Линеаризованная расходная характеристика паровой турбины. Часть 3. Развенчиваем мифы о режимах работы паровой турбины

Аватар пользователя chuchueva
Часть 1. Основные вопросы
Часть 2. Пример построения для турбины ПТ-80 с использованием MATLAB
Часть 3. Развенчиваем мифы о режимах работы паровой турбины

Миф №1

Повышение тепловой нагрузки снижает удельный расход на электроэнергию. Или, другая формулировка, при повышенной тепловой нагрузке турбина работает в более экономичном режиме.

Поскольку удельный расход принято вычислять в единицах энергии, используем МВт·ч. Рассмотрим отдельно турбину, ее топливом считаем расход пара высокого давления Q0.

При расчете с помощью qт брутто часть энергии, расходуемая на выработку электроэнергии, искусственно перекладывается на тепло. Об этом пишут во всех научных работах, посвященных расчетам удельных расходов. Я подробно обсуждаю данный вопрос в своей работе Вычислительные методы определения удельных расходов условного топлива ТЭЦ на отпущенную электрическую и тепловую энергию в режиме комбинированной выработки.

Напомню, что линеаризованная расходная характеристика имеет вид

(1)

Согласно данному выражению расход пара высокого давления на выработку электроэнергии Q0(N) вычисляем следующим образом:

(2)

Отдельно отметим, что расход α0 называют условный расход пара высокого давления на холостой ход и относят на выработку электроэнергии (см. Синьков В.М. Оптимизация режимов энергетических систем). Величина Q0(N) не зависит от тепловой нагрузки паровой турбины.

Аналогично расходы пара высокого давления на выработку пара среднего давления Q0(Qп) и выработку пара низкого давления Q0(Qт) вычисляем как

(3)

(4)

Видим, что все три составляющие расхода пара высокого давления Q0(N), Q0(Qп), Q0(Qт) независимы друг от друга.

Нужно понимать, что в методе расчета при помощи qт брутто эта зависимость введена искусственно. Согласно этому методу для паровой турбины любой марки расход пара высокого давления Q0:

  • на выработку 1 МВт·ч пара низкого давления равен 1 МВт·ч;
  • на выработку 1 МВт·ч пара среднего давления равен 1 МВт·ч;
  • на выработку 1 МВт·ч пара высокого давления равен 1 МВт·ч (если мы вдруг решим продавать пар высокого давления соседу).

Короче говоря, расход пара высокого давления на выработку единицы, например, 1 МВт·ч, любого пара с любыми параметрами одинаковый и равный 1 МВт·ч. Это противоречит не только Второму закону термодинамики, но и здравому смыслу.

Построенная нами линеаризованная расходная характеристика имеет вид:

(5)

Согласно формулам (3) и (4) для рассмотренной турбины ПТ-80 расходы пара высокого давления на выработку 1 МВт·ч пара среднего и 1 МВт·ч пара низкого давления равны

(6)

(7)

Мы видим, что при расчете на основании линеаризованной расходной характеристики паровой турбины расход пара высокого давления на выработку 1 МВт·ч другого пара зависит от качества этого (другого) пара:

  • для пара с более низкими значениями давления и температуры расход ниже;
  • для пара с более высокими значениями давления и температуры расход выше.

Таким образом, расход пара высокого давления зависит от качества отпускного пара. Это и есть первый признак соответствия линеаризованной расходной характеристики паровой турбины Второму закону термодинамики. Подробнее о качестве энергии можно почитать в Kotas T.J. The Exergy method of Thermal plant analysis.

Резюмируем: повышение тепловой нагрузки не влияет на расход пара высокого давления на выработку электроэнергии.

Миф №2

Характеристика относительных приростов топлива для паровой турбины нелинейна.

Характеристика относительных приростов топлива для паровой турбины является величиной, показывающей, насколько повышается расход топлива (говоря о турбине, имеем в виду пар высокого давления Q0) при изменении электрической нагрузки N на единицу:

(8)

Согласно построенному нами плоскому многоугольнику, величина ХОП является постоянной и равной значению коэффициента αN.

Резюмируем: характеристика относительных приростов топлива для паровой турбины является постоянной величиной.

Часть 1. Основные вопросы
Часть 2. Пример построения для турбины ПТ-80 с использованием MATLAB
Часть 3. Развенчиваем мифы о режимах работы паровой турбины
Для добавления комментариев войдите или зарегистрируйтесь

2010 - 2017 © Математическое бюро

Все права защищены в соответствии с законодательством РФ

При полном или частичном использовании материалов ссылка на сайт обязательна