхода пара в теплофикационный отбор D_т при D_п(и) и N_т(и), определяем значение расхода свежего пара D^п_о (движение по точкам 1 - 2 - 7 - 8 - 9).

Коэффициент в для производственного отбора равен

в_п = ;

для теплофикационного отбора

в_т = .

В случае, когда теплофикационный отбор на диаграмме режимов выражен в Гкал/ч, для нахождения коэффициента в следует от значения расхода тепла перейти к расходу пара в отбор в т/ч:

D_т = 10³;

и аналогичным образом определить необходимые значения и вычислить коэффициент в.

По рис. 8 находятся необходимые значения для расчетов коэффициента в для турбин с двойным теплофикационным отбором пара (турбины Т-50, Т-100, Т-175, Т-250) по диаграммам режимов двух типов (варианты 1 и 2).

В варианте 1 по заданным Q_т(и) (D_т(и)), N_т(и) и давлению в верхнем теплофикационном отборе Р_тв(и) определяется значение D_о(и) (движение по точкам 1 - 2 - 3 - 4 - 5). Принимая новое значение Q_т (D_т), при значении N_т(и) находим новое значение D_о (движение по точкам 6 - 7 - 8 - 9 - 10).

Далее определяется

в_т = 10^-3.

В варианте 2 для определения необходимых значений движение осуществляется по точкам 1 - 2 - 3 - 4 - 5 и 1 - 6 - 7 - 8 - 9.

Рис. 8. Определение коэффициента в для турбин Т-50, Т-100, Т-175, Т-250:

а - вариант 1;

б - вариант 2

1.6. К определению значения D по диаграмме режимов турбины

Относительный прирост расхода пара отсека турбины от стопорного клапана до рассматриваемого регулируемого отбора D может быть рассчитан с достаточной точностью по данным диаграммы режимов, на которых нанесены линии постоянных расходов пара на входе в часть (отсек) турбины, расположенной за регулируемым отбором (или на выходе из отсека, после которого осуществляется отбор пара). Например, для турбины с одним регулируемым отбором пара (типа П, Т) это расход на входе в часть низкого давления ЧНД , для турбин с двумя регулируемыми отборами пара - расход на выходе из части среднего давления .

На рис. 9, 10 иллюстрируется определение значения относительного прироста расхода пара D по диаграммам режимов турбин с одним и двумя отборами пара. Для турбины с одним отбором пара (типов П, Т) значение D определяется по изменению расхода пара при заданном изменении мощности турбины и движении по линии  = const, соответствующей N_т(и) и D_п(т)(и) (точки 2 - 5). Значения D_о(и) и D_о находятся (движением по точкам 1 - 2 - 3 и 4 - 5 - 6);

D = .

Для турбин с двумя регулируемыми отборами пара (типа ПТ) на диаграммах режимов, как правило, имеются линии  = const. Поэтому с достаточной точностью для расчета поправок значение D определяется с использованием этих линий, как указано выше. Значение D для теплофикационного отбора может быть найдено следующим образом. По заданным значениям D¢_п(и), N¢_т(и) находят значения  и D¢_о(и) (см. рис. 9) (движение по точкам 4 - 5 - 6); затем, задаваясь новым значением N_т (точка 7), в точке пересечения координаты N_т и линии D¢_п(и) (точка 8) находим новое значение , а в точке 9 - расход свежего пара D_о. Определяются значения изменений:

- расхода пара на выходе из ЧСД

D =  - ;

- мощности турбины при отпуске пара из теплофикационного отбора в количестве D = D_т как

Рис. 9. Определение относительных приростов расхода пара D, D, D:

а - турбины типов П, Т

D = ;

б - турбина типа ПТ;

для производственного отбора

D = ;

для теплофикационного отбора

D = ;

D_т =  -  = D

Рис. 10. Определение относительного прироста расхода пара D турбин Т-50, Т-100, Т-175, Т-250:

а - вариант 1: D = ; б - вариант 2: D =

Определение значений D_о(и) и D_о по заданным N_т(и) и N_т по диаграммам режимов турбин Т-50, Т-100, Т-175, Т-250 для расчета D производится в точках пересечения координат N_т с линией D_о = f(N_т) при работе по тепловому графику и заданном давлении в верхнем теплофикационном отборе Р_тв (см. рис. 10).

1.7. К выбору начальной точки процесса расширения пара в турбине при расчете поправок на отклонение начальных параметров

При расчете поправок на отклонение начальных параметров пара располагаемые теплоперепады предлагается определять по состоянию пара перед соплами 1-й ступени турбины (отсека), за регулирующим паровпуск органом (регулирующие клапаны, диафрагмы). Внутренний относительный КПД турбины (отсека) от состояния пара перед соплами 1-й ступени при изменении положения органов паровпуска, но неизменном расходе пара на входе в турбину (отсек) может изменяться по причинам, указанным в разд. 1.2. Отдельный последующий учет влияния этих причин на мощность турбины при расчете поправок делает возможным отношения  и  заменить соответствующими отношениями располагаемых теплоперепадов, т.е. принять

 = ;  =

Фиксируемыми и заданными начальными параметрами пара, как правило, являются давление и температура свежего пара - перед стопорным клапаном турбины, температура пара после промперегрева - перед отсечными клапанами турбины, давление и температура (энтальпия) пара в камере регулируемого отбора - перед регулирующим паровпуск органом отсека (части).

Поэтому для расчета поправок необходимо иметь возможность при различных значениях D_о (D_отс) и заданных начальных исходных и отклоненных параметрах пара определить начальную точку процесса расширения пара в турбине (отсеке) - состояние пара перед соплами 1-й ступени с тем, чтобы при принятом значении Р₂ найти искомые изменения теплоперепадов на турбину (отсек).

Методика нахождения начальной точки процесса расширения рассматривается в разд. 2.

2. ПОДСЧЕТ ПОПРАВОК НА ОТКЛОНЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ СВЕЖЕГО ПАРА ПЕРЕД СТОПОРНЫМ КЛАПАНОМ ТУРБИНЫ ПРИ t_о = const

2.1. Поправка к мощности турбоагрегата при D_о = const

При расчетах поправки на отклонение Р_о для условия D_о = const необходимо рассматривать две зоны регулирования паровпуска - дроссельного и соплового, для которых получаются принципиально различные результаты при одном и том же отклонении Р_о.

При дроссельном регулировании паровпуска (при D_о = const, t_о = const) изменение значения Р_о приводит к весьма несущественному отклонению значения давления перед соплами 1-й ступени  за счет изменения температуры пара  (вследствие дросселирования пара в органах паровпуска при i_о = const);

 = ,

где                                                         =  + 273 °К.

При расчетах поправки для практических целей этим изменением можно пренебречь и считать, что располагаемый теплоперепад будет изменяться только за счет отклонения .

В зоне с сопловым регулированием паровпуска отклонение Р_о при условии D_о = const приводит к значительному изменению положения регулирующих клапанов и, следовательно, к изменению степени дросселирования пара в них, что, в свою очередь, приводит к изменению средневзвешенного значения давления пара перед соплами 1-й ступени .

При этом для заданных значений D_о, отклонение Р_о на одно и то же значение может дать различные отклонения .

В конечном результате при расчете поправок по отклонениям располагаемых теплоперепадов, определенных от состояния пара перед стопорным клапаном турбины, монет появиться существенная неточность, поскольку не во всех случаях выдерживаются соотношения:

 = ;  = .

Для более точных расчетов поправок в зоне соплового регулирования необходимо иметь зависимости  = f(D_о) при различных значениях Р_о (Р¢_о > Р_о(и) > Р²_о).

Средневзвешенное значение давления пара перед соплами 1-й ступени при заданных значениях Р_о рассчитывается на основании данных диаграммы парораспределения - графической зависимости давления пара перед соплами 1-й ступени каждого сегмента (за регулирующим клапаном) Р_кл и давления за 1-й ступенью (в камере регулирующей ступени) Р_р.ст от расхода свежего пара (на входе в отсек) при номинальных (исходных) параметрах пара. Первоначально для этих условий рассчитывают зависимость  = f(D_о). При этом следует иметь в виду, что при строгом расчете средневзвешенное значение давления  должно соответствовать средневзвешенному значению теплоперепада на регулирующую ступень

 = ,

где , ,  и , ,  - располагаемые теплоперепады на 1-ю ступень от состояния пара перед I, II и n-м - сегментами сопл и соответственно расходы пара через данные сегменты сопл.

Начальная точка в is-диаграмме при нахождении значения  для каждого сегмента сопл определяется пересечением линии i = i_о (соответствующей Р_о(и) и t_о(и)) и с линией Р = , а конечная - линий s = s_о(и) (энтропии) и Р = Р_р.ст.

Значения  и Р_р.ст находятся по диаграмме парораспределения для задаваемых значений D_o.

Расходы пара через сегменты сопл определяются либо непосредственно по зависимости D_сег(G_сег) = f(D_o) теплового расчета парораспределения, либо, в случае отсутствия этого графика, по диаграмме парораспределения следующим образом:

а) определяется расход через I сегмент сопл (или I + II или I + II + III сегменты при одновременном открытии соответствующих клапанов), принимая, что D_o =  (или D_o = , или D_o = ) - до точки начала открытия следующего клапана; в точке открытия  = D_o.

Далее с достаточной точностью

 = ,

если  > 0,546 и  = ,

если  £ 0,546.

Здесь , ,  - соответственно давление пара перед I (I + II или I + II + III) сегментом сопл, за соплами 1-й ступени - в камере регулирующей ступени, температура пара перед соплами сегмента, °К (по  и i_о) в точке, соответствующей началу открытия следующего клапана D_o = ,

, ,  - то же, но для задаваемого значения D_o > ;

б) определяется расход пара через II сегмент сопл, до точки начала открытия следующего клапана, как  = D_o - , в точке начала открытия клапана  = , далее - так же, как и для I сегмента - рассчитывают значения , задаваясь значением D_o;

в) производится расчет расходов для III и последующих сегментов таким же образом. Для последнего сегмента расход пара через него определяется как

 = D_o - S.

После определения  по is-диаграмме находится значение  в точке пересечения восходящего при s = const от линии Р = Р_р.ст отрезка, равного , с линией i = i_o, соответствующей исходным Р_о и t_о.

Расчеты показывают, что средневзвешенное значение давления пара перед соплами 1-й ступени, определенное по формуле

 = ,

существенно отличается от давления  только в зонах незначительного (менее чем на 1/3 по давлению) открытия регулирующих клапанов. При большем открытии клапанов эти давления практически совпадают.

Для определения значения давления пара перед соплами 1-й ступени при заданном отклонении  и заданном значении D_о производится пересчет зависимости  = f() из новое значение . Для этого следовало бы пересчитать диаграмму парораспределения на измененные условия и вновь описанным выше способом найти зависимость  = f() Однако, как показывают выполненные расчеты и анализ их результатов, с достаточной точностью зависимость  = f() можно получить непосредственным пересчетом исходной зависимости  = f() минуя пересчет диаграммы парораспределения и другие промежуточные расчеты.

Значения давлений и расходов определяются по следующим формулам:

- для конденсационных турбин и теплофикационных при конденсационном режиме

 =  и  = ;

- для турбин с противодавлением и регулируемыми отборами пара

 =  и  = ,

где Р_р - давление пара в регулируемом отборе пара или противодавление - для турбин типа Р.

Построив графические зависимости  = f() и  = f() для заданных отклонений Р_о (заданного отношения ), можно установить связь между заданными значениями  и Р_о и искомыми значениями ,  для интересующего значения D_о. Иллюстрация этого приводится на рис. 11, 12, 13 для конденсационной турбины, имеющей четыре сегмента сопл 1-й ступени (четыре регулирующих клапана).

Рис. 11. Средневзвешенное значение давления пара перед соплами 1-й ступени турбины в зоне соплового парораспределения при ,  > ,  <

Рис. 12. Давление пара за регулирующими клапанами (, , , ) и средневзвешенное значение давления пара перед соплами 1-й ступени ()

Рис. 13. Средневзвешенное давление пара перед соплами 1-й ступени турбины при ,  > ,  <

На рис. 12 представлены диаграмма парораспределения и средневзвешенное (по перепаду) значение давления пара перед соплами 1-й ступени при исходных параметрах пара, на рис. 13 - средневзвешенные значения давления ,  и  при значениях  = ,  =  >  и  =  < .

На рис. 13 линией 0 - 1 - 2 - 3 - 4 изображена зависимость  = f() при исходных параметрах пара, линией 0 - 1¢ - 2¢ - 3¢ - 4¢ - при  =  > , а линией 0 - 1² - 2² - 3² - 4² при  =  < .

Значения , ,  и  для построения рассматриваемых зависимостей получены как:

 = ,  = ;

 = ,  = .

Линиями 0 - 1, 0 - 1¢, 0 - 1" представлены зависимости  = f() при дроссельном регулировании, линиями 1 - 2 - 3 - 4, 1¢ - 2¢ - 3¢ - 4¢ и 1² - 2² - 3² - 4² - при сопловом регулировании паровпуска. Как видно, зона дроссельного паровпуска, находящаяся в пределах расходов пара 0 - D₀₁, при Р_о = Р_о(и), расширяется до значения D¢₀₁ = D₀₁ , если  =  > , и суживается до D²_о = D_о , если  =  < .

При заданных значениях D_о давление пара в этой зоне не зависит от изменения Р_о.

В зоне соплового регулирования связь между значениями Р_о и  при условии D_о = const неоднозначна: при одном и том же значении отклонения Р_о от Р_о(и) отклонения значений  различны.

В приложении 1 приведены графики средневзвешенных значений давления пара перед соплами 1-й ступени, которые могут быть использованы при расчете поправок для наиболее распространенных типов турбин отечественного производства. Эти графики построены при отклонении давления Р_о на ± 10 % от Р_о(и). Определение зависимости  = f(D_о) при меньших или больших отклонениях давления Р_о производится путем пересчета исходной зависимости  = f(D_о(и)) на новые условия рассмотренным выше методом.

2.1.1. Расчет поправки к мощности при дроссельном регулировании паровпуска

При дроссельном регулировании паровпуска давление пара перед соплами 1-й ступени при D_о (D_ст) = const практически не зависит от изменения давления пара перед стопорным клапаном (регулирующим паровпуск органом в отсек).

В этом случае располагаемый теплоперепад на турбину (отсек, цилиндр - при наличии промперегрева пара) будет изменяться незначительно вследствие отклонения температуры пара перед соплами 1-й ступени, а внутренние относительные КПД как регулирующей ступени, так и турбины (отсека, цилиндра) в целом (без потерь от влажности пара) практически останутся без изменения.

Для расчета поправки к мощности в этой зоне работы турбины задаются значениями расхода свежего пара для данной зоны: минимальным D_мин, средним D_о(сред) и максимальным D_{о макс} и, пользуясь зависимостью  = f(D_о), находят значения , , . Далее задаются значениями давления свежего пара  >  >  >  >  и по is-диаграмме в точках пересечений линий этих давлений с линией t = t_о(и) = const находят значения энтальпии , , , , , а в точках пересечений линий , ,  и найденных энтальпий - значения энтропий , , ,  и .

За давление отработавшего пара Р₂ принимается для:

- турбин без промперегрева пара - давление отработавшего пара в конденсаторе;

- турбин с промперегревом пара - давление за ЦВД, после которого пар направляется на перегрев, Р_2цвд;

- отсека - давление пара за отсеком турбины (в регулируемом отборе);

- турбин типа Р - противодавление.

Давление пара в конденсаторе может быть принято по характеристике конденсатора для условии постоянства расхода W и температуры охлаждающей воды при известных значениях D_{о мин}, D_о(сред), D_{о макс}, а давление пара за ЦВД - по зависимости Р_2цвд = f(D_о).

Для каждого заданного значения Р_о описанным в разд. 1.4 способом определяются тепловые перепады, рассчитываются отношения  или .

Поправки (%) определяются по следующим формулам:

- для конденсационных и теплофикационных турбин без промперегрева при отсутствии отбора пара

 =  =  = В×10²;                                 (2.1)

- для теплофикационных турбин при заданных значениях D_отб

 =  =  = В10²;         (2.1¢)

- для теплофикационных турбин при Q_отб = const

 =  =  +

+ [] = [В + Е]10².                     (2.1²)

При расчете поправок к мощности на отклонение давления свежего пара для турбин с промперегревом пара изменение теплоперепада ЦВД необходимо относить ко всему теплоперепаду на турбину, т.е. в формулах (2.1), (2.1¢) и (2.1") под отношением  подразумевается отношение  или ,

где ,  - теплоперепады на отсеки турбины (ЦВД и ЦСД + ЧНД) по состоянию пара соответственно перед соплами 1-й ступени ЦВД и на выходе из ЦВД (на промперегрев), перед отсечными клапанами ЦСД и в конденсаторе турбины.

Начальная точка теплоперепада ЦВД  (см. рис. 3, д) находится на пересечении линий Р =  и i = i_о(и), конечная - на пересечении линий Р = Р_{2(цвд)(и)} и . Теплоперепад  = i_о(и) - i_2tцвд. Начальная точка теплоперепада  ЦСД + ЧНД определяется пересечением линий Р = Р²_пп + Р_{о цсд(и)} и t = t²_пп = t_{о цсд(и)}.

Теплоперепад ЦСД + ЧНД вычисляется как

 = (i_{о цсд(и)} - i_х1(и)) + (i_х1(и) - i_2(и)).

Значения i_х1(и), i_2(и), х_2(и) определяются по методике, приведенной в разд. 1.4.

Давление пара за ЦВД (Р_2цвд(и)) и перед отсечными клапанами ЦСД (Р_{о цсд} = Р²_пп(и)) определяется по зависимостям соответственно Р_2цвд (Р¢_пп) = f(D_о) и Р_{о цсд} (Р²_пп) = f(D_о) согласно заданным значениям D_о.

Значения коэффициентов С, Д и Е, используемых при расчетах поправок, определяются по следующим формулам:

- для турбин с одним регулируемым отбором пара типа П или Т (включая турбины Т-50, Т-100 и т.д.):

С =  = ;

D =  = ;

Е = S = ;

- для турбин с двумя регулируемыми отборами пара типа ПТ:

С =  =  + ;

D =  =  + ;

Е = S =  + .

При расчетах поправок для условий Q_отб = const в приведенные формулы вместо отношения  может быть подставлено отношение .

При расчете поправок для турбин типа Р следует пользоваться формулой (2.1). Если процесс расширения происходит полностью в области перегретого пара, вместо отношения  следует использовать отношение . Расчет поправок рекомендуется выполнять для нескольких значений противодавления Р₂ = Р_пр ( >  > ).

2.1.2. Расчет поправки к мощности при сопловом регулировании паровпуска

В зоне соплового регулирования паровпуска изменение начального давления пара при D_о = const приводит к изменению давления пара перед соплами 1-й ступени  и располагаемого теплоперепада на турбину (отсек) преимущественно вследствие изменения располагаемого теплоперепада на регулирующую (1-ю) ступень. Поэтому при расчете поправки для этой зоны необходимо учитывать также и влияние на мощность изменения КПД регулирующей ступени ( = ).

Рекомендуется следующий порядок расчета значений отклонения теплоперепадов на турбину, отсек (, ).

Задаются значениями давления перед стопорным клапаном турбины (перед регулирующим органом отсека турбины)

 >  >  >  > .

Например,  = 1,1;  = 1,05,  = 0,95;  = 0,9.

На графиках, изображающих зависимости  = f(D_о) при Р_о =  = 1,1 и Р_о =  = 0,9, строят зависимости  = f(D_о) для давлений свежего пара  = 1,05 и  = 0,95 (данные для этого получаются путем пересчета исходной кривой  = f(D_о(и)) на эти условия).

Имея для давлений , , , ,  зависимости  = f(D_о),  = f(D_о),  = f(D_о),  = f(D_о),  = f(D_о), по заданным значениям D_о находят значения , , , , , причем в соответствующих зонах эти значения определяются для одного и того же значения D_о.

Значения D_о выбирают таким образом, чтобы для каждого заданного Р_о были зафиксированы характерные точки по  для каждого сегмента сопл: начало работы сегмента (начало открытия соответствующего регулирующего клапана); частичное открытие регулирующего клапана, при котором получается минимальное средневзвешенное значение давления пара перед соплами при работе рассматриваемого сегмента ; начало работы последующего сегмента (начало открытия последующего клапана); частичное открытие последующего регулирующего клапана и так до максимального открытия регулирующего клапана последнего сегмента сопл.

Например, на рис. 12 показаны зависимости  = f(D_о) при Р_о = ,  = 1,05 и  = 0,95 для случая соплового регулирования паровпуска двумя сегментами сопл. Точки 1, 2, 3, 4 и 5; 1¢, 2¢, 3¢, 4¢ и 5¢; 1", 2", 3", 4" и 5" являются характерными и должны быть обязательно учтены при выборе значений D_о. При расчете поправки для случая  = 1,05 значения  и  определяют при равных расходах D_о, соответствующих их значениям в точках 1¢, 2¢, 3, 4, 3¢, 4¢, 5, а значения  и  при  = 0,95 - в точках 1, 2, 3", 4", 3, 4, 5".

В точках пересечения линий заданных давлений Р = , Р = , Р =  с линией t =  по is- диаграмме находят значения энтальпий , , .

Начальная точка для определения значений теплоперепадов находится на пересечении соответствующих линий начальной энтальпии пара , ,  и давления пара перед соплами 1-й ступени , , .

Для каждого принятого значения D_о по is-диаграмме описанным в разд. 1.4 способом определяются теплоперепады:

- для исходных (номинальных) значений ,  (),  и заданных ,  (), ;

- для исходных и заданных значений , , , а также рассчитывается отношение  или .

Аналогичным способом определяются теплоперепады и рассчитываются их изменения для условий  = 1,1 и  = 0,9 .

Одновременно с расчетами изменений теплоперепадов на турбину (отсек) по is-диаграмме определяются располагаемые теплоперепады на 1-ю (регулирующую) ступень от начальной точки до давления в камере регулирующей ступени Р_р.ст при исходных (h_р.ст(и)) и измененных давлениях свежего пара (h¢_р.ст, h²_р.ст). Давление пара Р_р.ст определяется по зависимости Р_р.ст = f(D_о) при выбранных для расчета поправки значениях D_о.

По зависимости h_{oi р.ст} = f(h_р.ст) (рис. 5, а, 5, б, 6) применительно к соответствующему типу регулирующей ступени по значениям h_р.ст(и) и h¢_р.ст, h_р.ст(и) и h²_р.ст оценивается изменение КПД регулирующей ступени Dh_{oi р.ст}. Поправку к мощности DN_р.ст вследствие такого изменения КПД следует определять по формуле (1.27).

В приложении 2 представлены построенные по результатам специальных расчетов графики поправок к мощности турбины (отсека) ( или DN_р.ст) вследствие изменения КПД регулирующей ступени h_{oi р.ст} при отклонении давления свежего пара на ± 10 % номинального и условии постоянства расхода пара на турбину (отсек) практически для всех существующих основных типов турбин отечественного производства. Эти графики дают представление о значении данной поправки и характере ее зависимости от рассмотренных факторов, и они могут быть использованы при расчетах поправки к мощности турбоагрегата на отклонение давления свежего пара (перед отсеком). Для возможности определения значения рассматриваемой поправки при отклонении давления на значение, отличающееся от ± 10 %, принятых при построении графиков приложения 2, рекомендуется построить новые линии  = f или DN_р.ст = f для заданного (искомого) отклонения давления с использованием метода интерполяции. Необходимые значения для построения этих линий определяются как:

 = ;

D_о(DРо) = D_о

где  - значение поправки при отклонении давления пара на ± 10 % от исходного (номинального); определяется по упомянутой кривой поправок для заданных значений расходов пара D_о;

DР - заданное значение отклонения давления, для которого определяется поправка.

Поправки к мощности (в %) при отклонении начального давления пара в зоне соплового регулирования рекомендуется рассчитывать по формулам:

- для конденсационных и теплофикационных турбин без промперегрева пара при отсутствии отбора пара, а также турбин типа Р:

 =  = (В + )10²;                                (2.2)

- для теплофикационных турбин при заданных значениях D_отб = const:

 =  = (В + )10²;                            (2.2¢)

- для теплофикационных турбин при заданных значениях Q_отб = const:

 =  = (В +  + Е)10².                     (2.2²)

В формулах (2.2), (2.2¢), (2.2") и далее поправка  выражена в долях.

Для турбин с промперегревом пара в формулах (2.2), (2.2¢) и (2.2") под отношением  подразумевается отношение  (см. разд. 2.1.1).

Если расширение пара происходит в области перегретого пара, то отношение  заменяется отношением .

Способы определения отдельных сомножителей, входящих в выражения В = , С = , D = , были рассмотрены выше.

При определении коэффициента а (по формуле 1.20) для случая, когда поправка определяется при неизменном расходе пара в отбор (D_отб = const), отношение  может быть заменено отношением располагаемых теплоперепадов от состояния пара перед регулирующими органами (в камере регулируемого отбора) ,

т.е.                                            а = .

Это положение может быть использовано и при расчете поправок для условия Q_отб = const, поскольку при D_о = const изменение расхода пара в отбор, соответствующее изменению расхода пара на входе в отсек, расположенный за регулируемым отбором, как правило, не вызывает существенного изменения давления пара перед соплами его 1-й ступени (за регулирующим паровпуск органом).

Применительно к теплофикационным турбинам с одним регулируемым отбором пара типа П или Т (включая турбины типа Т-50, Т-100 и т.п.) коэффициент а определяется как

а_п(т) = .

Для турбин с двумя регулируемыми отборами пара типа ПТ коэффициент а определяется для каждого отбора:

а_п =  или

а_п = ;

а_т = ; или

а_т = ;

(Коэффициент b_т приведен в разд. 1.5).

Как видно из рис. 3 г, для теплофикационных турбин типа ПТ:

h_о.чвд = i_о - i_2t.чвд;

h_о.чсд = i_2.чвд - i_2t.чсд;

h_о.чнд = i_2.чсд - i_2t.чнд;

h_{о.чвд(и)} = i_о(и) - i_{2t.чвд(и)};

h_{о.чсд(и)} = i_2.чвд(и) - i_{2t.чсд(и)};

h_{о.чнд(и)} = i_2.чсд(и) - i_{2t.чнд(и)}.

При определении теплоперепадов на ЧНД (h_о.чнд) для расчетов коэффициента а влиянием изменения влажности пара можно пренебречь.

При построении в is-диаграмме процессов расширения пара при исходных и измененных его начальных параметрах внутренние относительные коэффициенты полезного действия ЧВД, ЧСД и ЧНД принимаются одинаковыми и равными:

h_{оi.чвд(и)} = h_оi.чвд = 0,8 ¸ 0,85;

h_{оi.чсд(и)} = h_оi.чсд = 0,65 ¸ 0,85;

h_{оi.чнд(и)} = h_оi.чнд = 0,65 ¸ 0,85.

Максимальные значения указанных КПД соответствуют отношению  = 1 ¸ 0,8, а минимальные  = 0,3 ¸ 0,35.

Аналогичным образом определяются необходимые теплоперепады и для турбин, имеющих один регулируемый отбор пара.

Отношение , входящее в приведенное ранее выражение Е, целесообразно определять в процессе расчета изменения теплоперепадов (, ).

Отклонение энтальпии пара в регулируемом отборе при изменении начальных параметров пара находится как

Di_отб = Di_о - ( - ),

где Di_о = i_о - i_о(и) - изменение начальной энтальпии при отклонении начальных параметров пара;

 = i_о(и) - i_tотб(и),  = i_о - i_tотб - располагаемые теплоперепады от состояния пара перед соплами 1-й ступени до давления пара в камере регулируемого отбора соответственно при исходных и измененных параметрах пара;

i_tотб(и) и i_tотб - энтальпии пара в отборе при теоретическом процессе расширения пара; определяются по is-диаграмме в точке пересечения линии Р = Р_отб соответственно с линией s =  и s = .

Разность (i_отб - ) может быть принята равной 530 - 550 ккал/кг.

Для теплофикационных турбин типа ПТ изменение энтальпии пара определяется по формулам:

- в производственном отборе

Di_отб = Di_п = Di_о - (h_о.чвд - h_{о.чвд(и)}) h_оi.чвд;

- в теплофикационном отборе

Di_отб = Di_т = Di_о - (h_о.чвд - h_{о.чвд(и)}) h_оi.чвд - (h_о.чсд - h_{о.чсд(и)}) h_оi.чсд.

Аналогичным образом определяется значение Di_отб и для турбин, имеющих один регулируемый отбор пара.

Значения мощности N_т(и), необходимые для расчета составляющей , определяются по расходной характеристике или диаграмме режимов для принятых в расчете поправок значений D_о, D_п, D_т при исходных параметрах пара.

При расчетах изменений теплоперепадов для турбин с промперегревом пара рекомендуется также одновременно определять изменения энтальпий свежего пара Di_о, пара за ЦВД (на промперегрев) Di_2цвд = Di¢_пп, которые будут использованы в дальнейшем при расчете поправки к расходу тепла на турбоагрегат:

Di_о = i_о - i_о(и);

- Di¢_пп = Di_о - ( - ).

Значения  принимаются постоянными и равными примерно 0,82 - 0,85.

2.2. Поправка к мощности теплофикационного турбоагрегата при работе его по тепловому графику при Q_отб = const

Поправка к мощности (в %) для этого случая рассчитывается по формулам:

- при работе в зоне соплового регулирования паровпуска в турбину (отсек)

 =  = [В +  Е¢]10²;                  (2.3)

- при дроссельном регулировании паровпуска

 =  = (В + Е¢)10².                                (2.3¢)

Изменение теплоперепадов на турбину (отсек) при расчетах поправок определяется в соответствии с указаниями разд. 2.1 применительно к соответствующей зоне регулирования паровпуска.

Входящий в выражения (2.3) и (2.3¢) коэффициент Е¢ определяется как

Е¢ = S,

где                                                   DD_отб = D_отб .

Сомножитель (1 - ) определяется по кривым рис. 4 в соответствии с температурой питательной воды или конденсата на входе в первый (по ходу воды) регенеративный подогреватель, относящийся к рассматриваемому отсеку (части) турбины, и давлением пара в первом регенеративном отборе пара; относительный прирост по расходу пара D определяется в соответствии с указаниями разд. 1.6.

Для турбин типа Р процесс расширения пара, как правило, протекает в области перегретого пара. Поэтому при расчетах поправки в формулах (2.3) и (2.3¢) отношение  должно быть заменено отношением , а сомножители (1 - С) и (1 - D) должны быть приняты равными 1.

Для турбин типа Р выражение для определения Е¢ будет иметь вид

Е¢ = ,

где DD_пр - изменение расхода пара на выходе из турбины (противодавления) для обеспечения постоянного отпуска тепла;

DD_пр = D_пр .

Значения N_т принимаются по расходной характеристике (или диаграмме режимов) в соответствии с заданными значениями для расчета поправок D_о и Р_пр при исходных параметрах пара.

Результаты расчетов поправок к мощности, рассмотренные в разд. 2.1, 2.2, рекомендуется свести в таблицы, по данным которых отроятся номограммы, дающие возможность определять значения поправок и для промежуточных (по сравнению с принятыми в расчетах) значений Р_о, D_о, :

- для конденсационных турбин

 = f(D_о, Р_о);

- для теплофикационных турбин с одним регулируемым отбором пара (включая турбины Т-50, Т-100 и т.п.)

 = f[D_о, Р_о, ()];

- для теплофикационных турбин с двумя регулируемыми отборами пара

 = f[D_о, Р_о, (), ()];

- для турбин с противодавлением типа Р

 = f(D_о, Р_пр).

2.3. Поправки к расходу пара и тепла на турбоагрегат при N_т = const

Для расчета данных поправок необходимо располагать поправками к мощности, выраженными в абсолютных значениях (МВт, кВт) D.

В разд. 2.1 приведены указания по расчету поправок к мощности в относительных единицах (в %). Поправки в абсолютных значениях составят

D = N_т, (кВт, МВт).

Значения N_т определяются по расходным характеристикам или диаграммам режимов при исходных условиях их построения для задаваемых для расчета поправок расходов пара D_о, D_п (Q_п), D_т (Q_т).

Расчет поправок целесообразно производить для тех же значений D_о, (), (), для которых выполнен расчет поправок к мощности (см. разд. 2.1).

В приводимых в дальнейшем формулах для расчета поправок величины Dd_о, Dq_о, DN_т, N_т, D_о, Q_о должны иметь размерности соответственно т/(МВт×ч), Гкал/(МВт×ч), МВт, МВт, т/ч, Гкал/ч.

2.3.1. Поправка к расходу свежего пара (к расходу пара на входе в отсек)

Поправка к расходу свежего пара (на входе в отсек) вычисляется по выражениям:

- в абсолютных значениях, т/ч

DD_о = -Dd_о D = -Dd_о(и)                                          (2.4)

или

DD_о = -Dd_о(и)  N_т(и);                                                (2.4¢)

- в относительных единицах, %

 =  = -Dd_о(и)  10²                                      (2.5)

или

 = -Dd_о(и)  10².                                         (2.5¢)

Используемый в выражениях (2.4) - (2.5¢) относительный прирост по расходу свежего пара (на входе в отсек) Dd_о(и) рекомендуется определять в окрестностях значений D_о, D_п и D_т (Q_т), принятых при расчетах поправок, по расходным характеристикам D_о = f(N_т) или диаграммам режимов - линия D_о = f(N_т) при D_отб = const, - построенным для исходных (номинальных) параметров пара. При этом целесообразно рассматривать окрестности, ограниченные значениями мощности N_т(и) и (N_т(и) - D) (с учетом знака поправки). Если рассматриваемая зависимость (D_о = f(N_т)) представлена ломаной линией с прямолинейными отрезками, имеющими различные относительные приросты, например, Dd¢_о(и) и Dd²_о(и), и в рассматриваемую окрестность значений (D) входят участки этих отрезков (см. рис. 14), то

DD_о = -(Dd¢_о(и) DN¢_т + Dd²_о(и) DN²_т) ,

где Dd¢_о(и) и Dd²_о(и) - относительные приросты отрезков, на которых располагаются соответственно начало окрестности (точка со значением N_т = N_т(и)) и ее окончание [точка с значением N_т = (N_т(и) - D)];

DN¢_т, DN²_т - значение поправки D, приходящееся на участок соответственно от заданной точки N_т(и) до точки сопряжения отрезков N_т(с), и от этой точки до точки (N_т(и) - D),

DN¢_т + DN²_т = D.

Рис. 14. Определение поправки к расходу пара DD_о в зоне излома зависимости D_о = f(N_т)

При расчетах поправок к расходу пара для теплофикационных турбин при условии Q_отб = const или D_отб = const используются табличные данные или номограммы поправок к мощности, рассчитанные для тех же условий.

Результаты расчетов поправок к расходу пара рекомендуется свести в таблицы, по данным которых строятся соответствующие номограммы, связывающие значения поправок со значениями отклонений давления свежего пара и с расходами свежего пара в регулируемые отборы, аналогично номограммам поправок к мощности (см. разд. 2.2).

2.3.2. Поправка к расходу тепла на турбоагрегат

При выводе формул (1.4), (1.5), (1.5¢), (1.5²), (1.5²¢) для расчета поправок к расходу тепла (см. разд. 1) было принято, что К_пп = К_пп(и). Однако отклонение начальных параметров пара перед турбиной вызывает изменение энтальпий пара в регенеративных отборах пара и расходов пара на подогреватели, что приводит и к изменению расхода пара на промперегрев D_пп. Таким образом, при К_пп ¹ К_пп(и) и при более строгом расчете поправок в соответствующих формулах необходимо прибавить (алгебраически) дополнительную поправку:

- в формуле (1.4)

DQ_DКпп = D_о(и) DК_пп (i²_пп(и) - Di¢_пп(и));

- в формулах (1.5), (1.5¢), (1.5²), (1.5²¢)

a_DКпп = .

Значение DК_пп для расчета данной дополнительной поправки может быть определено по выражению

DК_пп = (1 - К_пп(и)),

где Di_рег - средневзвешенное отклонение энтальпии греющего пара регенеративных подогревателей (отборов) с давлением пара Р ³ Р_2цвд = Р¢_пп, ккал/кг; отклонение энтальпии в каждом отборе определяется по is-диаграмме при расчетах отклонений теплоперепадов (см. рис. 3, д).

D = ( - );

D = ( - );

Di_рег = D  + D.

Здесь D, D - повышение энтальпии питательной воды в подогревателях, подключенных соответственно к I (Р_I) и II (Р_II) регенеративным отборам.

Расчеты показывают, что эта дополнительная поправка, в общем, незначительна. Например, при отклонении энтальпии свежего пара примерно на 6 ккал/кг дополнительная поправка составляет:

- для конденсационных турбин примерно 0,05 %;

- для теплофикационных турбин примерно  %.

Дополнительную поправку следует учитывать только при детальных расчетах поправок, а для практических целей поправки к расходу тепла на турбоагрегат при отклонении давления свежего пара рекомендуется определять по приведенным ниже выражениям, полученным из формул (1.4), (1.5), (1.5¢), (1.5²), (1.5"¢):

- в абсолютных значениях:

для турбин без промперегрева пара

DQ_о = DQ_э = D_о(и) (Di_о - D) + DD_о (i_о(и) - )

или                         DQ_о = DQ_э = D_о(и) (Di_о - D) - Dq_о(и)  N_т(и);                      (2.6)

для турбин с промперегревом пара

DQ_о = DQ_э = D_о(и) [(Di_о - D) + К_пп Di¢_пп + DК_пп (i²_пп(и) - i¢_пп(и))] + DD_о [(i_о(и) - ) + К_пп (i²_пп(и) - i¢_пп(и))]

или

DQ_о = DQ_э = D_о(и) [(Di_о - D) + К_пп Di¢_пп + DК_пп (i²_пп(и) - i¢_пп(и))] -

- Dq_о(и)  N_т(и);                                                    (2.7)

- в относительных единицах, %:

для конденсационных турбин

 =  = (a_Di + )×10²;                                         (2.8)

для теплофикационных турбин

 = (a_Di + )×.                                      (2.9)

В формулах (2.8) и (2.9) под a_Di и  подразумевается:

- для турбин без промперегрева пара

a_Di = ;                                                       (2.10)

- для турбин с промперегревом пара

a_Di = ;                      (2.10¢)

- для конденсационных и теплофикационных турбин

 =  = -Dd_о(и)  = -Dq_о(и) .     (2.11)

Изменение энтальпии питательной воды за последним (по ходу воды) ПВД D определяется как

D =  - .

Значения энтальпии питательной воды  и , отвечающие расходам свежего пара соответственно D_о(и) и (D_о(и) + DD_о), определяются по зависимости  = f(D_о).

Методы определения значений Di_о, Di¢_пп, DК_пп были рассмотрены в разд. 2.1.2 и 2.3.2.

Значения поправок к мощности или к расходу свежего пара, необходимые для расчета поправок к расходу тепла, определяются по соответствующим табличным данным их расчетов либо по номограммам для задаваемых значений Р_о, D_о, (), () и Q_отб = const.

Результаты расчетов поправок к расходу тепла целесообразно свести в таблицы, по данным которых строятся соответствующие номограммы, связывающие значения поправок , , DQ_о = DQ_э со значениями отклонений, давления свежего пара, с расходами свежего пара, тепла в регулируемые отборы при соответствующих условиях, аналогично номограммам поправок к мощности (см. разд. 2.2).

3. ПОДСЧЕТ ПОПРАВОК НА ОТКЛОНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ СВЕЖЕГО ПАРА ПРИ Р_о = const

3.1. Поправки к мощности турбоагрегата при D_о = const

При отклонении температуры свежего пара для обеспечения исходного значения D_о регулирующие паровпуск клапаны перемещаются незначительно. Это приводит к несущественному (а в зоне соплового регулирования также и к неоднозначному) изменению давления пара перед соплами 1-й ступени , причем значение этого отклонения соизмеримо с точностью построения графиков  = f(D_о).

Кроме того, как показывают расчеты, при изменении температуры свежего пара влияние отклонения КПД регулирующей ступени (из-за изменения теплоперепада) на внутренний относительный КПД турбины в целом также незначительно и в большинстве случаев не превышает 0,03 - 0,05 % при отклонении температуры на 10 °С. Поэтому при расчетах поправок для практических целей эти изменения учитывать нецелесообразно.

Начальные точки процесса расширения пара для определения значений теплоперепадов при исходной и заданных значениях температуры свежего пара находятся на пересечении линий t = t_o = const с линиями Р = Р_о = const в зоне соплового регулирования паровпуска, поскольку, как показывают расчеты, при незначительной разнице в значениях давлений  и Р_о в этой зоне отношения теплоперепадов, определяемых от состояния пара по температуре t_o и давлениям  -  и Р_о - , практически равны, т.е.

 = ;

Р =  = const - в зоне дроссельного регулирования.

Значение  определяется по зависимости  = f(D_о) для задаваемых значений расхода свежего пара D_о.

Рекомендуется следующий порядок расчета поправки к мощности на отклонение температуры свежего пара:

- задаются значениями температур свежего пара, например

,  =  + 10 °С;  =  + 20 °С;  =  - 10 °С;  =  - 20 °С;

принимаются значения давления Р₂ (в соответствии с указаниями разд. 2.1.1);

- принимаются значения расхода свежего пара в турбину (на входе в отсек): минимальное, среднее и максимальное для каждой зоны регулирования паровпуска;

- для каждого принятого значения расхода свежего пара и каждого заданного значения температуры свежего пара определяются начальные точки процесса расширения пара, теплоперепады (в соответствии с указаниями разд. 1.4) на турбину (отсек) и вычисляются их относительные изменения;

- определяются вспомогательные сомножители а, в, В и отдельные составляющие основных уравнений С, D, Е в соответствии с указаниями разд. 2.1.1, 2.1.2 и 1.5;

- рассчитываются поправки (в %) к мощности по формулам:

для конденсационных и теплофикационных турбин без промперегрева пара при отсутствии отбора пара

 =  = В×10²;                                             (3.1)

для теплофикационных турбин при заданных значениях

D_отб = const

 =  = В××10²;                                          (3.1¢)

для теплофикационных турбин при заданных значениях

Q_отб = const

 =  = [В 10² + Е×10²].                                (3.1²)

При расчете поправок к мощности для турбин с промперегревом пара в формулы (3.1), (3.1¢), (3.1") вместо отношения  подставляется .

Для турбин типа Р следует использовать формулу (3.1).

Если расширение пара происходит полностью в области перегретого пара, то отношение  заменяется отношением .

Расчет поправок рекомендуется выполнять для нескольких значений противодавлений Р¢₂ > Р_2(и) > Р²₂ (Р₂ = Р_пр).

Результаты расчетов поправок к мощности рекомендуется свести в таблицы, по данным которых строятся номограммы поправок, аналогичные приведенным в разд. 2.2.

3.2. Поправка немощности теплофикационного турбоагрегата при работе его по тепловому графику при Q_отб = const

Поправка (в %) к мощности для этого условия рассчитывается по формуле

 =  = ( В× + Е¢)×10².                              (3.2)

Изменение теплоперепадов на турбину (отсек) при расчетах поправок определяется в соответствии с указаниями разд. 3.1.

Методы определения значений В, С и Д приведены в разд. 2.1.1, 2.1.2 и 1.5.

Коэффициент Е¢ формулы (3.2) вычисляется по выражению, приведенному в разд. 2.2; все указания этого раздела, относящиеся к вычислению коэффициента Е¢ и его отдельных сомножителей, распространяются и на настоящий раздел.

Поправка (в %) для турбин типа Р определяется по формуле

 =  = ( В + Е¢)×10².                                            (3.2¢)

3.3. Поправка к расходу пара и тепла на турбоагрегат при N_т = const

Поправки к расходу свежего пара (к расходу пара на входе в отсек) и тепла на турбоагрегат рассчитываются по формулам (2.4) ¸ (2.9), в которых поправки к мощности на отклонение давления свежего пара , D заменяются соответствующими поправками к мощности на отклонение температуры свежего пара , D.

Все указания в разд. 2.3, 2.3.1 и 2.3.2 по расчету поправок и определению входящих в формулы отдельных величин распространяются и на настоящий раздел.

4. ПОДСЧЕТ ПОПРАВОК НА ОТКЛОНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА ПОСЛЕ ПРОМПЕРЕГРЕВА (t_пп = t²_пп = t_{о цсд})

4.1. Поправка к мощности турбоагрегата при D_о = const

При изменении температуры пара после промперегрева, но неизменном расходе свежего пара и расходе пара на промперегрев давление пара после промперегрева Р²_пп = Р_{о цсд} (перед ЦСД) также изменится и составит:

Р²_пп = Р_{о цсд} = Р_{о цсд(и)}.

В результате изменится и давление пара за ЦВД, новое значение которого будет определяться как Р_2цвд = Р_{о цсд} + DР_пп(и) (здесь пренебрегли несущественным отклонением значения DР_пп(и).

Изменение теплоперепада на турбину в целом будет определяться изменением теплоперепадов как на часть турбины до промперегрева - ЦВД, так и после промперегрева - ЦСД + ЧНД. В общем виде данное изменение может быть выражено как:

- в абсолютных значениях, ккал/кг;

D = D + D + D;

- в относительных единицах (долях)

 =  +  + ,

где D - изменение теплового перепада отсека ЦСД + ЧНД только за счет отклонения температуры пара перед ЦСД от значения t_оцсд(и) при условии

Р_{о цсд} = Р_{о цсд(и)} и Р₂ = Р_2(и);

D - дополнительное изменение теплоперепада за счет отклонения давления пара перед ЦСД от значения Р_{о цсд(и)};

D - изменение теплоперепада ЦВД за счет отклонения давления пара за ЦВД от значения Р_{2 цвд(и)};

 - теплоперепад на турбину в целом (от состояния пара перед соплами 1-й ступени).

Поправка к мощности при отклонении температуры пара после промперегрева будет определяться следующими составляющими:

а) изменением теплоперепада на отсек ЦСД + ЧНД за счет изменения температуры пара t²_пп при неизменном давлении пара перед ЦСД (Р²_пп = const);

б) различием значений изменения теплоперепадов на ЦВД и отсек ЦСД + ЧНД за счет повышения давления пара Р²_пп (при D_о = const) и Р_{2 цвд} в результате изменения температуры после промперегрева (перед ЦСД);

в) различием расходов пара, выходящего из ЦВД () и направляемого на промперегрев (D_пп), в результате отбора пара после ЦВД на регенеративный подогреватель, а в ряде случаев также и на собственные нужды энергоблока.

Поправку к мощности, учитывающую факторы, отмеченные в пп. б и в, удобно представить отдельной дополнительной поправкой, в общем виде составляющей:

 = .

Расчеты показывают, что эта дополнительная поправка незначительна: на ± Dt²_пп = 10 °С составляет ±(0,025 ¸ 0,03) % - и в дальнейшем при расчетах полной поправки ее целесообразно определять

- в процентах;  = 0,03Dt²_пп,

-в долях:  = -0,3Dt²_пп×10^-4.

Рекомендуется следующий порядок расчета поправки к мощности на отклонение температуры пара после промперегрева:

- для каждой зоны регулирования паровпуска задаются максимальным, средним и минимальным значениями расхода свежего пара D_о (обычно четыре-пять значений);

- по зависимостям  = f(D_о), Р_{2 цвд}(Р¢_пп) = f(D_о), Р_{о цсд} (Р²_пп) = f(D_о), соответственно заданным значениям D_о определяются значения , Р_{2 цвд(и)}(Р¢_пп(и)), Р_{о цсд(и)} (Р²_пп(и));

- по исходным значениям , , Р_{2 цвд(и)} определяются теплоперепады на ЦВД  (см. рис. 3, д и разд. 2.1.1);

- задаются значениями температур пара после промпереграве, например t²_пп = t²_пп(и), t²_пп(1) = t²_пп(и) + 10 °С, t²_пп(2) = t²_пп(и) + 20 °С, t²_пп(3) = t²_пп(и) - 10 °С, t²_пп(4) = t²_пп(и) - 20 °С, для каждого из заданных значений D_о [соответствующего значения - Р_{о цсд(и)} (Р²_пп(и))] и значений t²_пп(и), t²_пп(1), t²_пп(2), t²_пп(3), t²_пп(4) по is-диаграмме определяют теплоперепады на отсек ЦСД + ЧНД и рассчитывают их изменения. Начальные точки теплоперепадов на отсек ЦСД + ЧНД () находятся на пересечении линий

Р = Р_{о цсд} (Р²_пп(и)) и t = t_{о цсд} (t_пп(и));

- вычисляются поправки (в %) к мощности по формулам:

для конденсационного режима

 =  = [ - 0,3Dt²_пп×10^-4] 10²;                 (4.1)

или

 = [ - 0,3Dt²_пп×10^-4] 10²;                           (4.1¢)

для теплофикационных турбин при работе по электрическому графику

 =  = [  + Е - 0,3Dt²_пп×10^-4] 10²;  (4.2)

для теплофикационных турбин при работе по тепловому графику

 = [  + Е¢ - 0,3Dt²_пп×10^-4] 10².   (4.2¢)

Входящие в формулы (4.1) ¸ (4.2¢) теплоперепады на отсеки ЦВД, ЦСД + ЧНД и их изменения определяются в соответствии с указаниями разд. 1.4, 2.1.1, прочие величины - в соответствии с указаниями разд. 2.1.1, 2.1.2, 2.2, 1.5 и 1.6.

По результатам расчетов строится номограмма, связывающая значение поправки с отклонениями температуры пара после промперегрева, расходом свежего пара и для теплофикационных турбин - также и со значением отбора тепла.

4.2. Поправки к расходу пара и тепла на турбоагрегат при N_т = const

Поправка к расходу свежего пара рассчитывается по формулам:

- в абсолютных значениях, т/ч:

DD_о = -Dd_о(и)                                                     (4.3)

или

DD_о = -Dd_о(и)  N_т(и);                                          (4.3¢)

в относительных единицах, %:

 = -Dd_о(и) ×10²                                     (4.4)

или

 = -Dd_о(и) ×10².                                   (4.4¢)

Поправка к расходу тепла на турбоагрегат рассчитывается по следующим формулам:

- в абсолютных значениях, Гкал/ч

DQ_о = DQ_э = D_о(и) (К_пп Di²_пп - D) + DD_о [(i_о(и) - ) + К_пп (i²_пп(и) - i¢_пп(и))]

или

DQ_о = DQ_э = D_о(и) (К_пп Di²_пп - D) - Dq_о(и)  N_т(и);                     (4.5)

DQ_о = DQ_э = D_о(и) (К_пп Di²_пп - D) - Dq_о(и) );                         (4.5¢)

- в относительных единицах, %:

для конденсационных турбин

 = (a_Di + )×10²;                                                      (4.6)

для теплофикационных турбин

 = (a_Di + )×.                                           (4.6¢)

В формулах (4.6), (4.6¢) обозначено:

a_Di = ;

 =  = -Dd_о(и)  = -Dq_о(и) ;

Di²_пп = i²_пп - i²_пп(и); D =  - .

Значения поправок к мощности или к расходу свежего пара, необходимые для расчета поправок к расходу тепла, принимаются по данным таблиц расчетов поправок либо определяются для задаваемых с теми же интервалами значений i²_пп, D_о, и Q_т по соответствующим номограммам.

Результаты расчетов поправок к расходу тепла также целесообразно свести в таблицы, по данным которых строятся номограммы поправок к расходу тепла () = f(t²_пп, D_о, Q_т).

5. ПОПРАВКИ НА ОТКЛОНЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ОТРАБОТАВШЕГО ПАРА (ПАРА В КОНДЕНСАТОРЕ)

5.1. Поправка к мощности турбоагрегата

Поправка к мощности турбоагрегата на отклонение Р₂, как правило, определяется экспериментальным путем. При отсутствии экспериментальной поправки используются соответствующие данные расчетов завода-изготовителя турбины. В практике широкое распространение нашло представление этой поправки в виде сетки поправок - зависимости изменения мощности турбоагрегата от изменения Р₂: DN = f(Р₂) при постоянных расходах пара в конденсатор (в ЧНД) D¢₂ (D_чнд) = const.

Рис. 15. Определение поправки к мощности турбоагрегата при отклонении давления отработавшего пара:

а - по сетке поправок на давление отработавшего пара; б - по «универсальной кривой» поправок к мощности на давление отработавшего пара Р₂

Сетка поправок рассчитывается по данным так называемой универсальной кривой поправок на отклонение Р₂, представляющей зависимость  = f, которая определяется экспериментально или и результате специальных расчетов.

Здесь под расходом пара в конденсатор D¢₂ подразумевается сумма расходов пара, вышедшего из последней ступени турбины D₂ и отобранного на первый по ходу конденсата регенеративный подогреватель низкого давления D_п1 (D¢₂ = D₂ + D_п1).

На рис. 15, а иллюстрируется нахождение по сетке поправок изменения мощности турбины (отсека) при известном (неизменном) расходе отработавшего пара (на входе в ЧНД).

В общем виде значение поправки D определяется как

D = ×n,

где  - изменение мощности на единицу длины (мм, см) оси DN (ось ординат), кВт/мм, кВт/см, МВт/см (указывается на графике при построении сетки поправок);

n - длина отрезка (интервала) по оси DN при движении по линии D¢₂ = const от точки Р_2(и) до точки Р₂, мм, см.

В ряде случаев на сетке поправок для зоны, расположенной между граничными линиями I-I и II-II, указывается значение поправки и мощности при отклонении давления отработавшего пара на ±0,01 кгс/см².

Для данной зоны поправка рассчитывается как

D = ×DР₂,                                                (5.1)

где  - поправка при отклонении давления Р₂ на 0,01 кгс/см², кВт×см²/кгс (МВт×см²/кгс);

DР₂ - задаваемое значение отклонения давления пара Р₂ кгс/см².

Изменение мощности при отклонении давления отработавшего пара может быть определено по данным «универсальной кривой» поправок. Для этого по известным исходным значениям Р_2(и) и D¢_2(и) и заданном давлении пара Р₂ рассчитывают значения  и  и, используя «универсальную кривую» поправок, определяют значения  и  (см. рис. 15, б).

Поправка к мощности [в кВт (МВт)] рассчитывается (при условии D¢₂ = D¢_2(и)) как

D = [ - ]×D¢₂.                                  (5.2)

В относительных единицах (в %) поправка к мощности рассчитывается по формуле

 = ×10².                                                                            (5.2¢)

Для построения номограмм поправок D = f(N_т, Р₂);  = f(N_т, Р₂) или D = f[D_чнд (D₂), Р₂];  = f[D_чнд (D₂), Р₂] может быть рекомендована следующая схема:

- для конденсационных турбин и теплофикационных при конденсационном режиме задаются рядом значений мощности турбоагрегата (от минимально возможной до максимальной через равные интервалы);

- по заданным значениям мощности турбоагрегата, используя соответствующие графические или аналитические зависимости, определяют расходы пара в конденсатор (в ЧНД) D₂ (D_чнд) при исходном (номинальном) значении давления Р₂;

- для турбин с регулирующими отборами пара задаются значениями расходов пара на входе в ЧНД (в конденсатор) от минимально возможного до максимального;

- для каждого значения расхода пара в конденсатор (на входе в ЧНД) задаются отклонениями (через равные интервалы) давления отработавшего пара и, пользуясь сеткой поправок к мощности на отклонения Р₂ либо «универсальной кривой» поправок, рассмотренными выше (в этом разделе) способами определяют соответствующие значения D и .

5.2. Поправки к расходу свежего пара и тепла на турбоагрегат (при N_т = const)

Поправки к расходу свежего пара DD_о (в т/ч) и тепла DQ_о (DQ_э) (в Гкал/ч) на турбоагрегат в абсолютных значениях рассчитываются по следующим формулам:

в общем виде

D = -Dd_о(и) ;                                              (5.3)

D = DQ_э = -Dq_о(и) ;                                    (5.3¢)

в частных случаях при равенстве значений D = D (поправки в зоне граничных линий I-I и II-II):

D = -Dd_о(и) D;                                              (5.4)

D = DQ_э = -Dq_о(и) D;                                         (5.4¢)

при равенстве отношений  =  = ×10²:

D = -Dd_о(и) ;                                                    (5.5)

D = DQ_э = -Dq_о(и) ;                                          (5.5¢)

В относительных единицах (в %) эти поправки рассчитываются по следующим формулам:

- к расходу пара для турбин конденсационных и с регулируемыми отборами пара;

 =  10²;                                                        (5.6)

- к расходу тепла:

для турбин без регулируемых отборов пара

 =  10²;                                                     (5.6¢)

для турбин с регулируемыми отборами пара

 = .                                             (5.6²)

Значения входящих в формулы (5.6), (5.6¢), (5.6²) величин D и D, D определяются по выражениям (5.3) - (5.5¢).

Относительные приросты по расходу пара Dd_о(и) и расходу тепла Dq_о(и) при исходных условиях определяются в соответствии с указаниями разд. 1 и 2.3.1.

Значения поправок к мощности, необходимые при построении номограмм поправок к расходу пара и тепла

(D, D) = f(N_т, Р₂); (, ) = f(N_т, Р₂)

или

D, D = f(D_чнд, Р₂); , ,  = f(D_чнд, Р₂)

принимаются либо непосредственно из таблиц расчетов, номограмм поправок к мощности (для всех принятых в расчетах значений N, Р₂, D_чнд), либо определяются по номограммам поправок.

6. ПОПРАВКИ НА ОТКЛОНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ (ОХЛАЖДАЮЩЕЙ) ВОДЫ НА ВХОДЕ В КОНДЕНСАТОР

6.1. Поправка к мощности турбоагрегата

Для расчета данной поправки необходимо располагать значением изменения давления отработавшего пара при отклонении температуры охлаждающей воды от исходного значения. На практике это изменение удобно определять по характеристике конденсатора, представляющей графическую (аналитическую) зависимость Р₂ = f(D₂, ). Изменение давления в конденсаторе DР₂ = (Р_2(и) - Р₂) (рис. 16) определяют при условии постоянства расхода пара в конденсатор D₂ = const.

Получив для заданного изменения температуры  значения DР₂ и пользуясь либо сеткой поправок к мощности, либо «универсальной кривой» поправок, рассмотренным в разд. 5.1 способен находят значения D. Основные положения по расчету данных для построения номограммы поправок [D = f(N_т, );  = f(N_т, )] - для конденсационных турбин и D = f[D₂ (D_чнд), ];  = f[D₂ (D_чнд), ] - для теплофикационных турбин, изложенные в разд. 5.1, распространяются и на настоящий раздел.

6.2. Поправки к расходу свежего пара и тепла

Расчет настоящих поправок производится в соответствии с изложенными в разд. 5.2 указаниями по тем же формулам, в которые вместо поправок к мощности D,  подставляются поправки D, .

Рис. 16. Определение значения DР₂ при изменении по характеристике конденсатора

7. ПОПРАВКИ НА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОТПУСК ТЕПЛА (ПАРА) ИЗ НЕРЕГУЛИРУЕМЫХ ОТБОРОВ

7.1. Поправки к мощности турбоагрегата (при постоянном расходе свежего пара или пара на входе в отсек)

При дополнительном отпуске пара (тепла) из нерегулируемого отбора турбины уменьшение мощности турбины будет определяться в основном значением изменения расхода пара через группу ступеней турбины (отсека), расположенных за точкой отбора пара, и теплоперепадом на эту группу ступеней. Кроме того, некоторое изменение мощности турбоагрегата будет вызвано отклонением режимов работы этой группы ступеней в связи с уменьшением расхода пара через нее.

Как показывает анализ процесса расширения пара в проточной части, дополнительный отбор пара (при неизменном значении расхода свежего пара в турбину или на входе в отсек) приводит к увеличению теплоперепада на предшествующую отбору ступень и уменьшению его на последнюю ступень турбины или отсека (при не прямо пропорциональном изменении давления пара перед последней ступенью и за ней). Теплоперепады на ступени, расположенные между ними, для конденсационных турбин практически остаются неизменными, поскольку отношение давлений пара за ступенью и перед нею при осуществлении отбора не изменяется.

Если у турбин с регулируемым отбором пара или противодавлением отбор осуществляется из точки, расположенной выше регулируемого отбора, теплоперепады для промежуточных ступеней могут несколько уменьшаться. Однако связанными с этим возможными отклонениями их экономичности при практических расчетах можно пренебречь.

Увеличение теплоперепада на ступень турбины, после которой осуществлен отбор пара, приводит к определенному изменению параметра ступени , определяющего ее экономичность. Однако из-за ограниченности (по условиям прочности ступени) количества отбираемого пара изменение теплоперепада h на ступень и, следовательно, упомянутого параметра, равного  = , также ограничено определенными пределами, причем для параметра  эти пределы будут более узкими.

Учитывая это, а также то, что ступени проточной части турбины, исключая регулирующие и последние (для турбин с конденсацией пара), проектируются для работы в зоне оптимального, наивысшего значения КПД ступени, в которой он изменяется несущественно при относительно большом отклонении параметра  [пологая зона зависимости h_oi = f()], принимаем КПД этой и промежуточных ступеней неизменными при осуществлении дополнительного отбора пара.

В этом случае изменение мощности турбоагрегата D (в МВт), связанное с изменением теплоперепада на предшествующую отбору ступень турбины, будет определяться значением его изменения Dh_ст и расходом пара, протекающего через эту ступень D_ст:

D = .                                                      (7.1)

Изменение располагаемого теплоперепада на ступень определяется по is-диаграмме между точками пересечения:

а) линии предполагаемого (принимаемого) процесса расширения в проточной части турбины (отсека) и линии давления пара за ступенью при исходном режиме (без отбора пара) Р = Р_ст(и);

б) линии энтропии S = S_ст(и) = const, проходящей через точку состояния пара за ступенью при исходном режиме (см. п. а), и линии давления пара за ступенью при изменившемся режиме (при наличии дополнительного отбора пара) Р = Р_ст.

Давление пара за ступенью при наличии дополнительного отбора пара определяется по следующим формулам:

- для конденсационных турбин (отсеков)

Р = Р_ст = Р_ст(и) ;                                             (7.2)

- для соответствующих отдельных отсеков (частей) турбин с регулируемыми отборами пара или противодавлением (ЧВД, ЧСД)

Р = Р_ст = ,                           (7.2¢)

где Р_п(т) - давление пара за рассматриваемым отсеком (частью) турбины (противодавление), из которого осуществляется дополнительный отбор пара;

h_{oi ст} - внутренний относительный КПД ступени, принимаемый равным h_oi = 0,83 ¸ 0,87; меньшее значение - для ступеней, работающих в области высоких давлений пара, большее - в области перегретого пара при относительно низких давлениях пара.

Расход пара через ступень определяется из материального баланса:

D_ст = D_о - SD_отб - SD_упл,                                                 (7.2²)

где SD_отб - сумма отборов пара из регулируемых и нерегулируемых отборов, расположенных выше (по давлению) точки дополнительного отбора пара, т/ч;

SD_упл - протечки пара через концевые уплотнения, не входящие в указанные выше значения расходов SD_отб.

Изменение мощности последней ступени турбины с конденсатором при дополнительном отборе пара может быть вызвано как уменьшением расхода пара и располагаемого теплоперепада на данную ступень, так и изменением ее экономичности, в основном вследствие отклонения потерь с выходной скоростью пара. Изменение мощности из-за уменьшения расхода пара через эту ступень будет входить в значение поправки (недовыработки мощности), связанное с уменьшением расхода пара на значение отбора на всем теплоперепаде от точки отбора до состояния пара за последней ступенью турбины.

Влияние на мощность турбоагрегата изменений теплоперепада и экономичности последней ступени турбины рекомендуется определять по сетке поправок к мощности на давление отработавшего пара (расчетной или экспериментальной). Для этого первоначально определяется давление отработавшего пара (за последней ступенью) Р¢₂, при котором теплоперепад на эту ступень практически будет равен исходному значению:

Р¢₂ = Р_2(и) .                                                     (7.3)

Затем, пользуясь сеткой поправок к мощности, для нового значения расхода пара в конденсатор (в ЧНД) D₂ = D_2(и) - D_отб определяют значение поправки к мощности при переходе от давления пара Р¢₂ до давления пара в конденсаторе, равного либо исходному Р_2(и), если поправка рассчитывается для условия Р₂ = const, либо определенному по характеристике конденсатора Р₂ = f(D₂, ) для D₂ = D_2(и) - D_отб при условии W = const,  = const.

Для случая с несколькими дополнительными отборами пара

Р¢₂ = Р_2(и) .                                                   (7.3¢)

D₂ = D_2(и) - SD_отб.                                                     (7.3²)

Для отдельных отсеков (частей) турбин с регулируемыми отборами пара или противодавлением, из которых осуществляется дополнительный отбор пара, изменение мощности последней ступени рассматриваемого отсека с достаточной точностью можно определять, исходя из условий неизменности ее КПД, по выражению, аналогичному (7.1). Изменение теплоперепада на ступень определяется по is-диаграмме от давления пара за ступенью (отсеком) Р_п(т) = Р_п(т)(и)× до исходного значения давления Р_п(т)(и) и при исходном значении энтропии пара S_ст(и) = const.

Значения КПД принимаются h_{oi п.ст} = 0,80 ¸ 0,85; расход пара через последнюю ступень отсека D_п.ст, определяется как

D_п.ст = D_ст - D_отб.

(Расход пара D_ст определяется по выражению (7.2²); D_отб - дополнительный отбор пара).

Кроме отмеченного выше, некоторое изменение мощности турбоагрегата (отсека) может быть отнесено за счет:

- перераспределения расходов пара на отдельные регенеративные подогреватели, связанного с изменением давления греющего пара в них DN¢_т(вт.ф);

- изменения расхода основного конденсата через нижестоящие подогреватели DN²_т(вт.ф), в случае возврата в тепловую схему турбоустановки конденсата пара дополнительного отбора (обессоленной или химически очищенной воды) не в конденсатор, а в деаэратор или в линию основного конденсата перед ПНД, расположенным по ходу конденсата выше конденсатора.

Эти факторы условно отнесены к вторичным.

Изменение мощности из-за вторичных факторов в общем виде может быть выражено (в МВт) как:

DN¢_т(вт.ф) = ;                                   (7.4)

DN²_т(вт.ф) = S(),                                 (7.4¢)

где D - повышение энтальпии основного конденсата в ПНД, через который проходит уменьшенный на значение D_отб расход конденсата, ккал/кг;

 - использованный теплоперепад от состояния пара в камере регенеративного отбора на соответствующий ПНД до состояния за последней ступенью турбины (в конденсаторе)  =  ;

 - располагаемый теплоперепад от состояния пара в камере соответствующего отбора до давления пара в конденсаторе;

(i_п - ) - разность энтальпий греющего пара и питательной воды (основного конденсата) на входе для соответствующего подогревателя (теплоиспользование), ккал/кг;

D - изменение энтальпии питательной воды (основного конденсата) на входе в регенеративный подогреватель, следующий по ходу воды за точкой дополнительного отбора пара, ккал/кг;

h_i(отс) - использованный теплоперепад на группу (отсек) ступеней, заключенных между точкой дополнительного отбора пара и расположенным непосредственно выше нее по давлению регенеративным отбором, ккал/кг;

h_i(отс) = h_о(отс) .

Суммарная поправка к мощности турбоагрегата (в МВт) при дополнительном отпуске (отборе) пара может быть выражена как:

- для конденсационных турбоагрегатов (частей турбины)

D =  + S +

+  -  - D;                            (7.5)

- для отдельных отсеков (частей) турбин с регулируемыми отборами пара, противодавлением

D =  + S +

+  -  - . (7.5¢)

Как показывают расчеты, изменение мощности из-за вторичных факторов невелико и его удобно учитывать путем введения специальных коэффициентов к основным соответствующим составляющим.

В этом случае выражения (7.5) и (7.5¢) будут записаны как

D =  К²_вт.ф +  К¢_вт.ф - D,              (7.5²)

D =  К²_вт.ф +  К¢_вт.ф -

- ,                                             (7.5²¢)

где

К²_вт.ф = ;

К¢_вт.ф = .

При возврате конденсата дополнительного отбора (обессоленной или химически очищенной воды в том же количестве) в конденсатор турбины, в деаэратор или в линию основного конденсата перед последним (предпоследним) по ходу конденсата ПНД коэффициент К²_вт.ф будет равен соответственно 1,0; 0,9 и 0,93.

В расчетах рекомендуется принимать К¢_вт.ф = 0,95.

В формулах (7.5) - (7.5²¢) ,  использованные теплоперепады от состояния пара в камере дополнительного отбора (i_ст) до состояния пара за последней ступенью турбины i₂, отсека i_п(т) при исходных условиях.

Для конденсационных турбин без промперегрева или при осуществлении дополнительного отбора из точек, расположенных ниже (по давлению) промперегрева

 = i_ст(и) - i_2(и).

Если же дополнительные отборы пара расположены выше точки промперегрева, то

 = i_ст(и) - i_2(и) + (i²_пп(и) - i¢_пп(и)).

Для отдельных отсеков турбин с регулируемым отбором пара значения использованных теплоперепадов  (в ккал/кг) определяются как:

- для ЧВД (если Р_ст > Р_п)

 = i_ст(и) - i_п;

- для ЧСД (если Р_п > Р_ст > Р_т)

 = i_ст(и) - i_т.

Поправка к мощности турбоагрегата (в МВт) при дополнительном отпуске пара из нерегулируемого отбора и сохранении неизменным значения регулируемого отбора пара (тепла) будет определяться как сумма поправок к мощности рассматриваемого (D)и последующих (D) отсеков:

D = D + D.                                         (7.6)

Поправка к мощности (в МВт) последующих отсеков составит:

D = S(D_отб×).

Например, для турбины типа ПТ, если дополнительный отбор пара выполнен из ЧВД (Р_ст > Р_п),

D =  +  = D_отб( + );

если из ЧСД (Р_ст > Р_т) -

D = D_отб×.

Значения энтальпий пара, а также относительных приростов (d_чсд, d_чнд), необходимые для указанных выше расчетов, принимаются по данным тепловых испытаний (или типовых энергетических характеристик) соответствующих турбин, а при отсутствии их - по данным теплового расчета турбины (отсеков), проведенного заводом-изготовителем.

Знаки перед членами выражений (7.5) ¸ (7.5"¢) соответствуют непосредственному влиянию на мощность турбоагрегата этих составляющих.

Поправку к мощности турбоагрегата на дополнительный отбор (тепла) пара от турбины рекомендуется рассчитывать на среднее значение дополнительного отбора для нескольких задаваемых значений расхода свежего пара (3 - 4 значения, включая минимальные и максимальные расходы) и расхода тепла (пара) в регулируемые отборы (для теплофикационных турбин).

В дальнейшем, используя полученные значения D, определяют удельные поправки (в МВт×ч/Гкал или МВт×ч/т) на единицу отпущенного тепла (расхода пара), Гкал/ч (т/ч):

 = ;  =

и строят соответствующие зависимости

 = f(D_о);  = f(D_о)

или                         = f[D_о, Q_п(т) (D_п(т))];  = f[D_о, Q_п(т) (D_п(т))];

 = f[D_о, Q_п (D_п)), Q_т (D_т)];  = f[D_о, Q_п (D_п)), Q_т (D_т)].

В случае дополнительного отпуска тепла (пара) из нерегулируемых отборов от турбин с регулируемыми отборами пара или противодавлением и при работе их по тепловому графику поправку к мощности турбоагрегата следует определять по выражениям:

- для турбин типа Р

D =  - D;                              (7.7)

- для турбин типов П, Т (включая турбины Т-50, Т-100 и другие - этого типа), если дополнительный отбор выполнен из камер, расположенных выше (по давлению) регулируемого отбора (Р_ст > Р_пт)

D =  - D;                     (7.7¢)

- для турбин типа ПТ при дополнительном отборе пара из ЧВД (Р_ст > Р_п)

D =  - D;                     (7.7")

при дополнительном отборе пара из ЧСД (Р_ст > Р_т)

D =  +  - D;    (7.7¢")

Входящие и формулы (7.7) ¸ (7.7"¢)значения поправок D определяются по формулам (7.5) ¸ (7.6) для соответствующего случая, а сомножители (1 - ) и (1 - ) как:

(1 - ) = ,

где SD¢_рег - сумма расходов пара на регенеративные подогреватели, относящиеся к ЧВД с давлением греющего пара выше давления пара в точке дополнительного отбора из ЧВД;

(1 - ) = ,

где SD¢_рег - сумма расходов пара на регенеративные подогреватели, относящиеся к ЧСД с давлением греющего пара выше давления пара в точке дополнительного отбора из ЧСД;

 - расход пара на входе в ЧСД.

7.2. Поправки к расходу свежего пара

При работе турбины по электрическому графику и дополнительном отборе пара (тепла) от турбины абсолютные значения поправок к расходу свежего пара (в т/ч) могут быть рассчитаны по выражениям:

DD_о = -Dd_о Q_отб                                                       (7.8)

или

DD_о = -Dd_о D_отб                                                      (7.9)

Удельные поправки на единицу отпущенного тепла, пара (в т/ч/(Гкал/ч); т/ч/(т/ч)) определяются как:

 =  = -Dd_о                                                 (7.10)

или

 =  = -Dd_о,                                            (7.11)

где                            Dd_о = Dd_о(и) =                                   (7.12)

и

Dd_о = Dd_о(и) =                                   (7.12)

Здесь ,  - удельные значения поправок к мощности на дополнительный отпуск тепла (пара), МВт×ч/Гкал (МВт×ч/т); определяются либо по табличным данным расчетов, рассмотренных в разд. 7.1, либо по графическим зависимостям, построенным с использованием данных этих расчетов;

, , ,  - значения удельных поправок к мощности в окрестностях значения мощности турбоагрегата (интервал между точками N_т2 = N_т(и) + D и N_т1 = N_т(и)), для которого определяется относительный прирост по расходу пара Dd_о(и) (см. разд. 1.1).

При незначительной разнице в значениях a_N2 и a_N1 (a_N2 - a_N1 £ 3 %) при расчетах поправок можно принимать d_о(и) = d_о и значения поправок вычислять по выражениям:

- в абсолютных значениях, т/ч

DD_о = -Dd_о(и)  Q_отб                                                 (7.8¢)

или

DD_о = -Dd_о(и)  D_отб;                                                 (7.9¢)

- удельные значения поправок, т/ч/(Гкал/ч), т/ч/(т/ч);

 =  = -Dd_о(и)                                              (7.10¢)

или

 =  = -Dd_о(и),                                         (7.11¢)

При дополнительном отпуске тепла (пара) и работе теплофикационных турбин по тепловому графику поправки к расходу свежего дара вычисляются по выражениям:

- в абсолютных значениях (т/ч) соответственно

DD_о =                                          (7.13)

или

DD_о =                                                                    (7.14)

- удельные значения поправок, т/ч/(Гкал/ч), т/ч/(т/ч);

 =  = ;

 =  = ,

где

(1 - ) = ;

SD¢_рег - сумма расходов пара на регенеративные подогреватели с давлением греющего пара выше давления пара в точке дополнительного отбора;

i_отб,  - энтальпии соответственно отбираемого пара и возвращаемого в схему конденсата, ккал/кг.

Относительные удельные поправки к расходу свежего пара в %/(Гкал/ч), %/(т/ч) вычисляются по выражениям:

 =  10²,                                                    (7.15)

и

 =  10²,                                                    (7.15¢)

При расчете данных для построения графиков поправок к расходу свежего пара при дополнительном отпуске тепла, пара от турбины удобно задаваться теми же значениями расходов свежего пара и расходов тепла, пара в регулируемые отборы (для теплофикационных турбин), для которых выполнены соответствующе расчеты поправок к мощности (разд. 7.1), и значения поправок к мощности непосредственно принимать из таблицы этих расчетов.

7.3. Поправки к расходу тепла на турбоагрегат

Поправки к расходу тепла на турбоагрегат при работе турбины по электрическому графику и дополнительном отпуске тепла, пара из нерегулируемых отборов рассчитываются по формулам:

- к полному (общему) расходу тепла, подводимому к турбоагрегату без промперегрева пара, в абсолютных значениях, Гкал/ч

DQ_о = -Dq_о  Q_отб;                                          (7.16)

DQ_о = -Dq_о  D_отб;                                          (7.17)

удельные значения поправок, Гкал/ч/(Гкал/ч), Гкал/ч(т/ч)

 =  = -Dq_о                                                 (7.16¢)

 =  = -Dq_о                                                (7.17¢)

- к расходу тепла на выработку электроэнергии турбоагрегатом без промперегрева пара в абсолютных значениях, Гкал/ч

DQ_э = -Dq_о  Q_отб - Q_отб = - Q_отб(1 + Dq_о );                     (7.18)

DQ_э = -Dq_о  D_отб - D_отб (i_отб - )×10^-3 = - D_отб [(i_отб - )×10^-3 + Dq_о )]; (7.19)

удельные значения поправок Гкал/ч/(Гкал/ч), Гкал/ч/(т/ч)

 =  = -(1 + Dq_о);                                       (7.18¢)

 =  = [(i_отб - )×10^-3 + Dq_о )].                                (7.19¢)

Для турбоагрегатов с промперегревом пара, если дополнительный отбор тепла (пара) осуществляется из точки, в которой давление пара выше или равно давлению пара на входе в промежуточный пароперегреватель (Р_ст = Р_отб ³ Р¢_пп), к формулам (7.16) ¸ (7.19¢) необходимо добавить член, учитывающий изменение затрат тепла в промежуточном пароперегревателе:

- в абсолютных значениях, Гкал/ч

DQ_пп = -[D_отб(i²_пп(и) - i¢_пп(и))×10³ - D_пп(и)Di¢_пп]

- в удельных значениях, Гкал/ч/(Гкал/ч), (Гкал/ч/(т/ч)

 = ;  = .

Здесь Di¢_пп = (i¢_пп(и) - i¢_пп) - изменение энтальпии пара, направленного на промперегрев, из-за снижения давления пара на входе в промежуточный пароперегреватель вследствие уменьшения расхода пара D_пп на значение D_отб; определяется по is-диаграмме в процессе расчета поправок к мощности.

Относительные приросты по расходу тепла при измененных условиях Dq_о и исходных Dq_о(и) связаны один с другим так же, как и соответствующие значения относительных приростов по расходу свежего пара Dd_о и Dd_о(и) по формулам (7.12) и (7.12¢).

Относительные приросты по расходу тепла Dq_о(и) определяются либо непосредственно по соответствующим расходным характеристикам Q_о = f(N_т), либо расчетным путем, если имеются относительные приросты по расходу свежего пара Dd_о(и), как

Dq_о(и) = Dd_о(и)(i_о - )×10^-3,                                          (7.20)

а для турбин с промперегревом пара

Dq_о(и) = Dd_о(и)[(i_о - )×+ К_пп(i²_пп - i¢_пп)].                       (7.20¢)

Все указания разд. 7.2 по определению относительных приростов Dd_о(и) и Dd_о и их применению, а также рекомендации по расчету данных для построения графических зависимостей поправок распространяются и на настоящий раздел.

Относительные удельные значения поправок к расходу тепла, %/(Гкал/ч), (%/(т/ч)) вычисляются как:

- к полному (общему) расходу тепла

 =  10²;                                                            (7.21)

 =  10²                                                             (7.21¢)

- к расходу тепла на выработку электроэнергии

 =  10²;                                                            (7.22)

 =  10².                                                            (7.22¢)

8. ПОПРАВКИ НА ПОДВОД ТЕПЛА (ПАРА) В СХЕМУ ТУРБОАГРЕГАТА ОТ ВНЕШНЕГО ИСТОЧНИКА

8.1. Поправки к мощности турбоагрегата при D_о = const

Подвод тепла в схему турбоагрегата от внешнего источника приводит к изменению значений отборов пара непосредственно от турбины на регенеративные подогреватели и деаэратор. Эти изменения расходов пара зависят как от места подвода в тепловую схему внешнего теплоносителя, так и его начальной энтальпии, а также от количества теплоносителя, места его отвода из тепловой схемы (для обеспечения материального баланса D_о = D_п.в или D_о + D_пр = D_п.в) и его энтальпии в точке отвода.

При составлении уравнений тепловых балансов для определения значений изменений расходов пара необходимо рассматривать как подогреватели, к которым непосредственно подводится внешний теплоноситель, так и подогревателя, через которые в дальнейшем он прокачивается (до точки отвода его из схемы).

В общем виде изменение расхода пара на подогреватель может быть определено как:

- при подводе к подогревателю от внешнего источника пара в количестве D_подв с энтальпией i_подв

DD_отб = - D_подв ;                                              (8.1)

- при подводе внешнего теплоносителя в количестве D_подв с энтальпией в линию основного конденсата (питательной воды) перед подогревателем

DD_отб = D_подв ;                                             (8.1¢)

- при прохождении через последующий подогреватель внешнего теплоносителя в количестве D_подв

DD_отб = D_подв ;                                            (8.1")

В формулах (8.1) - (8.1")

i_отб,  - энтальпия соответственно греющего пара и конденсата греющего пара (дренажа) рассматриваемого подогревателя, ккал/кг;

,  - энтальпия основного конденсата (питательной воды) соответственно на выходе из рассматриваемого подогревателя и на входе в него, ккал/кг.

После определения значений изменений расходов пара на соответствующие регенеративные подогреватели, деаэратор (изменения значений отборов пара от турбины), используя соответствующие формулы и указания разд. 7.1, производят расчет поправок к мощности турбины при условии D_о = const. При этом стоящие перед членами формул знаки изменяются на противоположные. По результатам расчетов аналогичным образом отроят графические зависимости поправок к мощности турбоагрегата.

Для определения удельных поправок к мощности  количество подведенного от внешнего источника тепла в схему турбоагрегата Q_подв определяется как

Q_подв = Q¢_подв - Q_отв = D_подв×i_подв×10^-3 - D_отв×10^-3                               (8.2)

или при равенстве расходов D_подв = D_отв

Q_подв = D_подв×(i_подв - )×10^-3                                                   (8.2¢)

где  - энтальпия внешнего теплоносителя в точке его отвода из схемы, ккал/кг.

8.2. Поправки к расходу свежего пара на турбоагрегат

Указанные поправки к расходу свежего пара при условии N_т = const рассчитываются по соответствующим формулам разд. 7.2, в которые подставляются поправки к мощности турбоагрегата, рассчитанные для данного случая, D,  (разд. 8.1).

Все указания по расчету поправок и определению необходимых значений, входящих в формулы, изложенные в разд. 7.2, распространяются и на настоящий раздел. В значение поправки к расходу свежего пара в рассмотренном случае не включается расход пара от внешнего (постороннего) источника. В случае подвода от внешнего источника в тепловую схему турбоагрегата пара в количестве D_подв поправку к расходу пара на турбоагрегат (поправка к расходу пара, включая расход от внешнего источника) определяются как

- в абсолютных значениях, т/ч

DD¢_о = -Dd_оD + D_подв                                        (8.3)

или

DD¢_о = -Dd_о D_подв + D_подв = D_подв (1 - Dd_о)                   (8.3¢)

- удельное значение поправки, т/ч/(т/ч)

 =  = (1 - Dd_о);                                      (8.4)

- относительное удельное значение поправки, %/(т/ч)

 =  = ×10².                         (8.4¢)

8.3. Поправки к расходу тепла на турбоагрегат

Расчет поправок к расходу тепла на турбоагрегат при подводе в его тепловую схему от внешнего источника тепла и работе турбоагрегата по электрическому графику следует производить по следующим формулам:

- в абсолютных значениях (Гкал/ч) к общему (или на выработку электроэнергии) расходу тепла

DQ_о = DQ_э = -Dq_оD + D_подв×(i_подв - )×10^-3                             (8.5)

или

DQ_о = DQ_э = -Dq_о Q_подв + Q_подв = Q_подв (1 - Dq_о);                         (8.5¢)

- удельные значения поправки, Гкал/(Гкал/ч)

 =  = (1 - Dq_о);                               (8.6)

- относительные удельные значения поправки, %/(Гкал/ч)

 =  = ×10².                (8.6¢)

В формулы (8.5) - (8.6¢) подставляются поправки к мощности D, , полученные в результате рассмотренных выше расчетов (разд. 8.1). Все указания по определению относительных приростов Dq_о и Dq_о(и), получению данных для построения графических зависимостей поправок, изложенные в разд. 7.3, распространяются и на настоящий раздел.

Приложение 1

ГРАФИКИ СРЕДНЕВЗВЕШЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ ДАВЛЕНИЯ ПАРА ПЕРЕД СОПЛАМИ 1-й СТУПЕНИ ТУРБИНЫ (ОТСЕКА) ПРИ ДАВЛЕНИИ СВЕЖЕГО ПАРА Р_о(и); 1,1Р_о(и) и 0,9Р_о(и)

Рис. П1-1. Турбина К-300-240 ЛМЗ

Рис. П1-2. Турбина К-300-240 ХТГЗ (2-й модификации)

Рис. П1-3. Турбина Т-250/300-240-2 ТМЗ

Рис. П1-4. Турбина К-200-130 ЛМЗ

Рис. П1-5. Турбина К-160-130 ХТГЗ

Рис. П1-6. Турбина К-100-90-6 ЛМЗ

Рис. П1-7. Турбина К-100-90-7 ЛМЗ

Рис. П1-8. Турбина К-50-90-3 ЛМЗ

Рис. П1-9. Турбина Т-50-130 ТМЗ

Рис. П1-10. Турбина Т-100-130 ТМЗ

Рис. П1-11. Турбина ПТ-60-130/13 ЛМЗ

Рис. П1-12. Турбина ПТ-60-130/13 (ЧСД) ТМЗ

Рис. П1-13. Турбина ПТ-60-130/13 (ЧНД) ЛМЗ

Рис. П1-14. Турбина ПТ-50-130/7 ТМЗ

Рис. П1-15. Турбина ПТ-60-90/13 ЛМЗ

Рис. П1-16. Турбина ВПТ-25-4 ТМЗ

Рис. П1-17. Турбина ВПТ-25-3 ЛМЗ

Рис. П1-18. Турбина Р-100-130/15 ТМЗ

Рис. П1-19. Турбина Р-50-130/12 ЛМЗ

Приложение 2

ГРАФИКИ ПОПРАВОК К МОЩНОСТИ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ СТУПЕНИ ТУРБИНЫ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ДАВЛЕНИЯ СВЕЖЕГО ПАРА НА ±10 %

Рис. П2-1. Турбины:

а - К-300-240 ЛМЗ; б - К-300-240 ХТГЗ; в - Т-250/300-240-2 ТМЗ

Примечание к рис. П2-1 ¸ П2-4.

Линия  граница  = 0.

Рис. П2-2. Турбины:

а - К-200-130 ЛМЗ; б - К-160-130 ХТГЗ; в - К-100-90-6 ЛМЗ

Рис. П2-3. Турбины:

а - К-100-90-7; б - К-50-90-3 ЛМЗ

Рис. П2-4. Турбины:

а - Т-50-130 ТМЗ; б - Т-100-130 ТМЗ

Рис. П2-5. Турбина ПТ-60-130/13 ЛМЗ:

а - ЧВД; б - ЧСД; в - ЧНД.

Примечание к рис. П2-5 ¸ П2-8.

Линия  граница DN_р.ст = 0

Рис. П2-6. Турбины:

а - ПТ-50-130/7 ТМЗ; б - ПТ-60-90/13 ЛМЗ; в - ВПТ-25-4 ТМЗ

Рис. П2-8. Турбины:

а - Р-100-130/15 ТМЗ; б - Р-50-130/12 ЛМЗ

 

СОДЕРЖАНИЕ