Давление пара в конденсаторе турины К-300-240 ХТЗ от нагрузки, температурный напор и подогрев воды в конденсаторе.
Расчетное задание №3 «Затраты топлива при прохождении провала нагрузки путем разгружения-нагружения»
Задание-3. Для заданного графика нагрузки определить затраты условного топлива на прохождение провала нагрузки ТЭС в зависимости от заданного режима разгружения и продолжительности провала нагрузки. Исходные данные представлены в таблице 1. Графики нагрузки представлены на рис.1.
Рисунок 1. График изменения нагрузки энергоблока.
При выполнении задания расчета учесть следующие режимы работы оборудования: 1. Все блоки разгружаются равномерно. 2. Учесть дополнительные затраты условного топлива, связанные с нестационарностью процесса на этапах нагружения и разгружения. Расчеты провести для 3 вариантов продолжительности провала. На основании расчетов построить зависимость изменения Bст перем =f(tперем) для станции в целом. Отдельно рассмотреть расходы топлива на этапе разгружения и нагружения, с учетом нестационарности процесса и его стабилизации. Сделать вывод об изменении затрат топлива на этапе разгружения, нагружения с комментариями, объясняющими с точки зрения термодинамики и физики процессов, полученные зависимости. Для расчета использовать типовые энергетические характеристики турбоагрегатов, с учетом приведения их к реальным условиям работы путем внесения поправок (рис..1.2-1.13). Примечание: все параметры получения характеристик остаются неизменными. Меняется только температура циркводы.
Методические указания к выполнению задания.
1. Определить мощность энергоблока в режиме минимальной нагрузки: Nmin бл= Nmin / n, (3.1)
Где Nmin-мощность станции на минимальной нагрузке. n-число агрегатов на станции. Для простоты расчетов, сначала определяем показатели работы одного энергоблока на всех этапах: 2. Определить расход теплоты Qо в голову турбины, для номинальной нагрузки (Nmax), при нормативных расчетных параметрах, используя энергетические характеристики соответствующих турбоагрегатов (Рис. 1.2, 1.6,1.10). 3. Уточнить расход теплоты в голову турбины Qо, с учетом отклонений температуры циркуляционной воды, от условий получения характеристик (рис.1.2 -1.13). Все остальные параметры считаем соответствуют условиям получения характеристик. 4. Рассчитать среднюю мощность турбины на этапе разгружения и нагружения. - средняя мощность на этапе разгружения, определяемая по формуле:
Ncp =(Nmin бл+ Nm ax бл)/2, (3.2)
5. Определить расход теплоты Qо в голову турбины, для средней нагрузки разгружения-нагружения, при нормативных расчетных параметрах, используя энергетические характеристики соответствующих турбоагрегатов. 6. Уточнить расход теплоты в голову турбины Qо. С учетом отклонений температуры циркуляционной воды, от условий получения характеристик. Все остальные параметры считаем соответствуют условиям получения характеристик и изменения вакуума от нагрузки. Для этого по характеристике, (рис.1.5, 1.9,1.13) у точнить величину расхода теплоты в голову турбины Qо. 7. Определить расход теплоты Qо в голову турбины, для N min, при нормативных расчетных параметрах, используя энергетические характеристики соответствующих турбоагрегатов/ 8. Уточнить расход теплоты в голову турбины Qо при N min.. С учетом отклонений температуры циркуляционной воды, от условий получения характеристик и изменения вакуума от нагрузки. Все остальные параметры считаем соответствуют условиям получения характеристик. Для этого по характеристике, (рис.1.5, 1.9,1.13) уточнить величину расхода теплоты в голову турбины Qо
9. Рассчитать часовой расход топлива котельным агрегатом, для каждого уровня нагрузки, используя выражение: Вка= Qo /(ἠка*ἠтр* Q н р), (3.3)
ἠк-КПД котельного агрегата для соответствующей нагрузки (принять во всех слкчая постоянной и равной 93% ἠтр-КПД транспорта тепла, определяется по табл.1.2 Qнр-низшая теплотворная способность топлива (29308 кДж/кг).
10. Дополнительные затраты топлива, связанные с переходным процессом определяются отклонением параметров от оптимального значения при переходном процессе. Так в процессе разгружения или нагружения меняются оптимальные избытки воздуха, происходит перераспределение потоков тепла между поверхностями нагрева в котельном агрегате. Кроме этого при разгружении высвобождается тепло, аккумулированное в поверхностях нагрева, теплоносителе, котла, трубопроводах и корпусе турбины, которое используется полезно, а при нагружении происходит обратный процесс-поглощение тепла поверхностями нагрева кола трубопроводами и т.д. Часть этих процессов распространяется и на режимы стабилизации после окончания переходного процесса. 11. Величина используемого аккумулированного тепла зависит от способа разгружения или нагружения (скользящие параметры или постоянные), его времени и амплитуды изменения нагрузки. Теоретически, рассчитать эти изменения очень сложно из-за большого количества факторов, оказывающих влияние. На основании экспериментальных исследований были получены уравнения, которые позволяют рассчитать дополнительные затраты топлива связанные с переходными процессами (нестационарностью и стабилизацией процесса, для простоты расчетов эти составляющие объединены в общее уравнение). Эти уравнения получены в виде полиномов второй степени:
,(3.4)
- амплитуда изменения нагрузки блока; - номинальная мощность блока; - скорость изменения нагрузки в процентах от номинальной; - время разгружения с данной скоростью (мин). Коэффициенты уравнения регрессии для расчета дополнительных затрат топлива в переходном процессе, для блоков 160, 200 и 300 МВт представлены в таблице 1.3. и 1.4. В соответствии с этим, затраты топлива на этапе нагружения и разгружения определяются по выражениям:
В ка раз =В ка * t разг /60+∆ Вперех разг, (3.5) Вка нагр =В к а* t нагр /60+∆ Вперех нагр, (3.6)
Суммарные затраты топлива при прохождении провала нагрузки для одного блока можно определить по выражению:
Вбл.перем =В ка разг +В min * t пр + Вка нагр. (3.7)
Для станции в целом затраты топлива составят:
В ст.перем = Вбл.перем * n. (3.8) Данные расчеты повторяются для разных уровней разгружения, а также для разных уровней продолжительности провала нагрузки. По результатам расчетов делаются выводы, с учетом условий перечисленных в задании.
Варианты задания Таблица 1.1. Варианты | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||||||||||
11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | ||||||||||||
21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | ||||||||||||
Тип турбоагрегата | К-200-130 | ||||||||||||||||||||
К-300-240 | |||||||||||||||||||||
К-160-130 | |||||||||||||||||||||
Число агрегатов | 12 | 8 | 4 | 16 | 10 | 12 | 8 | 6 | 10 | 6 | |||||||||||
8 | 10 | 6 | 12 | 4 | 10 | 12 | 8 | 6 | 4 | ||||||||||||
4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 6 | 4 | 10 | 8 | 6 | ||||||||||||
Минимальная мощность, % | 50 | 75 | 50 | 75 | 60 | 83,3 | 87,5 | 66,7 | 70 | 50 | |||||||||||
50 | 60 | 66,7 | 75 | 50 | 70 | 83,3 | 87,5 | 66,7 | 50 | ||||||||||||
50 | 66,7 | 75 | 60 | 50 | 83,3 | 50 | 70 | 75 | 66,7 | ||||||||||||
tнагр=tразг, мин | 90 | 120 | 100 | 160 | 100 | 120 | 80 | 90 | 100 | 110 | |||||||||||
75 | 90 | 110 | 115 | 80 | 100 | 90 | 85 | 70 | 60 | ||||||||||||
120 | 115 | 110 | 105 | 100 | 95 | 90 | 80 | 100 | 90 | ||||||||||||
t пров, час
| 3,15,50 | 2,12,60 | 4,1 4,65 | 2,12,75 | 3,8,58 | 2,10,50 | 4,8,55 | 2,10,70 | 3,9,60 | 4,1 2,80 | |||||||||||
3, 8,80 | 2, 6,90 | 4, 1 0,100 | 2, 12,85 | 3,1 4,75 | 2,10,70 | 4,8,60 | 2,10,50 | 3,8,55 | 4,10,50 | ||||||||||||
3,10,50 | 2,12,65 | 4,6,100 | 2,8,75 | 3,8,65 | 2,10,50 | 4,12,60 | 2,10,50 | 3,9,55 | 4,7,70 | ||||||||||||
Температура циркводы на входе в конденсатор t1цв, оС. | 15 | 17 | 19 | 21 | 23 | 25 | 27 | 29 | 30 | 14 | |||||||||||
25 | 27 | 29 | 30 | 14 | 15 | 17 | 19 | 21 | 23 | ||||||||||||
29 | 30 | 14 | 15 | 17 | 25 | 16 | 24 | 26 | 18 |
Таблица 1.2.
Изменение КПД транспорта блока от нагрузки
Мощность блока в, % | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
КПД, транспорта, ἠтр, % | 97,5 | 97,7 | 97,9 | 98,1 | 98,3 | 98,5 |
Коэффициенты уравнения регрессии.
Режим разгружения.
Таблица 1.3.
Коэффициенты | b0 | b1 | b2 | b3 | b4 | b5 |
Разгружение К-160 | -2,31 | 15,83 | -1,3 | -14,49 | 0,104 | 0,69 |
Разгружение К-200 | -2,68 | 10,96 | -2,08 | -7,92 | 0,26 | 1,024 |
Разгружение К-300 | 0,556 | -6,336 | -0,34 | -0,0988 | -0,556· | 0,1504 |
Режим нагружения.
Таблица 1.4.
Коэффициенты | b0 | b1 | b2 | b3 | b4 | b5 |
Нагружение К-160 | 10,56 | -23,13 | 0,794 | 22,6 | 0,67 | -2,085 |
Нагружение К-200 | 2,68 | -1,61 | -0,62 | -0,96 | 0,118 | 0,1932 |
Нагружение К-300 | 0,165 | 7,1623 | -1,413 | 1,864 | 3,385 | 0,5263 |
|
|
К-300-240 ХТЗ. Питательный насос с турбоприводом. T 1 цв=12оС. G цв=34800м3/ч
Рис. 1.2
К-300-240 ХТЗ. Питательный насос с турбоприводом. T1 цв=12оС. Gцв=34800м3/ч. Расход пара в промперегрев в ЦНД и конденсатор.
Рис.1.3
Давление пара в конденсаторе турины К-300-240 ХТЗ от нагрузки, температурный напор и подогрев воды в конденсаторе.
Рис.1.4
|
|