Способы получения дополнительной мощности на различных типов энергоблоков.

Получение дополнительной мощности за счет отключения ПВД широко применяется для покрытия пиков нагрузки. Дополнительная мощность при этом вырабатывается за учет увеличения расхода пара через проточную часть турбины. Коэффициент полезного действия блока в этом случае несколько снижается, однако достигается повышение мощности его за время, необходимое для отключения ПВД. [

Предложения в тексте с термином "Энергоблок"

Объединение гидравлических станций с тепловыми позволяет выравнивать суточный график загрузки паротурбинных энергоблоков и осуществлять ремонт тепломеханического оборудования в период большой приточности воды.

Укрупнение энергосистем способствует повышению надежности энергоснабжения, снижению общих затрат на резервирование и увеличению единичных мощностей энергоблоков и в результате обеспечивает снижение удельных затрат на производство энергии.

Выявление этих особенностей в условиях ввода новых энергоблоков в энергетических системах позволяет определить экономически наивыгоднейшие режимы каждого типа установки на перспективу.

Очевидно, что оптимальные режимы работы проектируемого энергоблока должны определяться в зависимости от общих графиков потребления электроэнергии в системах, структуры их генерирующих мощностей и технических возможностей регулирования электрической мощности каждого имеющегося агрегата.

В настоящее время на отечественных электростанциях освоен и успешно эксплуатируется теплофикационный энергоблок Т-250/300-240 на закритическое начальное давление с промежуточным перегревом пара.

График нагрузки энергоблока с ежесуточными остановами представлен на рис.

Наиболее крупные энергоблоки мощностью 500 МВт и выше останавливать в ночное время не представляется возможным ни по техническим, ни по экономическим условиям.

В часы наибольшей нагрузки энергосистем такие блоки должны максимально нагружаться, что делает весьма актуальной проблему поиска путей получения кратковременной дополнительной мощности на крупных энергоблоках.

Поэтому крупные паротурбинные энергоблоки выполняются с дроссельным паровпуском.

На тепловую экономичность турбоагрегатов и энергоблоков значительное влияние оказывает способ регулирования их мощности.

Имеющийся отечественный и зарубежный опыт эксплуатации крупных энергоблоков на скользящем давлении пара подтвержда-92 ет высокую экономичность этого способа.

Вместе с тем регулирование мощности скользящим давлением вызывает ряд трудностей, особенно в энергоблоках сверхкритического давления пара.

При таком регулировании закрытые клапаны ЦВД обеспечивают повышение приемистости энергоблока, особенно при небольших набросах нагрузки.

Проведенная «Союзтехэнерго» большая серия испытаний на энергоблоках мощностью 300 МВт Костромской ГРЭС подтверждает возможность надежной работы этих блоков в условиях такого регулирования в диапазоне нагрузок от 220 до 140 МВт при работе на мазуте.

Применяя сочетания различных •способов перегрузки и их экономически наивыгоднейшую последовательность, можно достичь максимальной мощности энергоблока.

Очевидно, что чем больше времени работает энергоблок с пониженными нагрузками, тем выгоднее принимать более низкую экономическую мощность по отношению к номинальной.

Зависимость т]0«ЦВД энергоблока от нагрузки при различных соотношениях экономической и номинальной мощностей:а — сопловое парораспределение: / — Л',,.

12, где представлены зависимости указанных тепловых потерь и КПД котлоагрегата энергоблока мощностью 300 МВт, работающего на твердом топливе, от нагрузки D.

Опыт эксплуатации отечественных крупных энергоблоков мощностью 300, 500 и 800 МВт, работающих на различных видах топлива, показывает, что нарушение аэродинамики газовых потоков на выходе из топки приводит к появлению отдельных очагов интенсивного шлакования.

Рассмотрим это на примере конденсационных энергоблоков.

Особенно опасны знакопеременные температурные напряжения, приводящие к снижению надежности и срока службы отдельных узлов и энергоблоков в целом.

Пусковой расход топлива на остановленный в резерв энергоблок определяют как сумму его расхода на пуск (от начала растопки парогенератора до синхронизации) В} и перерасхода, вызванного работой на пониженных параметрах пара В2 до полного выхода на номинальный режим:

Она зависит от продолжительности простоя энергоблока (температурного состояния парогенератора и турбины в начале растопки), аккумулирующей тепловой емкости прогреваемых элементов, допустимой скорости повышения температуры применяемых сталей и т.

Пусковые расходы топлива энергоблок К-300-240: о — опытные данные на

Где Т2—f\ — продолжительность работы энергоблока на пониженных параметрах при текущей мощности NJ, ч; Ьп, Ь — удельные расходы топлива при текущих и номинальных значениях основных параметров цикла, т/(МВт-ч); / — число расчетных периодов в промежутке от TI до т2; TJ — продолжительность такого периода, ч.

Зависимость пускового расхода топлива энергоблоком мощностью 300 МВт от продолжительности простоя в резерве 7Р, по опытным данным, приведена на рис.

Эти данные корректируются в зависимости от уровня автоматизации и конкретных особенностей работы каждого энергоблока.

Как видно из таблицы, продолжительность пуска энергоблоков с барабанными и прямоточными котлами одинакова.

Однако суммарные пусковые потери топлива энергоблоками с прямоточными котлованами оказываются большими.

Энергоблоки Продолжительность простоя T.

Зависимость количества вынужденных остановов лв от числа плановых /гПл энергоблоков мощностью 150 и 200 МВт: • - К-150-130; — К-200-130

При решении вопроса об остановах энергоблоков следует также учитывать обусловленное этим снижение их надежности работы.

Зарубежный опыт эксплуатации паротурбинных энергоблоков с ежесуточными остановами показывает, что имеется примерно линейная зависимость числа повреждений арматуры от числа пусков.

Так, при 544 и 456 пусках двух энергоблоков мощностью по 160 МВт имелось соответственно 515 и 411 повреждений арматуры, а при 315 и 123 пусках двух турбоагрегатов мощностью по 275 МВт — соответственно 262 и 183 повреждений.

Следует отметить, что рассматриваемые энергоблоки мощностью 150 и 200 МВт проектировались ранее для несения преимущественно базовых нагрузок и не предназначались для работы в режиме частых остановов и пусков.

Для специально спроектированных маневренных энергоблоков снижение надежности работы от числа пусков значительно меньше.

эксплуатируемых энергоблоков.

Так, предварительные исследования маневренного энергоблока К-500-130 с начальной температурой пара 510/510° С показывают, что его ежесуточный останов практически не снижает долговечности.

Здесь (будДт)отк, (ЬудДт)—произведения удельного расхода топлива на его стоимость соответственно отключаемого и догружаемого энергоблоков; ВпДт — пусковой перерасход топлива и его стоимость с учетом затрат на доставку ТЭС; Ab3N3 — экономия от уменьшения удельного расхода топлива на догружаемых блоках, нагрузка которых составляла N3.

КОНДЕНСАЦИОННЫМИ ЭНЕРГОБЛОКАМИ

При одновременной работе на ТЭС нескольких энергоблоков возникает задача определения наивыгоднейшей загрузки каждого из них.

С целью достижения наибольшей экономии топлива в энергосистеме рассмотрим сначала задачу распределения активной мощности между параллельно работающими конденсационными энергоблоками при сохранении ее отдачи потребителю неизменной.

Суммарный расход топлива всеми установками (энергоблоками) станции п

Здесь дВ/dN — относительный прирост расхода топлива каждым энергоблоков на рассматриваемом режиме.

Отсюда условием наивыгоднейшего распределения нагрузок между энергоблоками является большая загрузка блоков, имеющих малые относительные приросты, и разгрузка блоков, имеющих большие относительные приросты топлива, до тех пор пока их значения не станут равными dBl/dNi = dB2ldNa=.

Очевидно, что наименьший расход топлива на ТЭС будет достигаться при работе энергоблока с мощностью N<="" p="">

Оптимизация распределения нагрузок методом относительных приростов оказывается весьма сложной и трудоемкой при большом числе параллельно работающих энергоблоков.

Такая разгрузка ТЭЦ связана со значительным ухудшением ее экономичности и может применяться только по исчерпании регулировочных возможностей конденсационных энергоблоков.

Особенности распределения нагрузок между парогенераторами и энергоблоками при сжигании нескольких видов топлива.

Примером этого может служить энергоблок мощностью 150 МВт, предназначенный для покрытия пиков электрической нагрузки [55].

В пределах каждой группы следует также различать энергоблоки по их мощности.

При проектировании подобных маневренных энергоблоков применяются [54] специальные меры по повышению их надежности.

Предполагается создание таких энергоблоков мощностью до 600 МВт, а в дальнейшем и 900 МВт с давлением пара 12,5 и 17,0 МПа.

Соотношение между уменьшением капиталовложений на сооружение пикового энергоблока и возрастанием его удельного расхода топлива выбирается из условий достижения минимума приведенных затрат на отпуск электрической энергии, выражающихся следующей формулой: ра)Йу„//1] + Спр, (1.

При оптимизации параметров теплоэнергетических установок одноцелевого назначения часто применяют различные способы сопоставления вариантов и приведения их к равному энергетическому эффекту — при постоянной электрической мощности энергоблока, при неизменном расходе свежего пара, при заданном пропуске пара в конденсатор и пр.

При постоянном расходе свежего пара (D0 = eonst) и переменной мощности энергоблока уравнение часового расхода топлива в условной системе, состоящей из оптимизируемой и замещаемой установок, на основе зависимости (5.

В общем случае дифференциальное уравнение расхода топлива энергоблоком в зависимости от искомого параметра х и расхода свежего пара D0 имеет вид

Это доказывает, что определение термодинамически оптимального значения искомого параметра при условии N = const дает одинаковый результат с вариантом D0 = = const и замещением недостающей мощности в системе дополнительным количеством проектируемых энергоблоков.

Оптимизация при Л^ = const оказывается предпочтительной и в том случае, когда задается суммарная электрическая мощность проектируемых энергоблоков, а их количество может изменяться, т.

В общем случае при варьировании расчетным параметром х изменение расхода топлива в системе при какой-то заданной характеристике энергоблока у, соответствующее условию оптимизации при постоянной мощности блока (N = const), имеет вид дВ/дх= (дВ/дх)у—(дМ/дх)у(дВ/дЫ)х.

Если конденсационный энергоблок участвует в выработке основной энергии и кратковременно перегружается в часы пиковых нагрузок (путем форсиров-ки, отключения ПВД и т.

Выразим коэффициент готовности энергоблока, работающего в непрерывном режиме, через время наработки на отказ Ти и время восстановления Та

Годовой отпуск энергии проектируемым энергоблоком связан с его коэффициентом готовности зависимостью

\ 1 \ \ i ПолупикоВый \ 1 энергоблок \Л К -500 -130 Базовый энергоВло Н-800-2Щ к?

Они оказываются тем больше, чем меньше годовое число часов использования номинальной мощности энергоблока, что снижает расход металла и стоимость изготовления дорогостоящих труб.

Однако при этом возрастают капитальные затраты и снижается надежность работы энергоблоков, что приводит к наличию ее экономического оптимума.

Кроме того, увеличение единичной мощности энергоблока и числа часов его использования приводит к целесообразности перехода на более жаропрочные, и более дорогие стали.

Для этого рассмотрим зависимости для определения годовых расходов топлива энергоблоком упрощенно по числу часов использования установленной мощности и с дифференцированным учетом отдельных его режимов.

Поэтому для конденсационного энергоблока dpni — Gdpno или дрш — G.

Расчетные схемы регенеративного по-догрева питательной воды крупных энергоблоков: а — без выносных пароохладителей; б — с полным потоком воды через выносной пароохладитель; в — с частичным потоком воды через пароохладитель; К — котлоагрегат; Д — деаэратор; 1—9 — порядковый номер регенеративных подогревателей гревателями поверхностного типа представлены на рис.

В настоящее время отечественная энергетика ориентирована на преимущественное сооружение атомных электростанций, а также гидроэлектростанций и крупных энергоблоков для работы на твердых топливах.

10, где приведены результаты их расчетов для конденсационного энергоблока на закритическое начальное давление (рю = 23,5 МПа).

Зависимость ряда производных по параметрам цикла от относительной мощности энергоблока: р,0/р20 = 23,5/3,9 МПа; <,o=5GOa С Способы регулирования:----------дроссель-нос; ---------сопловое;-----.

Сюда включены только те зависимости, которые используются ниже при определении наивыгоднейших значений искомых параметров теплофикационных паротурбинных энергоблоков.

Увеличение мощности энергоблоков вплоть до экономической приводит к снижению удельного расхода топлива.

Очевидно, что наибольшая экономия топлива АВ получается в том случае, когда будут догружаться энергоблоки, имеющие наименьшие (по абсолютной величине) значения приростов dB/dN.

Поэтому чем меньше (по отношению к экономической) будет исходная мощность догружаемых энергоблоков, тем больше окажется экономия топлива Д6.

С учетом того, что в настоящее время и в перспективе наиболее распространенным будет оборотное водоснабжение, проведены расчеты оптимальных конечных параметров пара маневренного энергоблока с прудом-охладителем.

Рассмотрены энергоблоки турбин — К-300-240 и К-500-166, отличающиеся начальными параметрами пара.

По мере увеличения продолжительности прохождения пика эффективность использования ГТУ снижается и более экономичным оказывается получение дополнительной мощности на энергоблоках указанным способом.

опт, что приводит к значительному увеличению расходов пара по ступеням турбины, мощности энергоблока и ухудшению вакуума.

Все энергоблоки ТЭС, в том числе и самые крупные, должны обладать достаточно высокой маневренностью.

Основные характеристи-ки при оптимальном байпасном подводе пара в турбине К-500-166 размере 83 кг/с (300 т/ч), то для энергоблока с турбиной К-300-240 предельной оказывается мощность 450 МВт, что соответствует /эбо.

Приведенная выше методика позволяет учитывать различные условия использования и эксплуатации паротурбинных энергоблоков при определении наивыгоднейших их параметров.

С другой стороны, нельзя ограничиваться только одним типом энергоблоков, которые будут работать в различных режимах и кли

Кроме определения числа модификаций основного оборудования по их параметрам нуждаются в унификации отдельные элементы и сборочные единицы различных энергоблоков (ступени низкого давления, конденсаторы, регенеративные подогреватели и т.