Методом зміни коефіцієнта потужності турбогенератора

 

При удосконаленні теплових схем ТЕС шляхом подачі додаткової пари, наприклад, пари від сепараторів безперервного продування, котлів-утилізаторів, систем випарного охолоджування і інших джерел, пара вносить додаткову теплоту до теплової схеми:

, (1.49)

де D_д – витрата додаткової пари;

i_д – ентальпія додаткової пари.

Зміна кількості теплоти в тепловій схемі від додаткового потоку пари визначається з урахуванням коефіцієнта цінності теплоти пари ξ:

. (1.50)

Коефіцієнт цінності теплоти додаткової пари ξ обчислюється по коефіцієнту недовиробітку потужності y_N:

, (1.51)

де k_c – коефіцієнт схеми.

. (1.52)

Додаткова теплота в тепловій схемі ΔQ_т приводить до зменшення витрати пари на турбіну і, відповідно, до економії палива на вироблення пари в парогенераторі:

. (1.53)

Таким чином, при подачі додаткового потоку пари в теплову схему і збереженні постійної потужності турбогенератора, економія палива в парогенераторі визначається в наступній послідовності:

1) визначається теплота додаткового потоку пари Q_д (1.49);

2) визначається коефіцієнт недовиробітку потужності y_N (1.52);

3) визначається коефіцієнт цінності теплоти додаткової пари ξ (1.51);

4) визначається зміна теплоти в тепловій схемі ΔQ_т (1.50);

5) визначається економія палива ΔВ_п (1.53).

В тому випадку, якщо витрата палива залишається постійною, додатковий потік пари приводить до збільшення потужності турбогенератора:

, (1.54)

де e – коефіцієнт потужності, який показує збільшення потужності в турбогенераторі на одиницю теплоти додаткового потоку пари

. (1.55)

При урахуванні множення (1.50)

. (1.56)

В результаті підстановки (1.56) в (1.54)

(1.57)

Після перетворення (1.57) отримаємо відношення, відповідні абсолютному внутрішньому к.к.д. турбогенератора η_і:

; (1.58)

, (1.59)

тут η_t – термічний к.к.д. паротурбінної установки;

η_oi – внутрішній відносний к.к.д. турбіни;

η_эм – електромеханічний к.к.д. турбогенератора.

Вираження (1.58) допустиме за умови, що додаткова теплота, що надходить в теплову схему ΔQ_т не перевищує 10% від кількості теплоти пари, що поступає в турбіну Q_т:

. (1.60)

Відповідно до вираження (1.58):

(1.61)

Таким чином, збільшення потужності турбогенератора від додаткового потоку пари при збереженні постійної витрати палива визначається в наступній послідовності:

1) визначається теплота додаткового потоку пари (1.49);

2) визначається коефіцієнт недовиробітку потужності (1.52);

3) визначається коефіцієнт цінності додаткового потоку пари (1,51);

4) визначається коефіцієнт зміни потужності турбогенератора (1.61);

5) визначається зміна потужності турбогенератора (1.54).

Розглянемо застосування методів коефіцієнта цінності теплоти і коефіцієнта зміни потужності турбогенератора при виборі місця підведення пари від сепаратора безперервного продування в тепловій схемі на базі турбіни К-100-130 (див. рис. 1.12):

К – конденсаційна турбіна;

100 – номінальна потужність турбіни, МВт;

130 – тиск пари, що поступає в турбіну, атм. (12,8 МПа).

Завдання полягає у визначенні місця підключення, при якому можлива максимальна економія палива в разі збереження потужності турбогенератора або максимальне збільшення потужності турбогенератора при збереженні постійної витрати палива в парогенераторі.

Витрата пари від сепаратора безперервного продування визначається вираженням:

, (1.62)

де - ентальпія продувальної води при температурі насичення, відповідній тиску в барабані;

- ентальпія продувальної води при температурі насичення, відповідній тиску в сепараторі;

- ентальпія сухої насиченої пари при тиску в сепараторі;

- витрата продувальної води.

Можливі п'ять варіантів підключення: відбори 1…5, тиск в яких визначає тиск пари в сепараторі, тобто

, ,

де і - відповідно ентальпія киплячої продувальної води і насиченої пари при тиску в і-тому відборі.

 

РБП – редуктор безперервного продування для пониження тиску продувальної води;

СБП – сепаратор (розширювач) безперервного продування для отримання вторинної пари від скипання;

ТСБП – теплообмінник сепаратора безперервного продування для охолоджування залишків продувальної води в сепараторі;

Др – дренаж продувальної води в каналізацію.

 

Рисунок 1.12 – До вибору місця підключення додаткового потоку пари в тепловій схемі на базі турбіни К-100-130

 

При підключенні сепаратора до відборів вираження (1.62) приймає вигляд:

. (1.63)

В тому випадку, якщо зберігається потужність турбогенератора, економія палива від подачі пари сепаратора безперервного продування для всіх точок підключення визначається в наступній послідовності:

1) обчислюється кількість пари від сепаратора безперервного продування (1.63);

2) обчислюється кількість додаткової теплоти пари:

; (1.64)

3) обчислюється коефіцієнт недовиробітку потужності:

; (1.65)

4) обчислюється коефіцієнт цінності теплоти пари ξ (1.51);

5) визначається зміна теплоти в тепловій схемі (1.50);

6) визначається економія палива В_п (1.53).

З п'яти варіантів підключення, приймається той, який дає максимальну економію палива.

В тому випадку, якщо зберігається витрата палива, зміна потужності турбогенератора визначається в наступній послідовності:

1) обчислюється кількість пари від сепаратора безперервного продування (1.63);

2) обчислюється кількість додаткової теплоти пари Q _д (1.64);

3) обчислюється коефіцієнт недовиробітку потужності y_N (1.65);

4) обчислюється коефіцієнт цінності теплоти пари ξ (1.51);

5) визначається коефіцієнт зміни потужності е (1.61);

6) визначається збільшення потужності турбогенератора (1.54).

З п'яти варіантів відборів, приймається той, який дає максимальне збільшення потужності турбогенератора.