МТ 34-70-027-86

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПОПРАВОК
К МОЩНОСТИ, РАСХОДУ СВЕЖЕГО ПАРА И УДЕЛЬНОМУ РАСХОДУ ТЕПЛОТЫ
НА ОТКЛОНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ И УСЛОВИЙ ОТ НОМИНАЛЬНЫХ
ДЛЯ ТУРБОАГРЕГАТОВ С РЕГУЛИРУЕМЫМИ ОТБОРАМИ ПАРА

     
     
Срок действия с 01.01.87
до 01.01.92

     
     
     РАЗРАБОТАНО Производственным объединением по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей "Союзтехэнерго"
     
     ИСПОЛНИТЕЛИ М.А.Ухоботин (МГП Союзтехэнерго), Э.В.Белоусова (Сибтехэнерго), С.Н.Соколов (Уралтехэнерго)
     
     УТВЕРЖДЕНО ПО "Союзтехэнерго" 22.09.86 г.
     
     Главный инженер К.В.Шахсуваров
     
     

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

     
     1.1. При нормировании и планировании основных технико-экономических показателей применяются типовые энергетические характеристики (ТЭХ), справедливые для определенных номинальных условий. Для оценки работы турбоагрегата в условиях эксплуатации при отклонении тех или иных условий от принятых за номинальные необходимо вводить соответствующие поправки.
     
     1.2. В настоящей Методике приводится порядок расчета поправок к мощности, расходу свежего пара и удельному расходу теплоты для турбин с регулируемыми отборами паре и ступенчатым подогревом сетевой воды на отклонение следующих параметров и условий работы от номинальных:
     
     - начальных параметров пара;
     
     - давления пара в камерах регулируемых отборов для турбин типа ПТ;
     
     - давления отработавшего пара;
     
     - температуры конечного подогрева питательной воды;
     
     - температуры обратной сетевой воды;
     
     - отключение группы подогревателей высокого давления;
     
     - отличие расхода питательной воды от расхода свежего пара.
     
     1.3. Поправочные кривые представляются отдельно для режимов:
     
     - конденсационного с отключенными регуляторами давления в регулируемых отборах;
     
     - с включенными регуляторами давления и отборами пара на производство (для турбин типа ПТ) и сетевые подогреватели (для турбин типа ПТ и Т);
     
     - по тепловому графику (для турбин типа Т) с максимальной тепловой нагрузкой.
     
     1.4. Для турбин типа Т расчет поправок выполняется во всем диапазоне изменения тепловых и электрических нагрузок и давления пара в камере регулируемого отбора. При незначительном влиянии расхода или давления пара в регулируемом отборе на значения поправок последние усредняются.
     
     1.5. Для турбин типа ПТ поправочные кривые применяются для всех режимов с производственным отбором, теплофикационный отбор практически не влияет на значения поправок.
     
     1.6. Для одно- и двухступенчатого подогрева сетевой воды поправки получаются практически равными.
     
     1.7. При конденсационном режиме поправки, как правило, вносятся к расходу пара на турбину и расходу теплоты (полному и удельному) в долях от значений, взятых соответственно заданной нагрузке из нормативных графиков ТЭХ.
     
     1.8. При работе с регулируемыми отборами по электрическому графику для турбин типа Т поправки рассчитываются к удельному расходу теплоты и расходу свежего пара при условии сохранения неизменными исходного значения электрической мощности () и тепловой нагрузки (); также приводятся отклонения мощности при условии сохранения неизменным исходного значения расхода пара на турбину ().
     
     1.9. Для турбин типа ПТ поправки даются к удельному расходу теплоты и к мощности, с помощью последней определяется расход пара на турбину по диаграмме режимов при заданных условиях и измененном параметре.
     
     1.10. При работе по тепловому графику (для турбин типа Т) поправки рассчитываются к удельному расходу теплоты, расходу пара на турбину и электрической мощности при условии сохранения неизменным исходного значения тепловой нагрузки.
     
     1.11. Расчет поправок производится в следующем порядке:
     
     - соответственно отклоненному параметру определяется изменение мощности с помощью заводских поправочных кривых или -диаграммы. При подсчете суммарного отклонения мощности учитывается влияние изменения массового расхода пара в отбор вследствие изменения энтальпии пара в отборе для соблюдения условия неизменности тепловой нагрузки;
     
     - после определения суммарного изменения мощности () определяется соответствующая поправка к расходу пара на турбину для сохранения неизменным исходного значения мощности:
     

,

     
где  - относительный прирост расхода пара на турбину при заданном режиме;

     - изменение расхода теплоты на выработку электроэнергии при постоянных значениях электрической и тепловой ( и  - для турбин типа ПТ и  - для турбин типа Т) нагрузок численно равно изменению общего расхода теплоты на турбоагрегат, которое определяется по выражению
     

,

     
где ,  - энтальпии свежего пара и питательной воды при номинальных условиях, ккал/кг;

     ,  - отклонения энтальпии свежего пара и питательной воды от номинальных значений при изменении параметра и расхода свежего пара, ккал/кг;
     
     - определяется поправка к удельному расходу теплоты:
     

.

     
     1.12. Для турбины ПТ-135/165-130/15 расчет поправок к удельному расходу теплоты производился на микроЭВМ "Искра-226" следующим образом: первоначально с применением методов регрессионного анализа определялись виды и коэффициенты аналитических выражений  при . Далее на основе рассчитанных поправок к мощности определялись (также методом регрессионного анализа) коэффициенты аналитических выражений  при для случая изменения какого-либо параметра. С помощью полученных уравнений при одинаковом значении мощности находилось отклонение  и на его основе поправка к удельному расходу теплоты.
     
     1.13. При работе по тепловому графику (для турбин типа Т) постоянство тепловой нагрузки () обеспечивается при сохранении неизменным расхода пара через 21-ю ступень () для турбин T-50-130 и T-100/120-130 и через 20-ю ступень () для турбины T-175/210-130 с учетом изменения энтальпии пара в регулируемом отборе. В свою очередь, постоянство  и  обеспечивается соответствующим изменением расхода пара на турбину, которое учитывается при расчете суммарной поправки к мощности.
     
     1.14. При расчете поправок к удельному расходу теплоты рассматриваются режимы работы турбоустановки с использованием тепла отработавшего пара (трехступенчатый подогрев сетевой воды, нагрев во встроенном пучке подпиточной воды) и без него.
     
     1.15. В случае, когда тепло отработавшего пара используется, изменение удельного расхода теплоты составит
     

,

     
где ,  - удельный расход теплоты, соответственно при номинальных и заданных условиях, ккал/(кВт·ч);

     ,  - определяются по графикам (при трехступенчатом подогреве сетевой воды) из ТЭХ для соответствующего типа турбины.
     
     1.16. Поправки к удельному расходу теплоты при использовании теплоты отработавшего пара не превышают 3 ккал/(кВт·ч), поэтому вполне допустимо их не учитывать.
     
     1.17. При работе по тепловому графику без использования тепла отработавшего пара поправка к удельному расходу теплоты определяется из выражения
     

.

     
     По данной Методике подсчитаны поправки для турбин T-50-130, T-100/120-130, T-175/210-130, ПТ-135/165-130-15 ТМЗ, ПТ-80/100-130-13, ПТ-60-130 ЛМЗ.
     
     В следующем разделе рассматриваются способы расчета поправок.
     
     

2. РАСЧЕТ ПОПРАВОК

     
2.1. Конденсационный режим

     
2.1.1. Поправки на отклонение давления свежего пара от номинального

     
     Для турбин типа ПТ расчет производится следующим образом:
     
     - по данным испытаний известна зависимость внутреннего КПД ЧВД (от состояния перед стопорным клапаном до давления в производственном отборе при отключенном регуляторе давления производственного отбора) от расхода свежего пара. Изменение определенного с помощью этой зависимости использованного теплоперепада ЧВД при заданных расходах и начальных давлениях 13,5; 13,0; 12,5 МПа (135, 130, 125 кгс/см) и температуре 555 °С будет отражать изменение внутренней мощности ЧВД, а аналитически рассчитанная поправочная кривая к мощности ЧСНД - изменение внутренней мощности ЧСНД за счет смещения энтальпии за ЧВД вследствие изменения , , ;
     
     - при заданном массовом расходе ,  при давлении 12,5 МПа (125 кгс/см) берется по опытной кривой соответственно , а при давлении 13,5 МПа (135 кгс/см) ; располагаемый теплоперепад  ЧВД находится по -диаграмме;
     
     - подсчитывается изменение мощности турбины для заданного расхода  и соответствующих ему внутренних относительных КПД при номинальных параметрах пара и отличающихся от номинальных, а также найденных из -диаграммы располагаемых теплоперепадов:
     

,

     
где  и  - использованные теплоперепады ЧВД при номинальном давлении пара перед турбиной и отличающемся от номинального, ккал/кг;
     
      и  - использованные теплоперепады ЧСНД при номинальном давлении пара перед турбиной и отличающемся от номинального      и принятом КПД ЧСНД, рассчитанные с учетом средней влажности, ккал/кг;
     
     - полученное таким образом изменение мощности турбины пересчитывается в поправку к :
     

,

     
где  - относительный прирост по конденсационной линии  на соответствующем участке;

     - поправка к  считается как сумма изменений  и ·100% при изменении давления свежего пара. При отклонении  от номинального энтальпия  полагается неизменной.
     
     Для турбины типа Т расчет проводится следующим образом:
     
     - поправка к мощности состоит из двух частей:  - на изменение теплоперепада регулирующей ступени;  - на изменение теплоперепада всех ступеней, начиная со второй ступени. Изменение мощности определяется по соотношению соответствующих использованных теплоперепадов;
     
     - располагаемые теплоперепады для соответствующих расходов пара для заданного режима определяются по -диаграмме. Коэффициент полезного действия регулирующей ступени () определяется по данным расчета завода-изготовителя. Для заданного массового расхода  при давлении пара перед турбиной 12 МПа (120 кгс/см) определяется соответственно , а при давлении 14,0 МПа (140 кгс/см) - ;
     
     - для зaданнoгo расхода  и соответствующих ему внутренних относительных КПД при номинальных параметрах пара и отличающихся от номинальных, определенных из -диаграммы теплоперепадах, полученных по данным расчета завода-изготовителя значениях внутренней мощности регулирующей ступени и мощности остальных ступеней определяется изменение мощности турбины:
     

,

     
где  и  - использованные теплоперепады регулирующей ступени при номинальном давлении пара перед турбиной и отличающемся от номинального, ккал/кг;

      и  - использованные теплоперепады ступеней 2-й - 25-й при номинальном давлении пара перед турбиной и отличающемся от номинального, принятом КПД и рассчитанные с учетом средней влажности, ккал/кг;
     
     - полученное таким образом изменение мощности турбины пересчитывается в поправку к :
     

,

     
где  - относительный прирост по конденсационной линии  на соответствующем участке;

     - поправка к полному и удельному расходам теплоты считается с учетом изменений расходе пара на турбину и энтальпии пара при изменении давления пара перед турбиной.     
          

2.1.2. Поправки на отклонение температуры пара перед турбиной от номинальной

     
     Поправка к мощности на отклонение температуры пара перед турбиной от номинальной принимается по данным завода-изготовителя. Способ расчета поправок к расходу свежего пара и теплоты (,) аналогичен изложенному в п.2.1.1.
          

2.1.3. Поправки на отключение группы ПВД

     
     Поправка на отключение группы ПВД определяется на основании сопоставления расходов пара на турбину и полного расхода теплоты при одинаковой мощности при номинальной схеме и схеме с отключенной группой ПВД.
     
     Полный расход теплоты в режиме с отключенной группой ПВД подсчитывается по уравнению
     

,

где       - расход пара на турбину при заданной мощности по характеристике  при отключенных ПВД, т/ч;

      - энтальпия питательной воды после питательного насоса.
     
     Поправка к удельному расходу теплоты  равна:
     

,

     
где  - полный расход теплоты при включенных ПВД, определенный по зависимости  для схемы с включенными ПВД.

2.1.4. Поправка на отличие расхода питательной воды от расхода свежего пара на ±10%

     Поправка принимается в размере 0,1 от поправки к расходу свежего пара и удельному расходу теплоты на отключение группы ПВД.     
     

2.1.5. Поправка на отличие температуры питательной воды от номинальной на 10 °С

     
     Поправка к расходу свежего пара составит
     

,

     
где  и  - соответственно расход свежего пара при отключенной и включенной группе ПВД и неизменной мощности;

      - повышение температуры воды в ПВД при заданной мощности и нормальной схеме.
     
     Поправка к удельному расходу теплоты равна
     

.

          
2.1.6. Поправка на давление отработавшего пара

     
     Для ряда постоянных значений  определяется расход пара в ЧНД и по сетке поправок на  изменение мощности при отклонении давления в конденсаторе от принятого за номинальное. По найденным значениям  и относительному приросту теплоты определяется изменение полного и удельного расходов теплоты:
     

,

     
где  - найденное по сетке поправок изменение мощности в заданном диапазоне изменения  при , соответствующем ;
      - относительный прирост расхода теплоты на выработку электроэнергии при режиме, отвечающем , и принятый из уравнения на соответствующем графике TЭX .
     
     Изменение расхода свежего пара оценивается аналогично по изменению мощности  и относительному приросту расхода пара.
     
     

2.2. Режимы с регулируемыми отборами

     
2.2.1. Поправка на отклонение давления свежего пара от номинального

     
     Для турбин типа ПТ расчет изменения мощности и удельного расхода теплоты проводится как и для конденсационного режиме, но с использованием кривой КПД ЧВД при включенном регуляторе производственного отбора и зависимостей  при  и  при двухступенчатом подогреве сетевой воды, =0,12 МПа (1,2 кгс/см) и =0.
     
     Учитывается также изменение массового расхода пара из производственного отбора при неизменном отпуске теплоты  вследствие изменения энтальпии в отборе при изменении давления свежего пара.
     
     Расчет расхода теплоты  при заданной мощности и отклоненном давлении свежего пара проводится с учетом изменения энтальпии свежего пара и питательной воды.
     
     Для турбин типа T расчет изменения мощности к удельного расхода теплоты при отклонении давления свежего пара проводится как и для компенсационного режима с той разницей, что поправка  состоит из двух частей:
     
      - поправки на изменение теплоперепада ступеней, начиная со второй и до регулируемого отбора;
     
      - поправки на изменение теплоперепада ступеней от регулируемого отбора до конденсатора.
     
     Учитывается также изменение массового расхода пара в регулируемый отбор при неизменном отпуске теплоты  вследствие изменения энтальпии в отборе при изменении давления пара перед турбиной.
     
     Расчет удельного расхода теплоты при заданной мощности и расходе теплоты в регулируемый отбор проводится с учетом изменения энтальпии пара перед турбиной и питательной воды.
          

2.2.2. Поправка на отклонение температуры свежего пара от номинальной

     
     Для турбин типа ПТ изменение мощности принимается, как и в п.2.1.2, по данным завода-изготовителя с учетом изменения массового расхода пара производственного отбора (см. п.2.2.1). Влияние отклонения параметров свежего пара от номинальных на удельный расход теплоты при постоянной мощности зависит от расхода теплоты производственного и теплофикационного отборов.
     
     Влияние производственного отбора для турбины ПТ-80/100-130-13 показано в приведенной ниже таблице.
     
     

     
     
     Из таблицы следует, что при пользовании усредненными поправками на давление и температуру свежего пара для большинства режимов по производственному отбору ошибка не превысит 2-4 ккал/(кВт·ч) при отклонении давления на ±0,5 МПа (5 кгс/см) и температуры на ±5 °С.
     
     Возможная ошибка определения удельного расхода теплоты по графикам для режимов с отборами составляет 5-10 ккал/(кВт·ч).
     
     Прикидочный расчет показывает, что включение теплофикационного отбора при прочих неизменных условиях несущественно влияет на поправку к мощности и удельному расходу теплоты, поэтому поправки на отклонение параметров свежего пара на соответствующих графиках даются усредненными.
     
     Для турбин типа Т изменение мощности принимается, как и в п.2.1.2, по данным завода-изготовителя с учетом изменения массового расхода пара в регулируемый отбор (см. п.2.2.1).
     
     Влияние изменения параметров свежего пара перед турбиной от номинальных на удельный расход теплоты при постоянных мощности и расходах теплоты в регулируемый отбор зависит от расхода теплоты в отбор и давления пара в регулируемом отборе.
     
     Подробные расчеты показали, что влияние это невелико, и при пользовании усредненными поправками (по давлению пара в регулируемом отборе и расходу теплоты в регулируемый отбор) ошибка не превысит 2-4 ккал/(кВт·ч) при отклонении давления пара перед турбиной на ±10 кгс/см и температуры на ±10 °С, поэтому поправки на отклонение давления и температуры пара перед турбиной на соответствующих графиках даны усредненными.
          

2.2.3. Поправки на отключение группы ПВД

     
     Поправки на отключение группы ПВД получаются в результате расчета и построения диаграммы режимов при отключенной группе ПВД; сопоставления значений расхода свежего пара и удельного расхода теплоты в режимах с включенными и отключенными ПВД при ряде произвольных значений мощности (для турбин типа ПТ и Т), а также расхода теплоты в регулируемый отбор для всего диапазона изменения давления пара в регулируемом отборе (для турбин типа Т).
     
     Данные для диаграммы режимов с отключенными ПВД получаются на основе имеющегося расчета диаграммы режимов при полностью включенной системе регенерации путем внесения следующих поправок к расходу свежего пара на турбину и мощности на зажимах генератора.
     
     Расход свежего пара на турбину (с включенными ПВД) уменьшается на значение суммарного расхода пара на ПВД,  а мощность - на суммарную мощность отборов на ПВД. В связи с уменьшением расхода свежего пара на турбину оставшаяся мощность турбины должна корректироваться на изменение внутреннего КПД ЧВД для турбины типа ПТ (отсека до регулируемого отбора для турбины типа Т) и изменения энтальпии пара в производственном для турбины ПТ, регулируемом отборе для турбины Т. Кроме того, к мощности вносится поправка на изменение расхода пара из отбора на деаэратор в связи с необходимостью компенсации тепла конденсата греющего пара ПВД.
     
     Полный расход тепла при отключенных ПВД подсчитывается по формуле
     

.

     
     Таким образом, энтальпия питательной воды принимается по состоянию ее за питательным насосом и не зависит от расхода пара на турбину, как и при подсчете для конденсационного режима.
     
     Для турбины типа Т влияние отключения ПВД на удельный расход теплоты при сохранении неизменными мощности и расхода тепла в регулируемый отбор зависит от расхода тепла в регулируемый отбор и от давления пара в регулируемом отборе.
     
     Как показали подробные расчеты, влияние расхода теплоты из регулируемого отбора на поправку к удельному расходу теплоты невелико, поэтому поправка представляется усредненной. Влияние давления пара в камере регулируемого отбора на поправку к удельному расходу теплоты более заметно, поэтому поправки представляются для всего диапазона изменения давления пара в камере регулируемого отбора.
          

2.2.4. Поправки на отличие расхода питательной воды от расхода свежего пара
и температуры питательной воды от номинальной

     
     Эти поправки рассчитываются как и для конденсационного режима (см. пп.2.1.4 и 2.1.5).
          

2.2.5. Поправки на давление отработавшего пара

     
     Для турбин типа ПТ поправка дается лишь к мощности (сетка поправок на давление отработавшего пара) по данным завода-изготовителя. Удельный расход теплоты при отклонении давления в конденсаторе от номинального должен определяться для каждого отдельного случая. Измененный полный и удельный расходы теплоты определяются с помощью графиков  соответственно "фиктивной" мощности.
     
     Для турбин типа Т поправка к мощности представляется в виде сетки поправок по данным из ТЭХ. Дается поправка к полному расходу теплоты , с помощью которой определяется поправка к удельному расходу теплоты из выражения
     

.

     
     Изменение расхода пара турбины оценивается по изменению мощности и относительному приросту расхода пара.
          

2.2.6. Поправки на изменение температуры обратной воды

     
     Для турбин типа ПТ поправка к полному и удельному расходам теплоты рассчитывается на основании заводских поправок к мощности с помощью графика  соответственно "фиктивной" мощности и приводится для неизменной мощности.
     
     Для турбин типа Т поправка к мощности принимается по данным завода-изготовителя для соответствующего типа турбины. При расчете поправки к удельному расходу теплоты учитывается изменение расхода пара на турбину для сохранения неизменной мощности и изменение энтальпии питательной воды.
     
     Влияние изменения температуры обратной сетевой воды на удельный расход теплоты при заданных условиях зависит от расхода теплоты в регулируемый отбор и от давления пара в регулируемом отборе.
     
     Как показали расчеты, на поправку к. удельному расходу теплоты заметно влияет лишь расход теплоты из регулируемого отбора, поэтому поправка дается для всего диапазона изменения тепловой нагрузки и усредняется по давлению пара в регулируемом отборе.
          

2.2.7. Поправки на давление в камере производственного отбора
(для турбин типа ПТ)

     
     Поправки к мощности на давление в камере производственного отбора принимаются по графику поправок к мощности турбины завода-изготовителя, приложенному к диаграмме режимов. Поскольку диаграмма режимов ТЭХ рассчитывается при постоянных значениях отпускаемой теплоты, заводская поправка к мощности, даваемая при постоянном массовом расходе в отбор, соответственно корректируется.
     
     Для конкретного режима поправка к удельному расходу теплоты рассчитывается следующим образом:
     
     - по скорректированному изменению мощности турбины и относительному приросту  находится изменение расхода свежего пара при условии поддержания прежней мощности;
     
     - соответственно найденному расходу свежего пара определяется новая энтальпия питательной воды и подсчитывается полный расход теплоты в новых условиях;
     
     - поправка к удельному расходу теплоты составит
     

,

     
где  - полный расход теплоты при изменившемся давлении в камере отбора;

;

      - полный расход теплоты при заданных      условиях, номинальном давлении в камере производственного отбора и номинальных прочих условиях.
          

2.2.8. Давление в камерах нижнего и верхнего теплофикационных отборов
(для турбин типа ПТ)

     
     Влияние изменения давления в камерах отборов на мощность принимается по данным завода-изготовителя.
     
     Поправки к удельному расходу теплоты подсчитываются с помощью графика  соответственно "фиктивной" мощности.
          

2.2.9. Поправка на перевод возврата конденсата производственного отбора перед ПНД N 3
 (для турбин типа ПТ)

     
     При неизменном расходе свежего пара методом последовательных приближений определяется изменение расходов на деаэратор, ПНД N 4 и ПНД N 3. На основе имеющихся расчетных и экспериментальных характеристик турбины и ПНД определяется изменение мощности ЧСНД за счет изменения расхода на входе в ЧСНД и в отборы на ПНД N 4 и ПНД N 3.