ТИПОВАЯ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ТУРБОАГРЕГАТА Т-100/120-130-3 ТМЗ

          
    
     СОСТАВЛЕНА производственным предприятием Сибтехэнерго
     
     СОСТАВИТЕЛИ инженеры Э.В.Белоусова, В.Г.Белоусов, Г.И.Смирнова, Т.Ф.Локтеонова
     
     УТВЕРЖДЕНА Заместителем начальника Главтехуправления Д.Я.Шамараковым
               

Приложение

1. УСЛОВИЯ СОСТАВЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ

     
     Типовая энергетическая характеристика турбоагрегата T-100/120-130-3 ТМЗ составлена на базе тепловых испытаний двух турбин, проведенных МГП Союзтехэнерго на Рижской ТЭЦ-2 и Сибтехэнерго на Западно-Сибирской ТЭЦ, и отражает среднюю экономичность турбоагрегата, работающего по заводской расчетной тепловой схеме (рис.1), и при следующих условиях, принятых за номинальные:
     
     - давление и температура свежего пара перед стопорными клапанами турбины - 12,75 МПа (130 кгс/см) и 555 °С;
     
     - максимально допустимый расход свежего пара - 485 т/ч;
     
     - максимально допустимые расходы через переключаемый отсек и ЧНД - 356 и 290 т/ч, согласно сводке тепловых расчетов ТМТ-111558;
     
     - давление отработавшего пара:
     
     для характеристики конденсационного режима с постоянным давлением отработавшего пара и характеристик работы с отборами для двух- и одноступенчатого подогрева сетевой воды - 0,0049 МПа (0,05 кгс/см);
     
     для характеристики конденсационного режима при постоянном расходе и температуре охлаждающей воды в соответствии с тепловой характеристикой конденсатора КГ2-6200-III при =16000 м/ч и =20 °C - в соответствии с рис.31;
     
     для режима работы с отборами пара при трехступенчатом подогреве сетевой воды - в соответствии с рис.37;
     
     - система регенерации высокого и низкого давлений включена полностью, на деаэратор подается пар из III или II отборов, при снижении давления в камере III отбора до 0,69 MПa (7 кгc/см) пар на деаэратор подается из II отбора;
     
     - расход питательной воды равен расходу свежего пара;
     
     - температура питательной воды и основного конденсата за подогревателями соответствует зависимостям, приведенным на рис.6 и 7;
     
     - прирост энтальпии питательной воды в питательном насосе - 7 ккал/кг;
     
     - коэффициент полезного действия электрического генератора соответствует гарантийным данным завода-изготовителя;
     
     - диапазон регулирования давления пара в верхнем теплофикационном отборе - 0,059-0,245 МПа (0,6-2,5 кгс/см), в нижнем - 0,049-0,195 МПа (0,5-2,0 кгс/см);
     
     - нагрев сетевой воды в теплофикационной установке - 47 °С;
     
     - конденсат греющего пара подогревателей высокого давления сливается каскадно в ПВД N 5, а из него подается в деаэратор. При давлении пара в камере III отбора ниже 0,88 МПа (9,0 кгс/см) конденсат греющего пара из ПВД N 5 направляется в ПНД N 4. При этом, если давление пара в камере II отбора выше 0,88 МПа (9,0 кгс/см), конденсат греющего пара из ПВД N 6 направляется в деаэратор;
     
     - конденсат греющего пара подогревателей низкого давления сливается из ПНД N 4 в ПНД N 3, а из ПНД N 3 и ПНД N 2 в линию основного конденсата. Конденсат греющего пара из ПНД N 1 сливается в конденсатор;
     
     - верхний и нижний подогреватели сетевой воды подключаются к VI и VII отборам турбины. Конденсат греющего пара верхнего подогревателя сетевой воды () подается в линию основного конденсата за ПНД N 2, а нижнего () - в линию основного конденсата за ПНД N 1.
          
     

2. СОСТАВ ТУРБОУСТАНОВКИ

     
     В состав турбоустановки наряду с турбиной входит следующее оборудование:
     
     - генератор ТВФ-120-2 с водородным охлаждением;
     
     - четыре подогревателя низкого давления: ПНД N 1 типа ПН-250-16-7-III св., ПНД N 2 - 4 типа ПН-250-16-7-IV св.;
     
     - три подогревателя высокого давления: ПВД N 5-7 соответственно ПВ-425-230-13М, ПВ-425-230-23М и ПВ-425-230-35М;
     
     - два поверхностных конденсатора КГ2-6200-III;
     
     - два основных трехступенчатых пароструйных эжектора ЭГ-3-2А, один из которых является резервным. Расход пара на каждый основной эжектор составляет 850 кг/ч;
     
     - два подогревателя сетевой воды - верхний ПСГ-2300-3-8-II и нижний ПСГ-2300-2-8-I.
          
     

3. КОНДЕНСАЦИОННЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ

     
     При конденсационном режиме работы с отключенным регулятором давления полный расход теплоты брутто ( Гкал/ч) и расход свежего пара ( т/ч) в зависимости от мощности на выводах генератора (рис.23) аналитически выражается следующими уравнениями:
     
     при постоянном давлении отработавшего пара:
     

 МПа (0,05 кгс/см);

;

;

     
     при постоянном расходе (=16000 м/ч) и температуре (=20 °C) охлаждающей воды:
     

;

.

     
     Расходы теплоты и свежего пара для заданной в условиях эксплуатации мощности определяются по приведенным выше зависимостям с последующим введением необходимых поправок; эти поправки учитывают отклонения эксплуатационных условий от номинальных (от условий характеристики).
     
     Система поправочных кривых (рис.38 и 39) практически охватывает весь диапазон возможных отклонений условий эксплуатации турбоагрегата от номинальных. Это обеспечивает возможность анализа работы турбоагрегата в условиях электростанции.
     
     Поправки рассчитаны для условия сохранения постоянной мощности на выводах генератора. При наличии двух отклонений и более от номинальных условий эксплуатации турбогенератора поправки алгебраически суммируются.
          
     

4. РЕЖИМ РАБОТЫ С ОТПУСКОМ ТЕПЛОТЫ

     
     При режиме с теплофикационными отборами турбоагрегат может работать с одно-, двух- и трехступенчатым подогревом сетевой воды. Соответствующие типовые диаграммы режимов приведены: на рис.32 для одноступенчатого подогрева сетевой воды; на рис.34 - для двухступенчатого; на рис.36 - для трехступенчатого.
     
     На диаграммах указаны условия их построения, примеры их использования приведены в п.6.
     
     Типовые диаграммы режимов позволяют непосредственно определить для принятых исходных условий (, , ) расход пара на турбину.
     
     Удельные расходы теплоты на производство электроэнергии для соответствующих режимов работы следует определять непосредственно по рис.24 для одноступенчатого подогрева сетевой воды и на рис.25 для двухступенчатого подогрева сетевой воды.
     
     Эти графики построены по результатам специальных расчетов с использованием характеристик отсеков проточной части турбины и теплофикационной установки и не содержат неточностей, появляющихся при построении диаграммы режимов. Расчет удельных расходов тепла на выработку электроэнергии с использованием диаграмм режимов дает менее точный результат.
     
     Для определения удельных расходов теплоты на производство электроэнергии, а также расходов пара на турбину при давлениях в регулируемых отборах, для которых непосредственно не приводятся графики, следует использовать метод интерполяции.
     
     Для режимов работы с трехступенчатым подогревом сетевой воды удельный расход тепла на производство электроэнергии [ ккал/(кВт·ч)] следует определять по рис.26, который рассчитан по следующей зависимости:
     

,

     
где  - постоянные прочие тепловые потери; для турбин мощностью 100 МВт принимаются равными 1,18 Гкал/ч согласно "Инструкции и методическим указаниям по нормированию удельных расходов топлива на тепловых электростанциях" (М.: БТИ ОРГРЭС, 1966).

     

5. ПОПРАВКИ НА ОТКЛОНЕНИЕ УСЛОВИЙ РАБОТЫ

     
     На рис.40-46 приведены поправки на отклонение условий работы турбоагрегата от номинальных при различных режимах его работы.
     
     Расчету поправок к удельному расходу теплоты должно предшествовать определение режима регулирования пропуска пара в турбину:
     
     - дроссельного при регулировании пропуска только первым и вторым регулирующими клапанами;
     
     - соплового при регулировании третьим и четвертым регулирующими клапанами;
     
 а также графического (исходного) значения поправки - .
     
     Определение режима регулирования производится по заданным значениям электрической () и тепловой () нагрузок с использованием граничных линий давления в отопительном отборе ().
     
     Для области, ограниченной этими линиями, первоначально определяется точка пересечения линии электрической нагрузки с линией заданной тепловой нагрузки при сопловом режиме и ее положение относительно линии давления в отопительном отборе. При нахождении точки пересечения справа от граничной линии заданного давления в регулируемом отборе сопловой режим работы и графическое  определяются из этой точки по шкале . Если точка пересечения находится слева от граничной линии давления, то режим регулирования пропуска пара в турбину дроссельный и точка пересечения должна быть перенесена на линию заданной тепловой нагрузки при дроссельном регулировании.
     
     Для остальных областей определение графического значения поправок производится непосредственно для заданных значений электрической и тепловой нагрузок.
     
     Выбор формулы, по которой рассчитывается истинное значение поправки, производится исходя из условий, оговоренных в примечании к графику.
     
     При режимах работы по электрическому графику с одно- и двухступенчатым подогревом сетевой воды поправки (см. рис.40-41) рассчитаны при условии сохранения постоянными электрической мощности () и отпускаемого количества теплоты ().
     
     Поправка к удельному расходу теплоты на отклонение давления свежего пара от номинального значения определяется графо-аналитическим методом по рис.41, поясняющие примеры к которому приведены в п.7.
     
     Ввиду незначительного изменения удельного расхода теплоты при изменении температуры свежего пара поправки на отклонение температуры свежего пара от номинального значения к удельному расходу теплоты приняты равными нулю.
     
     При отклонении давления отработавшего пара от номинального значения поправка к мощности определяется по сетке поправок (cм. pис.45).
     
     Удельные расход теплоты при условии постоянства мощности следует пересчитать согласно примеру 2 в разд.8 (аналогично поправке ).
     
     При режимах работы по тепловому графику с одно- и двухступенчатым подогревом сетевой воды поправки рассчитаны при условии сохранения постоянными количества отпускаемой потребителю теплоты, расход свежего пара и электрическая мощность при этом будут изменяться согласно рис.42, 44. Поправки к удельному расходу теплоты при отклонении параметров свежего пара от номинальных значений показаны на рис.43.
     
     При режимах работы с трехступенчатым подогревом сетевой воды следует вносить поправки на отклонение параметров свежего пара и температуры обратной сетевой воды от номинальных значений к расходу свежего пара и к электрической мощности (рис.42, 44), а удельный расход теплоты определять по мощности при заданных условиях по рис.26.
     
     Поправка к электрической мощности на температуру обратной сетевой воды соответствует данным заводского расчета.
     
     Знаки поправок соответствуют переходу от условий построения диаграммы режимов к эксплуатационным.
     
     При наличии двух и более отклонений условий работы турбоагрегата от номинальных поправки алгебраически суммируются.
     
     Энтальпия пара в камерах регулируемых теплофикационных отборов определяется по графикам рис.29 и 30.
     
     Температурный напор подогревателей сетевой воды и встроенного пучка принят по расчетным данным ТМЗ и определяется по относительному недогреву по рис.28.
     
     Электрическая мощность (МВт), развиваемая по теплофикационному циклу за счет отпуска тепла из регулируемых отборов, определяется из выражения
     

,

     
где  - удельная выработка электроэнергии по теплофикационному циклу при соответствующих режимах работы турбоагрегата, определяется по рис.21.

     Электрическая мощность, развиваемая по конденсационному циклу, определяется по формуле
     

.

6. ПРИМЕРЫ ПОЛЬЗОВАНИЯ ДИАГРАММАМИ РЕЖИМОВ

     
Диаграмма режимов при одноступенчатом подогреве сетевой воды (рис.32)

     
     Пример 1.
     
     Задано: =90 Гкал/ч; =65 МВт; =0,1 МПа (1,0 кгс/см).
     
     Определить .
     
     На диаграмме находим заданную точку А (=90 Гкал/ч; =65 МВт). От точки А параллельно наклонной прямой продвигаемся по линии заданного давления (=0,1 МПа1,0 кгс/см). От полученной точки Б по горизонтальной прямой продвигаемся до линии заданного давления (=0,1 МПа1,0 кгс/см) правого квадранта. Из полученной точки В опускаем перпендикуляр на ось расходов. Точка Г соответствует определяемому расходу свежего пара.
     
     Пример 2.
     
     Задано: =130 Гкал/ч; =0,05 МПа (0,5 кгс/см).
     
     Определить , .
     
     На диаграмме находим заданную точку Д (=130 Гкал/ч; =0,05 МПа0,5 кгс/см). От точки Д по горизонтальной прямой продвигаемся до оси мощности. Точка Е соответствует определяемой мощности. Далее по горизонтальной прямой продвигаемся до линии заданного давления (=0,05 МПа0,5 кгс/см) правого квадранта. Из полученной точки Ж опускаем перпендикуляр на ось расходов. Полученная точка З соответствует определяемому расходу свежего пара.
          

Диаграмма режимов при двухступенчатом подогреве сетевой воды (рис.34)

     
     Пример 1.
     
     Задано: =100 Гкал/ч; =70 МВт; =0,12 МПа (1,2 кгс/см).
     
     Определить .
     
     На диаграмме находим заданную точку А (=100 Гкал/ч; =70 МВт). От точки А параллельно наклонной прямой продвигаемся до линии заданного давления (=0,12 МПа1,2 кгс/см). От полученной точки Б по горизонтальной прямой продвигаемся до линии заданного давления (=0,12 МПа1,2 кгс/см) правого квадранта. Из полученной точки В опускаем перпендикуляр на ось расходов. Точка Г соответствует определяемому расходу.
     
     Пример 2.
     
     Задано: =140 Гкал/ч; =0,18 МПа (1,8 кгс/см).
     
     Определить , .
     
     Находим заданную точку Д на диаграмме (=140 Гкал/ч; =0,18 МПа1,8 кгс/см). От точки Д по горизонтальной прямой продвигаемся до оси мощности. Точка Е соответствует заданной мощности. Далее по горизонтальной прямой продвигаемся до линии заданного давления (=0,18 МПа1,8 кгс/см) правого квадранта. Из полученной точки Ж опускаем перпендикуляр на ось расходов. Полученная точка З соответствует определяемому расходу свежего пара.
          

7. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ПОПРАВОК К УДЕЛЬНОМУ РАСХОДУ ТЕПЛОТЫ НА
ОТКЛОНЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ СВЕЖЕГО ПАРА ОТ НОМИНАЛЬНОГО ПРИ РАБОТЕ
 ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ ГРАФИКУ С ТЕПЛОФИКАЦИОННЫМИ ОТБОРАМИ

     
     Пример 1.
     
     Задано: =55 МВт; =80 Гкал/ч; =0,1 МПа1,0 кгс/см; =12 МПа120 кгс/см.
     
     Определить .
     
     Из точки =55 МВт проводим вертикальную линию до пересеченных с линией  (зона дроссельного регулирования <65,5 МВт), получим точку А. Из точки А опускаем перпендикуляр на ось поправок , получим точку Б, ей соответствует =-0,68%. Далее определяем  для давления в отборе =0,1 МПа1,0 кгс/см и =12 МПа120 кгс/см по формуле (2):
    

%.

     
     Пример 2.
     
     Задано: =80 МВт; =100 Гкал/ч; =0,12 МПа1,2 кгс/см; =12,5 МПа125 кгс/см.
     
     Определить .
     
     Из точки =80 МВт проводим вертикальную прямую до пересечения с прямой =100 Гкал/ч (зона дроссельного регулирования >65,5 МВт). Получим точку В, из нее опускаем перпендикуляр на ось , получим точку Г, =0,64%. Далее определяем  для давления в отборе =0,12 МПа1,2 кгс/см и =12,5 МПа125 кгс/см по формуле (1):
          

     
     Пример 3.
     
     Задано: =100 МВт; =120 Гкал/ч; =0,16 МПа1,6 кгс/см; =13,5 МПа135 кгс/см.
     
     Определить .
     
     Из точки =100 МВт проводим вертикальную прямую до пересечения с линией =120 Гкал/ч (зона соплового регулирования), получим точку Д, из нее опускаем перпендикуляр на ось , получим точку Е, ей соответствует =0,89%. Для давления свежего пара =13,5 МПа135 кгс/см определяем  по формуле (3):
     

%.

     
     Пример 4.
     
     Задано: =90 МВт; =140 Гкал/ч; =0,12 МПа1,2 кгс/см; =12 МПа120 кгс/см.
     
     Определить .
     
     Из точки =90 МВт проводим вертикальную прямую до пересечения с линией нагрузки =140 Гкал/ч (зона соплового регулирования, так как линия нагрузки =140 Гкал/ч пересекается с вертикальной прямой в пределах зоны соплового регулирования, ограниченной линией заданного давления в верхнем отборе - =0,12 МПа1,2 кгс/см), получим точку И. Из точки И опускаем перпендикуляр на ось , получим точку К, ей соответствует =1,04%. Для давления =12 МПа120 кгс/см определяем по формуле (3):
     

%.

     Пример 5.
     
     Задано: =90 МВт; =80 Гкал/ч; =0,12 МПа1,2 кгс/см; =13,5 МПа135 кгс/см.
     
     Определить .
     
     Определяем режим регулирования пропуска пара в турбину при заданных условиях. По условию точка пересечения  и  лежит в области, ограниченной линиями давления в регулируемом отборе, следовательно, необходимо определить положение точки относительно этих линий. Из точки =90 МВт проводим вертикальную прямую до пересечения с линией =80 Гкал/ч (точка Л). Точка Л лежит левее линии =0,12 МПа1,2 кгс/см, следовательно, режим регулирования дроссельный и =0,85% (точка З) определяется из точки Ж, полученной на пересечении продолжения вертикальной прямой с линией заданной тепловой нагрузки =80 Гкал/ч для дроссельного режима регулирования. Далее определяем  для давления в отборе =0,12 МПа1,2 кгс/см и =13,5 МПа135 кгс/см по формуле (1):
     

8. ПРИМЕРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТЕПЛОТЫ НА ВЫРАБОТКУ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТУРБОАГРЕГАТА

     
     Пример 1. Конденсационный режим с отключенным регулятором давления
     
     Дано: =100 МВт; =12,5 МПа125 кгс/см; =550 °C; =0,006 МПа0,06 кгс/см; тепловая схема - расчетная
     
     

     
     
     Пример 2. Режим работы с регулируемым отбором пара при работе по тепловому графику
     
     Дано: =120 Гкал/ч; =0,1 МПа1,0 кгс/см; =12,5 МПа125 кгс/см; =545 °C; =55 °С; подогрев сетевой воды - двухступенчатый
     
     

     
          
     Пример 3. Режим работы с регулируемыми отборами пара при работе по электрическому графику
     
     Дано: =100 МВт; =120 Гкал/ч; =0,1 МПа1,0 кгс/см; =13,5 МПа135 кгс/см; =555 °С; =55 °С; подогрев сетевой воды - двухступенчатый; тепловая схема - расчетная. Остальные условия - номинальные
     
     

     Пример 4. Режим работы с регулируемыми отборами пара при трехступенчатом подогреве сетевой воды
     
     Дано: =120 Гкал/ч; =0,1 МПа1,0 кгс/см; =13,5 МПа135 кгс/см; =560 °С; тепловая схема - расчетная