Turbiny pt 80 100 130 13 sekcji. O działaniu turbiny parowej. przesłany do odgazowywacza atmosferycznego
TURBINY PAROWE PT-80/100-130/13
MOC 80 MW
Parowa turbina kondensacyjna PT-80/100-130/13 (rys. 1) z kontrolowanym poborem pary (produkcja i dwustopniowe ogrzewanie) o mocy nominalnej 80 MW i prędkości obrotowej 3000 obr/min, przeznaczona jest do napędu bezpośredniego generatora prądu przemiennego o mocy 120 MW typu TVF-120-2 przy pracy w bloku z zespołem kotłowym.
Turbina posiada urządzenie regeneracyjne do podgrzewania wody zasilającej, podgrzewacze sieciowe do stopniowego podgrzewania wody sieciowej i musi współpracować z agregatem skraplającym (rys. 2).
Turbina zaprojektowana jest do pracy z następującymi podstawowymi parametrami, które przedstawiono w tabeli 1.
Turbina posiada regulowany pobór pary: produkcja przy ciśnieniu 13±3 kgf/cm 2 abs.; dwa wyciągi ciepłownicze (do ogrzewania wody sieciowej): górny o ciśnieniu 0,5-2,5 kgf/cm 2 abs.; niższy - 0,3-1 kgf/cm 2 abs.
Regulacja ciśnienia odbywa się za pomocą jednej membrany regulacyjnej zamontowanej w dolnej komorze grzewczej.
Utrzymywane jest regulowane ciśnienie w wyciągach ciepłowniczych: w górnym wyciągu, gdy załączone są dwa wyciągi ciepłownicze, w dolnym – gdy włączony jest jeden dolny wyciąg grzewczy.
Ogrzewanie wody zasilającej odbywa się sekwencyjnie w HDPE, odgazowywaczu i HPH, które zasilane są parą z wyciągów turbiny (regulowaną i nieregulowaną).
Dane dotyczące selekcji regeneracyjnych podano w tabeli. 2 i odpowiadają parametrom pod każdym względem.
Tabela 1 Tabela 2
|
Podgrzewacz |
Parametry pary w komorze poboru próbek |
Ilość wybrany para, t/godz |
|
|
Ciśnienie, kgf/cm 2 abs. |
Temperatura, С |
||
|
PVD nr 6 |
|||
|
Odgazowywacz |
|||
|
HDPE nr 2 |
|||
|
HDPE nr 1 |
|||
Woda zasilająca wchodząca do układu regeneracyjnego zespołu turbinowego z odgazowywacza ma temperaturę 158°C.
Przy nominalnych parametrach pary świeżej, przepływie wody chłodzącej 8000 m3 h, temperaturze wody chłodzącej 20°C, regeneracji w pełni włączonej, ilości wody podgrzanej w HPH równej 100% natężenia przepływu pary, przy wyłączonym zespole turbinowym praca według schematu z odgazowywaczem 6 kgf/ cm 2 abs. przy stopniowym podgrzewaniu wody sieciowej, przy pełnym wykorzystaniu przepustowość łącza turbiny i minimalnego przepływu pary do skraplacza, można przyjąć następujące wartości poboru regulowanego: wartości nominalne poboru regulowanego przy mocy 80 MW; dobór produkcji 185 t/h przy ciśnieniu 13 kgf/cm 2 abs.; całkowity wyciąg grzewczy 132 t/h przy ciśnieniach: w górnym wyciągu 1 kgf/cm 2 abs. iw dolnym wyborze 0,35 kgf/cm 2 abs.; maksymalna wartość ekstrakcji produkcyjnej przy ciśnieniu w komorze ekstrakcyjnej 13 kgf/cm 2 abs. wynosi 300 t/h; przy tej wielkości ekstrakcji produkcyjnej i braku ekstrakcji cieplnej moc turbiny wyniesie 70 MW; przy mocy nominalnej 80 MW i braku ekstrakcji cieplnej maksymalny uzysk produkcyjny wyniesie ok. 245 t/h; maksymalna łączna wielkość wydobycia ciepła sieciowego wynosi 200 t/h; przy takiej wielkości poboru i braku wycofania produkcji moc wyniesie około 76 MW; przy mocy znamionowej 80 MW i braku wyciągu produkcyjnego maksymalny uzysk ciepła wyniesie 150 t/h. Dodatkowo moc znamionową 80 MW można osiągnąć przy maksymalnej wydajności grzewczej 200 t/h i wydajności produkcyjnej 40 t/h.
Dopuszcza się długoterminową pracę turbiny przy następujących odchyleniach głównych parametrów od nominalnych: ciśnienie pary świeżej 125-135 kgf/cm 2 abs.; temperatura pary świeżej 545-560° C; podwyższenie temperatury wody chłodzącej na wlocie do skraplacza do 33°C i natężenia przepływu wody chłodzącej do 8000 m 3 h; jednoczesne zmniejszenie do zera wielkości produkcji i ekstrakcji pary grzewczej.
Kiedy ciśnienie świeżej pary wzrasta do 140 kgf/cm 2 abs. i temperaturach do 565°C, dopuszcza się pracę turbiny nie dłużej niż 30 minut, a łączny czas pracy turbiny przy tych parametrach nie powinien przekraczać 200 godzin rocznie.
Długotrwała praca turbiny o mocy maksymalnej 100 MW przy określonych kombinacjach wyciągów produkcyjnych i ciepłowniczych zależy od wielkości wyciągów i jest określona przez diagram reżimowy.
Praca turbiny jest niedozwolona: gdy ciśnienie pary w produkcyjnej komorze pobierania próbek przekracza 16 kgf/cm 2 abs. oraz w komorze ekstrakcyjnej ogrzewania powyżej 2,5 kgf/cm 2 abs.; gdy ciśnienie pary w komorze zaworu przeciążeniowego (za 4. stopniem) przekracza 83 kgf/cm 2 abs.; gdy ciśnienie pary w komorze koła sterującego LPC (za 18. stopniem) przekracza 13,5 kgf/cm 2 abs.; gdy włączono regulatory ciśnienia i ciśnienie w produkcyjnej komorze pobierania próbek jest niższe niż 10 kgf/cm 2 abs., a w dolnej komorze grzewczej poniżej 0,3 kgf/cm 2 abs.; do spalin do atmosfery; temperatura spalin turbiny powyżej 70°C; zgodnie z tymczasowym niedokończonym schematem instalacji; przy włączonym górnym wyciągu grzewczym i wyłączonym dolnym wyciągu grzewczym.
Turbina wyposażona jest w urządzenie do obracania wału, które obraca wirnik turbiny.
Zespół łopatek turbiny jest zaprojektowany do pracy przy częstotliwości sieciowej 50 Hz (3000 obr/min).
Dopuszczalna jest długotrwała praca turbiny przy odchyleniach częstotliwości sieciowej w zakresie 49-50,5 Hz, krótkotrwała praca na minimalnej częstotliwości 48,5 Hz oraz rozruch turbiny przy zmiennych parametrach pary ze stanu zimnego i gorącego .
Przybliżony czas pracy turbiny rozpoczyna się od różnych stanów cieplnych (od udaru do obciążenia znamionowego): od stanu zimnego - 5 godzin; po 48 godzinach bezczynności - 3 godziny 40 minut; po 24 godzinach bezczynności - 2 godziny 30 minut; po 6-8 godzinach bezczynności - 1 godzina 15 minut.
Dopuszczalna jest praca turbiny przy godz na biegu jałowym po odłączeniu obciążenia nie dłużej niż 15 minut, pod warunkiem, że skraplacz jest chłodzony wodą obiegową, a membrana obrotowa jest całkowicie otwarta.
Gwarantowane koszty ogrzewania. W tabeli W tabeli 3 przedstawiono gwarantowane jednostkowe zużycie ciepła. Specyficzne zużycie pary jest gwarantowane z tolerancją 1% powyżej tolerancji dokładności testu.
Tabela 3
|
Moc na zaciskach generatora, MW |
Wybór produkcji |
Ekstrakcja ciepła |
Temperatura wody sieciowej na wlocie do podgrzewacza sieciowego, PSG 1, °C |
Sprawność generatora,% |
Temperatura ogrzewania wody zasilającej, °C |
Specyficzne zużycie ciepła, kcal/kWh |
||
|
Ciśnienie, kgf/cm 2 abs. |
Ciśnienie, kgf/cm 2 abs. |
Ilość pobranej pary, t/h |
||||||
*Regulatory ciśnienia w wybranych opcjach są wyłączone.
Projekt turbiny. Turbina jest jednostką dwucylindrową jednowałową. Część przepływowa HPC ma stopień regulacji z pojedynczą cewką i 16 poziomami ciśnienia.
Część przepływowa LPC składa się z trzech części: pierwsza (aż do górnego wyciągu grzewczego) ma stopień kontrolny i siedem poziomów ciśnienia, druga (pomiędzy wyciągami grzewczymi) ma dwa poziomy ciśnienia, a trzecia ma stopień kontrolny i dwa poziomy ciśnienia.
Wirnik wysokociśnieniowy jest solidnie kuty. Pierwsze dziesięć tarcz wirnika niskie ciśnienie kute integralnie z wałem, zamontowane są pozostałe trzy tarcze.
Wirniki HPC i LPC są ze sobą sztywno połączone za pomocą kołnierzy kutych integralnie z wirnikami.
Wirniki LPC i generatora typu TVF-120-2 połączone są za pomocą sztywnego sprzęgła.
Prędkości krytyczne wałów turbiny i generatora na minutę: 1580; 2214; 2470; 4650 odpowiadają I, II, III i IV tonom drgań poprzecznych.
Turbina posiada dyszowy rozdział pary. Para świeża dostarczana jest do wolnostojącej skrzyni parowej, w której znajduje się automatyczna zasuwa, skąd para przepływa rurami obejściowymi do zaworów sterujących turbiny.
Po wyjściu z HPC część pary trafia do kontrolowanej ekstrakcji produkcyjnej, reszta kierowana jest do LPC.
Ekstrakcja ciepła odbywa się z odpowiednich komór LPC. Po wyjściu z ostatnich stopni turbiny niskociśnieniowej para odlotowa trafia do skraplacza powierzchniowego.
Turbina wyposażona jest w parowe uszczelnienia labiryntowe. Do przedostatnich przedziałów uszczelek doprowadzana jest para pod ciśnieniem 1,03-1,05 kgf/cm 2 abs. temperaturę około 140°C z kolektora zasilanego parą z przewodu wyrównawczego odgazowywacza (6 kgf/cm 2 abs.) lub z przestrzeni parowej zbiornika.
Z najbardziej zewnętrznych komór uszczelek mieszanina pary i powietrza zasysana jest za pomocą eżektora do chłodnicy próżniowej.
Punkt mocowania turbiny znajduje się na ramie turbiny od strony generatora, a zespół wysuwa się w kierunku przedniego łożyska.
Aby skrócić czas nagrzewania i poprawić warunki rozruchu, zapewniono ogrzewanie parowe kołnierzy i śrub dwustronnych oraz dostarczanie pary świeżej do przedniego uszczelnienia HPC. Regulacja i ochrona.
1- ogranicznik mocy; 2-blok suwaków regulatora prędkości; 3-pilot zdalnego sterowania; 4-automatyczny serwomotor migawki; 5-biegowy regulator; 6-regulator bezpieczeństwa; 7-szpulowy regulator bezpieczeństwa; 8-zdalny wskaźnik położenia serwomotoru; Serwomotor 9-CVD; 10-serwomotor ChSD; 11-serwomotor ChND; 12-przetwornik elektrohydrauliczny (EGC); 13-szpule sumujące; 14-awaryjna pompa elektryczna; 15-rezerwowa elektryczna pompa smarująca; 16-stopniowa pompa elektryczna układu sterowania (AC);
I-przewód ciśnieniowy 20 kgf/cm 2 abs.;II-linia do szpuli serwomotoru HPC;III-linia do szpuli serwomotoru Ch"SD; linia IV do szpulina serwomotorze ChND; Linia ssawna w kształcie litery V głównej pompy odśrodkowej; VI-przewód smarowania do chłodnic oleju; linia VII do migawki automatycznej; Linia VIII od szpul sumujących do regulatora prędkości; IX linia dodatkowej ochrony; X - inne linie.
Czynnikiem roboczym w układzie jest olej mineralny.
Przestawienie zaworów regulacyjnych wlotu pary świeżej, zaworów regulacyjnych przed CSD i membrany obrotowej obejścia pary w CSD odbywa się za pomocą serwomotorów, które są sterowane przez regulator prędkości i regulatory ciśnienia ekstrakcji.
Celem regulatora jest utrzymanie prędkości obrotowej turbogeneratora przy nierównościach rzędu 4%. Wyposażony jest w mechanizm sterujący, który służy do: ładowania suwaków regulatora bezpieczeństwa i otwierania automatycznej żaluzji świeżej pary; zmiany prędkości obrotowej turbogeneratora oraz możliwość synchronizacji generatora na dowolnej częstotliwości awaryjnej w systemie; utrzymanie zadanego obciążenia generatora podczas pracy równoległej generatora; utrzymanie normalnej częstotliwości podczas pracy z jednym generatorem; zwiększenie prędkości obrotowej podczas testowania zaczepów regulatora bezpieczeństwa.
Mechanizm sterujący może być uruchamiany ręcznie, bezpośrednio przy turbinie lub zdalnie, z panelu sterującego.
Regulatory ciśnienia o konstrukcji mieszkowej przeznaczone są do automatycznego utrzymywania ciśnienia pary w kontrolowanych komorach ekstrakcyjnych przy nierównościach około 2 kgf/cm 2 dla ekstrakcji produkcyjnej i około 0,4 kgf/cm 2 dla ekstrakcji ciepłowniczej.
Układ sterowania zawiera przetwornicę elektrohydrauliczną (EGC), na zamykanie i otwieranie zaworów regulacyjnych wpływa zabezpieczenie technologiczne i automatyka awaryjna systemu elektroenergetycznego.
Aby zabezpieczyć się przed niedopuszczalnym wzrostem prędkości obrotowej, turbina wyposażona jest w regulator bezpieczeństwa, którego dwa wybijaki odśrodkowe uruchamiają się natychmiastowo, gdy prędkość obrotowa osiągnie 11-13% powyżej nominalnej, co powoduje zamknięcie automatycznej żaluzji pary świeżej , zawory regulacyjne i membrana obrotowa. Dodatkowo na bloku suwaka regulacji prędkości zastosowano dodatkowe zabezpieczenie, które uruchamia się przy wzroście częstotliwości o 11,5%.
Turbina wyposażona jest w wyłącznik elektromagnetyczny, który po uruchomieniu zamyka automatyczną przesłonę, zawory sterujące i membranę obrotową.
Wpływ na przełącznik elektromagnetyczny odbywa się za pomocą: przekaźnika przesunięcia osiowego, gdy wirnik porusza się w kierunku osiowym o wielkość
przekroczenie maksymalnego dopuszczalnego; przekaźnik podciśnienia w przypadku niedopuszczalnego spadku podciśnienia w skraplaczu do 470 mm Hg. Sztuka. (gdy podciśnienie spadnie do 650 mm Hg, przekaźnik podciśnienia daje sygnał ostrzegawczy); potencjometry temperatury pary świeżej w przypadku niedopuszczalnego spadku temperatury pary świeżej bez opóźnienia czasowego; klawisz zdalnego wyłączania turbiny na panelu sterowania; wyłącznik spadku ciśnienia w układzie smarowania z opóźnieniem czasowym 3 s z jednoczesnym podaniem sygnału alarmowego.
Turbina wyposażona jest w ogranicznik mocy, stosowany w szczególnych przypadkach do ograniczenia otwarcia zaworów regulacyjnych.
Zawory zwrotne mają za zadanie zapobiegać przyspieszaniu turbiny przez przepływ wsteczny pary i instalowane są na rurociągach (regulowanych i nieregulowanych) odprowadzających parę. Zawory zamykane są przez przeciwprąd pary i automatykę.
Zespół turbinowy wyposażony jest w regulatory elektroniczne z siłownikami, których zadaniem jest utrzymanie: zadanego ciśnienia pary w kolektorze z uszczelnieniem końcowym poprzez oddziaływanie na zawór doprowadzający parę z przewodu wyrównawczego odgazowywaczy 6 kgf/cm 2 lub z przestrzeni parowej zbiornika; poziom w kolektorze kondensatu skraplacza z maksymalnym odchyleniem od wartości zadanej ±200 mm (ten sam regulator włącza recyrkulację kondensatu przy małych przepływach pary w skraplaczu); poziom kondensatu pary grzewczej we wszystkich podgrzewaczach układu regeneracji z wyjątkiem HDPE nr 1.
Jednostka turbinowa jest wyposażona urządzenia ochronne: do wspólnego wyłączenia wszystkich HPH z jednoczesnym włączeniem obejścia i podaniem sygnału (urządzenie uruchamia się w przypadku awaryjnego wzrostu poziomu kondensatu na skutek uszkodzenia lub naruszenia gęstości instalacji rurowej w jednym z HPH do pierwszego limitu); atmosferyczne zawory membranowe, które są instalowane na rurach wydechowych LPC i otwierają się, gdy ciśnienie w rurach wzrasta do 1,2 kgf/cm 2 abs.
Układ smarowania przeznaczony do zasilania olejem T-22 GOST 32-74 układów sterowania i układów smarowania łożysk.
Olej dostarczany jest do układu smarowania aż do chłodnic oleju za pomocą dwóch wtryskiwaczy połączonych szeregowo.
Do obsługi turbogeneratora podczas jego rozruchu przewidziano rozruchową elektryczną pompę olejową o prędkości obrotowej 1500 obr./min.
Turbina wyposażona jest w jedną pompę rezerwową z silnikiem elektrycznym prądu przemiennego i jedną pompę awaryjną z silnikiem elektrycznym prądu stałego.
Gdy ciśnienie smaru spadnie do odpowiednich wartości, pompy rezerwowe i awaryjne zostaną automatycznie włączone przez wyłącznik ciśnieniowy smaru (RPS). System RDS jest okresowo testowany podczas pracy turbiny.
W przypadku spadku ciśnienia poniżej dopuszczalnej wartości turbina i urządzenie do obracania wału zostają odłączone od sygnału RDS do wyłącznika elektromagnetycznego.
Pojemność robocza zbiornika o konstrukcji spawanej wynosi 14 m 3 .
Aby oczyścić olej z zanieczyszczeń mechanicznych, w zbiorniku instalowane są filtry. Konstrukcja zbiornika pozwala na szybką i bezpieczną wymianę filtrów. Zastosowano dokładny filtr oleju usuwający zanieczyszczenia mechaniczne, który zapewnia stałą filtrację części przepływu oleju zużywanego przez układy sterowania i smarowania.
Do chłodzenia oleju przewidziano dwie chłodnice oleju (powierzchniowe pionowe), przystosowane do pracy na świeżej wodzie chłodzącej z układu obiegowego o temperaturze nie przekraczającej 33°C.
Urządzenie kondensacyjne przeznaczony do obsługi instalacji turbinowej, składa się ze skraplacza, ejektorów głównego i rozruchowego, pomp kondensatu i obiegowych oraz filtrów wody.
Skraplacz powierzchniowy dwuciągowy o łącznej powierzchni chłodzącej 3000 m 2 przeznaczony jest do pracy na świeżej wodzie chłodzącej. Zapewnia oddzielny wbudowany pakiet do podgrzewania wody uzupełniającej lub sieciowej, którego powierzchnia grzewcza stanowi około 20% całej powierzchni skraplacza.
Ze skraplaczem dostarczane jest naczynie wyrównawcze do podłączenia czujnika elektronicznego regulatora poziomu, który oddziałuje na zawory sterujące i recyrkulacyjne zainstalowane na głównym rurociągu kondensatu. Skraplacz posiada specjalną komorę wbudowaną w część parową, w której zainstalowana jest sekcja HDPE nr 1.
Urządzenie do usuwania powietrza składa się z dwóch głównych trójstopniowych eżektorów (jeden zapasowy), przeznaczonych do zasysania powietrza i zapewnienia prawidłowego procesu wymiany ciepła w skraplaczu i innych próżniowych urządzeniach wymiany ciepła oraz jednego eżektora startowego do szybkiego podniesienia podciśnienia w skraplaczu do 500-600 mm Hg. Sztuka.
W urządzeniu kondensacyjnym zainstalowano dwie pompy kondensatu (jedna rezerwowa) typu pionowego, które wypompowują kondensat i dostarczają go do odgazowywacza poprzez chłodnice eżektorowe, chłodnice uszczelniające i HDPE. Woda chłodząca do chłodnic skraplacza i generatora dostarczana jest za pomocą pomp obiegowych.
Do mechanicznego oczyszczania wody chłodzącej dostarczanej do chłodnic oleju i chłodnic gazu agregatu instaluje się filtry z obrotowymi sitami, umożliwiające płukanie na bieżąco.
Uruchom wyrzutnik układ obiegowy przeznaczony do napełniania układu wodą przed uruchomieniem zespołu turbinowego, a także do usuwania powietrza gromadzącego się w górnych punktach przewodów cyrkulacyjnych spustowych oraz w górnych komorach wodnych chłodnic oleju.
Do przerwania podciśnienia stosuje się zawór elektryczny na rurociągu zasysającym powietrze ze skraplacza, zainstalowany w pobliżu wyrzutnika rozruchowego.
Urządzenie regeneracyjne przeznaczony do podgrzewania wody zasilającej (kondensatu turbinowego) parą pobraną ze stopni pośrednich turbiny. Instalacja składa się ze skraplacza pary roboczej powierzchniowej, eżektora głównego, chłodnic par powierzchniowych wykonanych z uszczelek labiryntowych, powierzchniowego HDPE, po czym kondensat turbinowy kierowany jest do odgazowywacza powierzchniowego HDPE w celu podgrzania wody zasilającej za odgazowywaczem w ilości około 105% maksymalnego przepływu pary turbiny.
HDPE nr 1 jest wbudowany w skraplacz. Pozostałe HDPE instaluje osobna grupa. HPH nr 5, 6 i 7 - konstrukcja pionowa z wbudowanymi schładzaczami i chłodnicami drenażowymi.
WC wyposażone są w zabezpieczenia grupowe, składające się z automatycznych zaworów wylotowych i zwrotnych na wlocie i wylocie wody, zaworu automatycznego z elektromagnesem, rurociągu do uruchamiania i wyłączania nagrzewnic.
Każdy HDPE i HDPE, za wyjątkiem HDPE nr 1, wyposażony jest w zawór sterujący usuwaniem kondensatu, sterowany elektronicznym „regulatorem”.
Odprowadzanie kondensatu pary grzewczej z nagrzewnic odbywa się kaskadowo. Z HDPE nr 2 kondensat jest wypompowywany pompą spustową.
Kondensat z PVD nr 5 kierowany jest bezpośrednio do odgazowywacza 6 kgf/cm 2 abs. lub w przypadku niewystarczającego ciśnienia w nagrzewnicy przy małych obciążeniach turbiny automatycznie przełącza się na opróżnianie do HDPE.
Charakterystykę głównych urządzeń instalacji regeneracyjnej podano w tabeli. 4.
Do usuwania pary z zewnętrznych przedziałów uszczelnień labiryntowych turbiny dostarczana jest specjalna chłodnica próżniowa SP.
Para zasysana jest z przedziałów pośrednich uszczelnień labiryntowych turbiny do pionowej chłodnicy CO. Chłodnica wchodzi w skład obiegu regeneracyjnego do podgrzewania głównego kondensatu po HDPE nr 1.
Konstrukcja chłodnicy jest podobna do grzejników niskociśnieniowych.
Ogrzewanie wody sieciowej odbywa się w instalacji składającej się z dwóch podgrzewaczy sieciowych nr 1 i 2 (PSG nr 1 i 2), podłączonych parami odpowiednio do dolnego i górnego wyjścia grzewczego. Typ grzejników sieciowych to PSG-1300-3-8-1.
|
Nazwa sprzętu |
Powierzchnia grzewcza m.in 2 |
Ustawienia środowiska pracy |
Ciśnienie, kgf/cm 2 abs., podczas prób hydraulicznych w pomieszczeniach |
|||
|
Zużycie wody, m 3 / godz |
Opór, m woda. Sztuka. |
|||||
|
Wbudowany w kondensator |
||||||
|
HDPE nr 2 |
PN-130-16-9-II |
|||||
|
HDPE nr 3 |
||||||
|
HDPE nr 4 |
||||||
|
HDPE nr 5 |
PV-425-230-23-1 |
|||||
|
HDPE nr 6 |
PV-425-230-35-1 |
|||||
|
HDPE nr 7 |
||||||
|
Chłodnica pary z pośrednich komór uszczelniających |
PN-130-1-16-9-11 |
|||||
|
Chłodnica pary z końcowych komór uszczelnienia |
||||||
Turbina parowa grzewcza PT-80/100-130/13 z odciągiem pary przemysłowej i grzewczej przeznaczona jest do bezpośredniego napędzania generatora elektrycznego TVF-120-2 o prędkości obrotowej 50 obr/min i oddawania ciepła na potrzeby produkcyjne i grzewcze.
Poniżej podano wartości nominalne głównych parametrów turbiny.
Moc, MW
nominalne 80
maksymalnie 100
Oceny Steama
ciśnienie, MPa 12,8
temperatura, 0 C 555
Zużycie pary wydobytej na potrzeby produkcyjne, t/h
nominalna 185
maksymalnie 300
Dopuszczalne zmiany ciśnienia pary w kontrolowanym wylocie ogrzewania, MPa
górny 0,049-0,245
dolny 0,029-0,098
Presja selekcyjna produkcji 1,28
Temperatura wody, 0 C
pożywne 249
chłodzenie 20
Zużycie wody chłodzącej, t/h 8000
Turbina posiada następujące regulowane poboru pary:
produkcja przy ciśnieniu absolutnym (1,275 0,29) MPa i dwóch ekstrakcjach grzewczych - górny o ciśnieniu absolutnym w zakresie 0,049-0,245 MPa i dolny o ciśnieniu w zakresie 0,029-0,098 MPa. Regulacja ciśnienia upustowego ogrzewania odbywa się za pomocą jednej membrany regulacyjnej zamontowanej w górnej komorze upustowej ogrzewania. Utrzymywane jest regulowane ciśnienie na wylotach ogrzewania: na wylocie górnym - gdy włączone są oba wyloty ogrzewania, na wylocie dolnym - gdy włączony jest jeden z wylotów ogrzewania dolny. Woda sieciowa musi być przepuszczana przez podgrzewacze sieciowe dolnego i górnego stopnia grzewczego sekwencyjnie i w równych ilościach. Należy kontrolować przepływ wody przepływającej przez grzejniki sieciowe.
Turbina jest jednostką dwucylindrową jednowałową. Część przepływowa HPC ma stopień regulacji z pojedynczą cewką i 16 poziomami ciśnienia.
Część przepływowa LPC składa się z trzech części:
pierwszy (aż do górnego wylotu ogrzewania) posiada stopień regulacyjny i 7 poziomów ciśnienia,
drugi (pomiędzy ekstrakcjami grzewczymi) dwa stopnie ciśnieniowe,
trzeci - stopień regulacyjny i dwa stopnie ciśnieniowe.
Wirnik wysokie ciśnienie solidnie kute. Pierwsze dziesięć tarcz wirnika niskociśnieniowego jest kutych integralnie z wałem, pozostałe trzy tarcze są zamontowane.
Dystrybucja pary turbinowej odbywa się za pomocą dyszy. Na wyjściu z HPC część pary trafia do kontrolowanej ekstrakcji produkcyjnej, reszta kierowana jest do LPC. Ekstrakcje poprzez ogrzewanie przeprowadza się z odpowiednich komór LPC.
Aby skrócić czas nagrzewania i poprawić warunki rozruchu, zapewniono ogrzewanie parowe kołnierzy i śrub dwustronnych oraz dostarczanie pary świeżej do przedniego uszczelnienia HPC.
Turbina wyposażona jest w urządzenie do obracania wału, które obraca linię wałów zespołu turbinowego z częstotliwością 3,4 obr/min.
Aparatura łopatkowa turbiny jest zaprojektowana do pracy przy częstotliwości sieciowej 50 Hz, co odpowiada prędkości obrotowej wirnika zespołu turbinowego wynoszącej 50 obr/min (3000 obr/min). Dopuszczalna jest długoterminowa praca turbiny przy odchyleniach częstotliwości sieci od 49,0 do 50,5 Hz.
- Seminarium
Przedmowa do części pierwszej
Modelowanie turbin parowych to codzienność setek ludzi w naszym kraju. Zamiast słowa model często się mówi charakterystyka przepływu. Charakterystyki przepływowe turbin parowych służą do rozwiązywania takich problemów, jak obliczanie jednostkowego zużycia paliwa równoważnego na energię elektryczną i ciepło wytwarzane przez elektrownie cieplne; optymalizacja pracy CHP; planowanie i konserwacja trybów CHP.
Opracowany przeze mnie nowe cechy zużycia turbina parowa
— zlinearyzowana charakterystyka przepływu turbiny parowej. Opracowana charakterystyka przepływu jest wygodna i skuteczna w rozwiązywaniu tych problemów. Jednak w tej chwili jest to opisane tylko w dwóch pracach naukowych:
- Optymalizacja pracy elektrowni cieplnych w warunkach hurtowego rynku energii elektrycznej i mocy w Rosji;
- Metody obliczeniowe wyznaczania jednostkowego zużycia paliwa zastępczego z elektrowni cieplnych na dostarczoną energię elektryczną i cieplną w trybie wytwarzania skojarzonego.
A teraz na swoim blogu chciałabym:
- po pierwsze, prostym i przystępnym językiem odpowiedzieć na główne pytania dotyczące nowej charakterystyki przepływu (patrz Zlinearyzowana charakterystyka przepływu turbiny parowej. Część 1. Pytania podstawowe);
- po drugie, podaj przykład konstruowania nowej charakterystyki przepływu, który pomoże zrozumieć zarówno metodę konstrukcji, jak i właściwości cechy (patrz poniżej);
- po trzecie, obalić dwa znane twierdzenia dotyczące trybów pracy turbiny parowej (patrz Zlinearyzowana charakterystyka przepływowa turbiny parowej. Część 3. Obalamy mity na temat działania turbiny parowej).
1. Dane wstępne
Początkowymi danymi do skonstruowania zlinearyzowanej charakterystyki przepływu mogą być:
- rzeczywiste wartości mocy Q 0 , N, Q p, Q t zmierzone podczas pracy turbiny parowej,
- nomogramy q t brutto z dokumentacji regulacyjnej i technicznej.
W przypadkach, gdy rzeczywiste wartości Q 0 , N, Q p, Q t nie są dostępne, można przetworzyć nomogramy q t brutto. Te z kolei uzyskano na podstawie pomiarów. Przeczytaj więcej o testach turbin w V.M. itp. Metody optymalizacji trybów pracy systemu elektroenergetycznego.
2. Algorytm konstrukcji zlinearyzowanej charakterystyki przepływu
Algorytm konstrukcji składa się z trzech kroków.
- Tłumaczenie nomogramów lub wyników pomiarów na formę tabelaryczną.
- Linearyzacja charakterystyki przepływowej turbiny parowej.
- Wyznaczanie granic zakresu regulacji pracy turbiny parowej.
Podczas pracy z nomogramami q t brutto pierwszy krok wykonuje się szybko. Ten rodzaj pracy nazywa się digitalizacja(digitalizacja). Digitalizacja 9 nomogramów dla bieżącego przykładu zajęła mi około 40 minut.
Drugi i trzeci krok wymagają użycia pakietów matematycznych. Uwielbiam MATLAB i używam go od wielu lat. Właśnie w nim jest wykonany mój przykład konstruowania zlinearyzowanej charakterystyki przepływu. Przykład można pobrać z linku, uruchomić i samodzielnie zrozumieć metodę konstruowania zlinearyzowanej charakterystyki przepływu.
Wykreślono charakterystykę przepływu rozpatrywanej turbiny dla następujących stałych wartości parametrów modowych:
- jednostopniowy tryb pracy,
- ciśnienie pary średniociśnieniowej = 13 kgf/cm2,
- ciśnienie pary niskociśnieniowej = 1 kgf/cm2.
1) Nomogramy jednostkowego zużycia q t brutto do wytwarzania energii elektrycznej (zaznaczone czerwone kropki są digitalizowane i przenoszone na tabelę):
- PT80_qt_Qm_eq_0_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_100_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_120_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_140_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_150_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_20_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_40_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_60_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_80_digit.png.
2) Wynik digitalizacji(każdy plik csv ma odpowiadający mu plik png):
- PT-80_Qm_eq_0.csv,
- PT-80_Qm_eq_100.csv,
- PT-80_Qm_eq_120.csv,
- PT-80_Qm_eq_140.csv,
- PT-80_Qm_eq_150.csv,
- PT-80_Qm_eq_20.csv,
- PT-80_Qm_eq_40.csv,
- PT-80_Qm_eq_60.csv,
- PT-80_Qm_eq_80.csv.
3) Skrypt MATLAB-a z obliczeniami i wykresami:
- PT_80_linear_characteristic_curve.m
4) Wynik digitalizacji nomogramów i wynik konstrukcji zlinearyzowanej charakterystyki przepływu w formie tabelarycznej:
- PT_80_linear_characteristic_curve.xlsx.
Krok 1. Tłumaczenie nomogramów lub wyników pomiarów na formę tabelaryczną
1. Przetwarzanie danych początkowych
Początkowymi danymi dla naszego przykładu są nomogramy q t brutto.
Aby przekonwertować wiele nomogramów na postać cyfrową, potrzebne jest specjalne narzędzie. Wielokrotnie korzystałem w tym celu z aplikacji internetowej. Aplikacja jest prosta i wygodna, ale nie ma wystarczającej elastyczności, aby zautomatyzować proces. Część prac trzeba wykonać ręcznie.
Na tym etapie istotna jest digitalizacja skrajnych punktów nomogramów, które wyznaczają granice zakresu regulacji turbiny parowej.
Praca polegała na zaznaczeniu punktów charakterystyki przepływu w każdym pliku png za pomocą aplikacji, pobraniu powstałego pliku csv i zebraniu wszystkich danych w jedną tabelę. Wynik digitalizacji można znaleźć w pliku PT-80-linear-characteristic-curve.xlsx, arkusz „PT-80”, tabela „Dane początkowe”.
2. Przeliczanie jednostek miary na jednostki mocy
$$display$$\begin(równanie) Q_0 = \frac (q_T \cdot N) (1000) + Q_P + Q_T \qquad (1) \end(equation)$$display$$
i zmniejsz wszystkie wartości początkowe do MW. Obliczenia przeprowadza się przy użyciu programu MS Excel.
Wynikowa tabela „Dane początkowe (jednostki mocy)” jest wynikiem pierwszego kroku algorytmu.
Krok 2. Linearyzacja charakterystyki przepływu turbiny parowej
1. Sprawdzenie działania MATLAB-a
Na tym etapie musisz zainstalować i otworzyć MATLAB w wersji nie niższej niż 7.3 (this stara wersja, obecnie 8.0). W MATLAB-ie otwórz plik PT_80_linear_characteristic_curve.m, uruchom go i upewnij się, że działa. Wszystko działa poprawnie jeżeli po uruchomieniu skryptu z linii poleceń wyświetli się komunikat:
Wartości odczytano z pliku PT_80_linear_characteristic_curve.xlsx przez 1 sekundę Współczynniki: a(N) = 2,317, a(Qп) = 0,621, a(Qт) = 0,255, a0 = 33,874 Średni błąd = 0,006, (0,57%) Liczba punktów granicznych zakresu kontrolnego = 37
Jeśli masz jakieś błędy, dowiedz się, jak je naprawić samodzielnie.
2. Obliczenia
Wszystkie obliczenia zaimplementowano w pliku PT_80_linear_characteristic_curve.m. Przyjrzyjmy się temu w częściach.
1) Podaj nazwę pliku źródłowego, arkusza, zakresu komórek zawierających tabelę „Dane początkowe (jednostki mocy)” uzyskaną w poprzednim kroku.
XLSFileName = "PT_80_linear_characteristic_curve.xlsx"; XLSSheetName = "PT-80"; XLSRange = "F3:I334";
2) Obliczamy dane początkowe w MATLABIE.
sourceData = xlsread(XLSFileName, XLSSheetName, XLSRange); N = dane źródłowe(:,1); Qm = Dane źródłowe(:,2); Ql = dane źródłowe(:,3); Q0 = Dane źródłowe(:,4); fprintf("Wartości odczytane z pliku %s w %1.0f sec\n", XLSFileName, toc);
Używamy zmiennej Qm dla średniego przepływu pary pod ciśnieniem Q p, indeks M z środek- przeciętny; podobnie używamy zmiennej Ql dla przepływu pary niskociśnieniowej Qn, indeks l z Niski- krótki.
3) Wyznaczmy współczynniki α i .
Pamiętajmy ogólna formuła charakterystyka przepływu
$$display$$\begin(równanie) Q_0 = f(N, Q_P, Q_T) \qquad (2) \end(równanie)$$display$$
i wskazać zmienne niezależne (x_cyfra) i zależne (y_cyfra).
x_cyfra = ; % energii elektrycznej N, pary przemysłowej Qп, pary ciepłowniczej Qт, wektor jednostkowy y_digit = Q0; % zużycia pary świeżej Q0
Jeśli nie rozumiesz, dlaczego w macierzy x_digit znajduje się wektor jednostkowy (ostatnia kolumna), przeczytaj materiały na temat regresji liniowej. Na temat analizy regresji polecam książkę Draper N., Smith H. Stosowana analiza regresji. Nowy Jork: Wiley, In press, 1981. 693 s. (dostępne w języku rosyjskim).
Równanie zlinearyzowanej charakterystyki przepływu turbiny parowej
$$display$$\begin(equation) Q_0 = \alpha_N \cdot N + \alpha_P \cdot Q_P + \alpha_T \cdot Q_T + \alpha_0 \qquad (3) \end(equation)$$display$$
jest modelem regresji liniowej wielokrotnej. Wyznaczymy współczynniki α i za pomocą „wielka korzyść cywilizacyjna”— metoda najmniejszych kwadratów. Osobno zauważam, że metodę najmniejszych kwadratów opracował Gauss w 1795 roku.
W MATLAB-ie odbywa się to w jednej linii.
A = regres(y_cyfra, x_cyfra); fprintf("Współczynniki: a(N) = %4,3f, a(Qп) = %4,3f, a(Qт) = %4,3f, a0 = %4,3f\n",... A);
Zmienna A zawiera wymagane współczynniki (patrz komunikat w linii poleceń MATLAB-a).
Zatem otrzymana zlinearyzowana charakterystyka przepływu turbiny parowej PT-80 ma postać
$$display$$\begin(equation) Q_0 = 2,317 \cdot N + 0,621 \cdot Q_P + 0,255 \cdot Q_T + 33,874 \qquad (4) \end(equation)$$display$$
4) Oszacujmy błąd linearyzacji otrzymanej charakterystyki przepływu.
y_model = x_cyfra * A; err = abs(y_model - y_digit) ./ y_digit; fprintf("Średni błąd = %1,3f, (%4,2f%%)\n\n", średnia (błąd), średnia (błąd)*100);
Błąd linearyzacji wynosi 0,57%(patrz komunikat w wierszu poleceń MATLAB-a).
Aby ocenić łatwość wykorzystania zlinearyzowanej charakterystyki przepływu turbiny parowej, rozwiążemy problem obliczania natężenia przepływu pary wysokociśnieniowej Q 0 dla znanych wartości obciążenia N, Q p, Q t.
Niech N = 82,3 MW, Q p = 55,5 MW, Q t = 62,4 MW, wówczas
$$display$$\begin(równanie) Q_0 = 2,317 \cdot 82,3 + 0,621 \cdot 55,5 + 0,255 \cdot 62,4 + 33,874 = 274,9 \qquad (5) \end(equation)$$ display$$
Przypomnę, że średni błąd obliczeniowy wynosi 0,57%.
Wróćmy do pytania: dlaczego zlinearyzowana charakterystyka przepływu turbiny parowej jest zasadniczo wygodniejsza niż nomogramy jednostkowego zużycia q t brutto na produkcję energii elektrycznej? Zrozumieć zasadnicza różnica w praktyce rozwiązać dwa problemy.
- Oblicz wartość Q 0 z określoną dokładnością, korzystając z nomogramów i oczu.
- Zautomatyzuj proces obliczania Q 0 za pomocą nomogramów.
Oczywiste jest, że w pierwszym problemie określenie wartości q t brutto na oko jest obarczone poważnymi błędami.
Drugie zadanie jest trudne do zautomatyzowania. Od wartości q t brutto są nieliniowe, to dla takiej automatyzacji liczba zdigitalizowanych punktów jest kilkadziesiąt razy większa niż w bieżącym przykładzie. Sama cyfryzacja nie wystarczy, konieczne jest także wdrożenie algorytmu interpolacja(znalezienie wartości między punktami) nieliniowe wartości brutto.
Krok 3. Wyznaczenie granic zakresu regulacji turbiny parowej
1. Obliczenia
Aby obliczyć zakres regulacji, użyjemy innego „błogosławieństwo cywilizacji”— metoda kadłuba wypukłego, kadłub wypukły.
W MATLAB-ie robi się to w następujący sposób.
indeksCH = convhull(N, Qm, Ql, „uprość”, prawda); indeks = unikalny(indeksCH); regZakres = ; regRangeQ0 = * A; fprintf("Liczba punktów granicznych zakresu kontroli = %d\n\n", rozmiar(indeks,1));
Metoda convhull() definiuje punkty graniczne zakresu regulacji, określone przez wartości zmiennych N, Qm, Ql. Zmienna indeksCH zawiera wierzchołki trójkątów skonstruowanych przy użyciu triangulacji Delaunaya. Zmienna regRange zawiera punkty graniczne zakresu regulacji; zmienna regRangeQ0 - natężenia przepływu pary wysokociśnieniowej dla punktów granicznych zakresu regulacji.
Wynik obliczeń można znaleźć w pliku PT_80_linear_characteristic_curve.xlsx, arkusz „PT-80-result”, tabela „Granice zakresu regulacji”.
Skonstruowano zlinearyzowaną charakterystykę przepływu. Reprezentuje wzór i 37 punktów, które określają granice (obwiednię) zakresu regulacji w odpowiedniej tabeli.
2. Sprawdź
Automatyzując procesy obliczania Q 0, należy sprawdzić, czy dany punkt o wartościach N, Q p, Q t znajduje się w zakresie regulacji, czy poza nim (tryb nie jest technicznie wykonalny). W MATLAB-ie można to zrobić w następujący sposób.
Ustawiamy wartości N, Q p, Q t, które chcemy sprawdzić.
n = 75; qm = 120; ql = 50;
Sprawdźmy.
in1 = inwielokąt(n, qm, regRange(:,1),regRange(:,2)); in2 = inpolygon(qm, ql, regRange(:,2),regRange(:,3)); in = in1 && in2; if in fprintf("Punkt N = %3,2f MW, Qp = %3,2f MW, Qt = %3,2f MW mieści się w zakresie regulacji\n", n, qm, ql); else fprintf("Punkt N = %3,2f MW, Qp = %3,2f MW, Qt = %3,2f MW jest poza zakresem regulacji (technicznie nieosiągalnym)\n", n, qm, ql); koniec
Kontrola odbywa się w dwóch etapach:
- zmienna in1 pokazuje, czy wartości N, Q p mieściły się w rzucie powłoki na oś N, Q p;
- podobnie zmienna in2 pokazuje, czy wartości Q p, Q t mieściły się w rzucie powłoki na osie Q p, Q t.
Jeżeli obie zmienne są równe 1 (prawda), to pożądany punkt znajduje się wewnątrz płaszcza, co określa zakres regulacji turbiny parowej.
Ilustracja wynikowej zlinearyzowanej charakterystyki przepływu turbiny parowej
Bardzo „hojne korzyści cywilizacyjne” musimy zilustrować wyniki obliczeń.
Przede wszystkim musimy powiedzieć, że przestrzeń, w której budujemy wykresy, czyli przestrzeń o osiach x - N, y - Q t, z - Q 0, w - Q p, nazywa się przestrzeń reżimu(patrz Optymalizacja pracy elektrowni cieplnych w warunkach hurtowego rynku energii elektrycznej i mocy w Rosji
). Każdy punkt tej przestrzeni wyznacza określony tryb pracy turbiny parowej. Tryb może być
- technicznie wykonalne, jeśli wewnątrz obudowy znajduje się punkt określający zakres regulacji,
- technicznie niewykonalne, jeśli punkt znajduje się poza tą powłoką.
Jeśli mówimy o kondensacyjnym trybie pracy turbiny parowej (Q p = 0, Q t = 0), to zlinearyzowana charakterystyka przepływu reprezentuje odcinek prosty. Jeśli mówimy o turbinie typu T, to zlinearyzowana charakterystyka przepływu jest płaski wielokąt w przestrzeni trybu trójwymiarowego o osiach x – N, y – Q t, z – Q 0, co jest łatwe do wizualizacji. W przypadku turbiny typu PT wizualizacja jest najbardziej złożona, ponieważ reprezentuje zlinearyzowaną charakterystykę przepływu takiej turbiny płaski wielokąt w przestrzeni czterowymiarowej(objaśnienia i przykłady patrz Optymalizacja pracy elektrowni cieplnych w warunkach rosyjskiego hurtowego rynku energii elektrycznej i mocy, rozdział Linearyzacja charakterystyk przepływu turbiny).
1. Ilustracja otrzymanej zlinearyzowanej charakterystyki przepływu turbiny parowej
Skonstruujmy wartości tabeli „Dane początkowe (jednostki mocy)” w przestrzeni reżimowej.
Ryż. 3. Początkowe punkty charakterystyki przepływu w przestrzeni reżimowej o osiach x – N, y – Q t, z – Q 0
Ponieważ nie potrafimy skonstruować zależności w przestrzeni czterowymiarowej, nie osiągnęliśmy jeszcze takiego dobrodziejstwa cywilizacyjnego, operujemy wartościami Q n w następujący sposób: wykluczamy je (ryc. 3), naprawiamy (ryc. 4) (zobacz kod do konstruowania grafów w MATLAB-ie).
Ustalmy wartość Q p = 40 MW i skonstruujmy punkty początkowe oraz zlinearyzowaną charakterystykę przepływu.
Ryż. 4. Punkty początkowe charakterystyki przepływu (punkty niebieskie), zlinearyzowana charakterystyka przepływu (zielony płaski wielokąt)
Wróćmy do wzoru, który otrzymaliśmy na zlinearyzowaną charakterystykę przepływu (4). Jeśli ustalimy Q p = 40 MW MW, wówczas wzór będzie wyglądał następująco
$$display$$\begin(równanie) Q_0 = 2,317 \cdot N + 0,255 \cdot Q_T + 58,714 \qquad (6) \end(equation)$$display$$
Model ten definiuje płaski wielokąt w przestrzeni trójwymiarowej o osiach x – N, y – Q t, z – Q 0 analogicznie do turbiny typu T (co widzimy na rys. 4).
Wiele lat temu, opracowując nomogramy q t brutto, na etapie analizy danych wyjściowych popełniono zasadniczy błąd. Zamiast zastosować metodę najmniejszych kwadratów i skonstruować zlinearyzowaną charakterystykę przepływu turbiny parowej, z nieznanego powodu wykonano prymitywne obliczenia:
$$display$$\begin(równanie) Q_0(N) = Q_e = Q_0 - Q_T - Q_P \qquad (7) \end(równanie)$$display$$
Od zużycia pary wysokociśnieniowej Q 0 odjęliśmy zużycie pary Q t, Q p i uzyskaną różnicę Q 0 (N) = Q e przypisaliśmy wytwarzaniu energii elektrycznej. Otrzymaną wartość Q0 (N) = Q e podzielono przez N i przeliczono na kcal/kWh, otrzymując specyficzne spożycie q brutto. Obliczenia te nie są zgodne z prawami termodynamiki.
Drodzy czytelnicy, może znacie nieznany powód? Udostępnij to!
2. Ilustracja zakresu regulacji turbiny parowej
Przyjrzyjmy się powłoce zakresu regulacji w przestrzeni reżimu. Punkty wyjścia do jego budowy przedstawiono na ryc. 5. Są to te same punkty, które widzimy na ryc. 3, jednakże parametr Q 0 jest teraz wyłączony.
Ryż. 5. Początkowe punkty charakterystyki przepływu w przestrzeni reżimowej o osiach x – N, y – Q p, z – Q t
Wiele punktów na rys. 5 jest wypukły. Korzystając z funkcji convexhull() zidentyfikowaliśmy punkty definiujące zewnętrzną powłokę tego zbioru.
Triangulacja Delaunaya(zbiór połączonych trójkątów) pozwala nam skonstruować obwiednię zakresu regulacji. Wierzchołki trójkątów są wartościami granicznymi rozważanego przez nas zakresu regulacji turbiny parowej PT-80.
Ryż. 6. Powłoka zakresu regulacji reprezentowana przez wiele trójkątów
Sprawdzając, czy dany punkt mieści się w zakresie regulacji, sprawdzaliśmy, czy punkt ten leży wewnątrz, czy na zewnątrz powstałej powłoki.
Wszystkie przedstawione powyżej wykresy zostały zbudowane przy użyciu MATLAB-a (patrz PT_80_linear_characteristic_curve.m).
Obiecujące problemy związane z analizą pracy turbiny parowej z wykorzystaniem zlinearyzowanych charakterystyk przepływu
Jeśli robisz dyplom lub rozprawę doktorską, mogę zaproponować Ci kilka zadań, których nowość naukową możesz z łatwością udowodnić całemu światu. Ponadto wykonasz doskonałą i użyteczną pracę.
Problem 1
Pokaż, jak zmienia się płaski wielokąt, gdy zmienia się prężność pary Qt pod niskim ciśnieniem.
Problem 2
Pokaż, jak zmienia się płaski wielokąt pod wpływem zmiany ciśnienia w skraplaczu.
Problem 3
Sprawdź, czy współczynniki zlinearyzowanej charakterystyki przepływu można przedstawić w postaci funkcji dodatkowych parametrów modowych, a mianowicie:
$$display$$\begin(równanie) \alpha_N = f(p_(0),...); \\ \alpha_P = f(p_(P),...); \\ \alpha_T = f(p_(T),...); \\ \alpha_0 = f(p_(2),...). \end(równanie)$$wyświetlanie$$
Tutaj p 0 to ciśnienie pary pod wysokim ciśnieniem, p p to ciśnienie pary średniociśnieniowej, p t to ciśnienie pary niskociśnieniowej, p 2 to ciśnienie pary wylotowej w skraplaczu, wszystkie jednostki to kgf/cm2.
Uzasadnij wynik.
Spinki do mankietów
Chuchueva I.A., Inkina N.E. Optymalizacja pracy elektrowni cieplnych w warunkach hurtowego rynku energii elektrycznej i mocy w Rosji // Nauka i edukacja: publikacja naukowa MSTU. NE Baumana. 2015. nr 8. s. 195-238.
- Rozdział 1. Sensowne sformułowanie problemu optymalizacji pracy elektrowni cieplnych w Rosji
- Rozdział 2. Linearyzacja charakterystyk przepływowych turbiny
Pierwsze dziesięć tarcz wirnika niskociśnieniowego jest kutych integralnie z wałem, pozostałe trzy tarcze są zamontowane.
Wirniki HPC i LPC są ze sobą sztywno połączone za pomocą kołnierzy kutych integralnie z wirnikami. Wirniki LPC i generatora typu TVF-120-2 połączone są sztywnym sprzęgłem.
Dystrybucja pary turbinowej odbywa się za pomocą dyszy. Para świeża doprowadzana jest do osobnej skrzynki dyszowej, w której znajduje się automatyczna przesłona, skąd para przepływa rurami obejściowymi do zaworów sterujących turbiny.
Po wyjściu z HPC część pary trafia do kontrolowanej ekstrakcji produkcyjnej, reszta kierowana jest do LPC.
Ekstrakcje poprzez ogrzewanie przeprowadza się z odpowiednich komór LPC.
Punkt mocowania turbiny znajduje się na ramie turbiny od strony generatora, a zespół wysuwa się w kierunku przedniego łożyska.
Aby skrócić czas nagrzewania i poprawić warunki rozruchu, zapewniono ogrzewanie parowe kołnierzy i śrub dwustronnych oraz dostarczanie pary świeżej do przedniego uszczelnienia HPC.
Turbina wyposażona jest w urządzenie do obracania wału, które obraca linię wału agregatu z częstotliwością 0,0067.
Urządzenie łopatkowe turbiny jest zaprojektowane i skonfigurowane do pracy przy częstotliwości sieciowej 50 Hz, co odpowiada obrotowi wirnika wynoszącemu 50. Dopuszczalna jest długoterminowa praca turbiny przy częstotliwości sieciowej od 49 do 50,5 Hz.
Wysokość fundamentu zespołu turbinowego od poziomu podłogi pomieszczenia skraplającego do poziomu podłogi pomieszczenia turbiny wynosi 8 m.
2.1 Opis schematu cieplnego turbiny PT–80/100–130/13
Urządzenie kondensacyjne obejmuje grupę skraplacza, urządzenie do usuwania powietrza, kondensat i pompy obiegowe, wyrzutnik układu cyrkulacyjnego, filtry wody, rurociągi wraz z niezbędną armaturą.
Grupa kondensatorów składa się z jednego kondensatora z wbudowaną belką powierzchnia wspólna chłodzący 3000 m² i przeznaczony jest do skraplania wchodzącej do niego pary, wytworzenia podciśnienia w rurze wydechowej turbiny i zachowania kondensatu, a także wykorzystania ciepła pary wchodzącej do skraplacza w trybach pracy zgodnie z harmonogramem cieplnym dla podgrzewanie wody uzupełniającej w wbudowanym wiązce.
Skraplacz posiada specjalną komorę wbudowaną w część parową, w której zainstalowana jest sekcja HDPE nr 1. Pozostałe HDPE instaluje osobna grupa.
Jednostka regeneracyjna przeznaczona jest do podgrzewania wody zasilającej parą pobraną z nieregulowanych wylotów turbiny i posiada cztery stopnie LPH, trzy stopnie HPH oraz odgazowywacz. Wszystkie grzejniki są typu powierzchniowego.
HPH nr 5, 6 i 7 mają konstrukcję pionową z wbudowanymi schładzaczami i chłodnicami drenażowymi. PVD są wyposażone w zabezpieczenie grupowe, składające się z automatycznego wylotu i zawory zwrotne na wlocie i wylocie wody, zawór automatyczny z elektromagnesem, rurociąg do uruchamiania i wyłączania grzejników.
HDPE i HDPE (oprócz HDPE nr 1) wyposażone są w zawory sterujące do usuwania kondensatu, sterowane za pomocą regulatorów elektronicznych.
Odprowadzanie kondensatu pary grzewczej z nagrzewnic odbywa się kaskadowo. Z HDPE nr 2 kondensat jest wypompowywany pompą spustową.
Instalacja do ogrzewania wody sieciowej składa się z dwóch podgrzewaczy sieciowych, pomp kondensatu i sieci. Każdy podgrzewacz jest poziomym wymiennikiem ciepła para-woda o powierzchni wymiany ciepła 1300 m², który tworzą proste rury mosiężne, rozszerzone obustronnie w arkusze rurowe.
3 Wybór sprzęt pomocniczy schemat termiczny stacji
3.1 Wyposażenie dostarczane wraz z turbiną
Ponieważ Skraplacz, wyrzutnik główny, podgrzewacze nisko i wysokociśnieniowe dostarczane są do projektowanej stacji wraz z turbiną, następnie do montażu na stacji wykorzystywane są:
a) Skraplacz typu 80-KTSST-1 w ilości trzech sztuk, po jednej na każdą turbinę;
b) Eżektor główny typu EP-3-700-1 w ilości sześciu sztuk, po dwie na każdą turbinę;
c) Podgrzewacze niskociśnieniowe typu PN-130-16-10-II (PND nr 2) i PN-200-16-4-I (PND nr 3,4);
d) Nagrzewnice wysokociśnieniowe typu PV-450-230-25 (PVD nr 1), PV-450-230-35 (PVD nr 2) i PV-450-230-50 (PVD nr 3).
Charakterystykę pokazanego sprzętu podsumowano w tabelach 2, 3, 4, 5.
Tabela 2 - charakterystyka kondensatora
Tabela 3 - charakterystyka głównego wyrzutnika skraplacza
Kompleksowa modernizacja turbiny parowej PT-80/100-130/13
Celem modernizacji jest zwiększenie mocy elektrycznej i cieplnej turbiny oraz zwiększenie sprawności instalacji turbinowej. Modernizacja w ramach wariantu głównego polega na zamontowaniu uszczelnień nasadowych HPC o strukturze plastra miodu i wymianie części przepływowej średniociśnieniowej na wykonanie nowego rotora LP w celu zwiększenia przepustowości HPC do 383 t/h. Jednocześnie zachowany jest zakres regulacji ciśnienia na wylocie produkcyjnym, nie zmienia się maksymalny dopływ pary do skraplacza.
Elementy wymienne przy modernizacji zespołu turbinowego w ramach opcji głównej:
- Montaż uszczelek osłonowych o strukturze plastra miodu dla stopni HPC 1-17;
- Kierownica CSND;
- Siodła RK ChSD o większym przekroju przepływu z modyfikacją skrzyń parowych górnej połowy korpusu ChSD w celu montażu nowych pokryw;
- Zawory sterujące SD i urządzenie rozprowadzające krzywkę;
- Membrany 19-27 stopni CSND, wyposażone w uszczelnienia typu overband o strukturze plastra miodu i pierścienie uszczelniające ze sprężynami śrubowymi;
- Wirnik SND z zainstalowanymi nowymi łopatkami roboczymi 18-27 stopni TsSND z solidnie frezowanymi oponami;
- Zaciski membrany nr 1, 2, 3;
- Klatka uszczelniająca z przodu i pierścienie uszczelniające ze sprężynami śrubowymi;
- Tarcze montowane na stopniach 28, 29, 30 zostają zachowane zgodnie z istniejącą konstrukcją, co zmniejsza koszty modernizacji (pod warunkiem zastosowania starych tarcz zamontowanych).
W wyniku modernizacji zgodnie z opcją główną uzyskuje się:
- Zwiększenie maksymalnej mocy elektrycznej turbiny do 110 MW i mocy ekstrakcji cieplnej do 168,1 Gcal/h, w związku z ograniczeniem ekstrakcji przemysłowej.
- Zapewnienie niezawodnej i zwrotnej pracy zespołu turbinowego we wszystkich trybach pracy, w tym przy możliwie najniższych ciśnieniach w wyciągach przemysłowych i ciepłowniczych.
- Zwiększenie sprawności instalacji turbinowych;
- Zapewnienie stabilności osiąganych wskaźników technicznych i ekonomicznych w okresie remontowym.
Efekt modernizacji w zakresie oferty głównej:
| Tryby turbinowe | Moc elektryczna, MW | Zużycie pary do ogrzewania, t/h | Zużycie pary do produkcji, t/h |
Kondensacja | |||
Nominalny | |||
Maksymalna moc | |||
Z maksimum | |||
Zwiększenie wydajności pompy | |||
Wzrost wydajności HPC | |||
Dodatkowe oferty (opcje) modernizacji
- Modernizacja klatki stopnia sterującego HPC wraz z montażem uszczelnień nasadowych typu „plaster miodu”.
- Montaż membran ostatniego stopnia z masą styczną
- Wysoce szczelne uszczelki do prętów zaworów regulacyjnych wysokiego ciśnienia
Efekt modernizacji z dodatkowymi opcjami
№ | Nazwa | Efekt |
Modernizacja klatki stopnia sterującego HPC wraz z montażem uszczelnień nasadowych typu „plaster miodu”. | Wzrost mocy o 0,21-0,24 MW |
|
Montaż membran ostatniego stopnia z masą styczną | Tryb kondensacji: |
|
Obrotowe uszczelnienie membranowe | Zwiększenie sprawności zespołu turbinowego podczas pracy w trybie z całkowicie zamkniętą membraną obrotową o 7 Gcal/godz. |
|
Wymiana uszczelek nadcałunowych HPC i CSD na komórkowe | Zwiększona sprawność cylindrów (HPC o 1,2-1,4%, CVD o 1%); |
|
Wymiana zaworów regulacyjnych HPC | Wzrost mocy o 0,02-0,11 MW |
|
Montaż uszczelek końcowych o strukturze plastra miodu LPC | Eliminacja zasysania powietrza przez uszczelki końcowe |
