Влияние конечного давления и универсальная кривая поправок на вакуум

В процессе эксплуатации конденсационных турбин давление р_к в конденсаторе изменяется в зависимости от времени года, изменения паровой нагрузки конденсатора, загрязнения его трубок, ухудшения вакуумной плотности и ряда других причин. При этом изменяются располагаемый теплоперепад турбины и относительный внутренний h_oi ее последних ступеней, потери с выходной скоростью и расход пара в конденсатор, а также степень влажности водяного пара в ЧНД турбины. При этом изменение конечного давления в основном сказывается на режиме работы последних ступеней.

Различают два возможных случая работы последних ступеней:

1. режим с докритическими скоростями истечения пара из рабочей решетки (e_к=р_к/р_2кр >1);
2. режимы при критическом и сверхкритическом истечении с дополнительным расширением пара в косом срезе решетки (e_к=р_к/р_2кр £1).

Критическое давление, устанавливающее границу между этими режимами, определяется выражением: р_2кр = G _к а_* /(хF₂) = 0,328×10^-3G_к/ F₂, МПа где G _к – расход пара через последнюю ступень ЦНД турбины, кг/с; а_* - значение критической скорости истечения, определяемое параметрами пара за последней ступенью; х – показатель изоэнтропы влажного водяного пара; F₂ – площадь горловых сечений на выходе из рабочей решетки последней ступени.

Пусть при докритическом режиме давление в конденсаторе увеличилось с расчетного значения р_к0 до р_к (ухудшился вакуум в конденсаторе). Это приведет к уменьшению теплового перепада турбины на D Н₀, изменениям влажности пара, потерь с выходной скоростью D Н_вс в последней ступени.В результате уменьшение внутренней мощности турбины составит:

D N_i = N_i - N_i0 = - (G _к0 + D G _к) D H_i + H_i0 D G _к,

где Н_i0 и D Н_i – соответственно, использованный теплоперепад группы ступеней части низкого давления турбины за последним нерегулируемым отбором пара в расчетном режиме и изменение этого теплоперепада; G _к0 – расход пара в конденсатор в исходном режиме, а D G _к – его изменение.

Изменение использованного теплового перепада турбины D H_i = (1 - y_ср)(D H₀h_oi - D H_вс), где h_oi – относительный внутренний КПД процесса расширения пара в интервале между изобарами р _к и р _к0 без учета потерь от влажности и с выходной скоростью; y_ср – среднее значение степени влажности пара, определяемое по h,s - диаграмме.

В свою очередь, изменение расхода пара в конденсатор определяется изменением расхода в ранее рассмотренном ПНД регенеративной системы турбоустанов:

где h_п и h_п¹ – энтальпии отбираемого (греющего) пара и его конденсата; h_к¹ – энтальпия основного конденсата.

Изменение потерь с выходной скоростью DH_вс = 0,5(с₂² - с₂₀ ²),где значения абсолютных скоростей определяются по треугольникам скоростей.

Итак, для режимов с докритическими скоростями существует прямая связь между приращением теплоперепада и мощности. Изменение расхода пара в турбину при этих условиях определяется выражением: ,

где р_z0 – конечное давление при расчетном режиме, р_z1 – измененное конечное давление. При этом, если регулирующая ступень турбины с противодавлением работает в критическом режиме, то понижение противодавления не изменяет расхода пара в турбину.

При сверхкритических режимах изменение конечного давления р_к для конденсационной турбины не сказывается на параметрах пара перед ее последней ступенью. Поэтому мощность всех ступеней, кроме последней, остается постоянной. До тех пор, пока не реализуется предельное расширение в косом срезе ее решеток, будет происходить увеличение мощности по мере снижения давления р_к. Универсальная кривая приращения мощности от давления в конденсаторе вида

Линия АВ в ней отражает приращение мощности при снижении р_к в докритических режимах истечения. Точка В соответствует формированию критической скорости течения в последней ступени турбины, а участок ВС отражает прирост мощности за счет расширительной способности косого среза рабочей решетки. В точке С эта способность исчерпывается и при дальнейшем понижении давления в конденсаторе мощность турбины изменяться не будет.

Поскольку при снижении р_к уменьшается энтальпия конденсата на входе в ПНД-1, то расход отбираемого пара в него возрастает. Следовательно, уменьшится расход пара через последний отсек ЦНД турбины и ее мощность. Поэтому на универсальной кривой вместо участка неизменной (максимальной) мощности пунктиром показана кривая ее снижения

22.1 Режимы разгрузки в пределах регулировочного диапазона. маневренность энергоблока определяется совокупностью его следующих характеристик

1. регулировочный диапазон - разность N_мах-N_min, при котором блок может работать долгое время (уровень регулировочного диапазона в основном определяется условиями работы котла, так как ограничений по работе турбины практически нет);

2. время останова и пуска блока из различных тепловых состояний его оборудования;

3. скорость изменения нагрузки, характеризуемая приемистостью энергоблока

Следует отметить, что режимы разгрузки связаны со снижением экономичности оборудования энергоблока. Поэтому велика значимость выбора программ регулирования их мощности. Для ТЭС существуют три основные программы регулирования

а) при постоянном давлении свежего пара р₀ и переменном положении регулирующих клапанов турбоагрегата (изменение давления пара производится его дросселированием в регулирующих клапанах турбины);

б) со скользящим начальным давлением (давление изменяется питательным насосом) и неизменном положении регулирующих клапанов (до уровня относительной мощности N_Э/N_Э,ном»0,3-0,35);

в) комбинированная программа, когда в области высоких нагрузок реализуется программа а), а в области низких нагрузок – программа со скользящим давлением в двух сопловых коробках турбины при закрытых остальных.