РД 34.30.716. Типовая нормативная характеристика турбоагрегата Т-100-130 ТМЗ (46318)

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГОСИСТЕМ

ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТУРБОАГРЕГАТА

Т-100-130-3 ТМЗ

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ ЦЕНТР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

МОСКВА 1971

Составлено лабораторией технико-экономических исследований ВТИ им. Ф.Э. Дзержинского и цехом топливоиспользования ОРГРЗС

Авторы инженеры В.Н. РУЗАНКОВ (ВТИ), Б.В. МИХАЙЛОВ (ОРГРЭС)

В работе приводятся нормативные характеристики турбоагрегата Т-100-130 ТМЗ при одно-, двух- и трехступенчатом подогреве сетевой воды и конденсационном режиме, построенные по методике ОРГРЭС по обобщенным данным четырех испытаний, проведенных ВТИ им. Ф.З. Дзержинского на ТЭЦ-20 Мосэнерго и ОРГРЭС - на ТЭЦ-16 Мосэнерго, Минской ТЭЦ-3 и Средне-Уральской ГРЭС.

Для обработки и обобщения результатов испытаний была использована ЭВМ «Урал-2».

Работа выполнена в соответствии с «Инструкцией и методическими указаниями по нормированию удельных расходов топлива на тепловых электростанциях» (БТИ ОРГРЭС, 1966) и выпускается как обязательный материал для нормирования удельного расхода тепла на выработку электрической энергии на электростанциях и в энергосистемах, эксплуатирующих турбины.

УТВЕРЖДАЮ:

Главный инженер

Главного технического управления

по эксплуатации энергосистем

__________________ С. Молоканов

27 июля 1970 г.

I. УСЛОВИЯ СОСТАВЛЕНИЯ НОРМАТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

1. Ро = 130 ата, tо = 565 °С, Dо = Gп.в.

2. Подогреватели высокого давления включены.

3. Давление в деаэраторе 6 ата.

4. Нагрев сетевой воды в подогревателе сетевой воды ?? = 47 °С.

5. При режиме с трехступенчатым подогревом сетевой воды конденсаторы охлаждаются обратной сетевой водой.

6. При конденсационном режиме и режимах с одно- и двухступенчатым подогревом сетевой воды конденсаторы охлаждаются циркуляционной водой с температурой tохл = 20 °С и расходом W = 16000 м3/ч.

7. Давление пара в конденсаторе (Р2) при охлаждении циркуляционной водой определяется по характеристике конденсатора, приведенной на диаграммах режимов (приложения I и II).

8. Диапазон регулирования давления в верхнем теплофикационном отборе 0,6 - 2,5 ата, а в нижнем - 0,5 - 2,0 ата.

9. Тепловая схема - расчетная, представлена на диаграммах режимов.

10. При расчете нормативных характеристик учтен нагрев воды в питательных и сетевых насосах.

II. РЕЖИМ РАБОТЫ С ТРЕХСТУПЕНЧАТЫМ ПОДОГРЕВОМ СЕТЕВОЙ ВОДЫ

Этот режим является чисто теплофикационным, так как вся выработка электроэнергии осуществляется по теплофикационному циклу, т.е. Nт = Nтф.

Потери тепла на выработку электроэнергии складываются из механических, электрических и прочих потерь (излучение и т.п.).

В приложении I дается типовая диаграмма режимов, совмещенная с двухступенчатым подогревом сетевой воды.

Расход тепла на производство электроэнергии определяется по аналитической зависимости Qэ = 1,8 + 0,87Nт, Гкал/ч.

Нормативный удельный расход тепла брутто находится как

qт = 103 или

qт = ( + 0,87)103 ккал/квтч.

Приведенные зависимости показаны на рис. 1.

Теплофикационная мощность для этого режима определяется по выражению

Nтф = Nт = m3Qот - 19,5 Мвт

или по графику на рис. 2. На рис. 3 представлена зависимость m2, 3 от Ртв.

При отклонении величины нагрева сетевой воды от 47 °С вводится поправка к теплофикационной мощности Nt2, определяемая по графику рис. 4.

Рис. 1. Расход тепла на производство электроэнергии и нормативный удельный расход тепла брутто (трехступенчатый подогрев сетевой воды Qэ = 1,8 + 0,87Nт)

Рис. 2. Теплофикационная мощность турбины при закрытых регулирующих диафрагмах ц.н.д. для двух- и трехступенчатых режимов

Рис. 3. Относительный прирост теплофикационной выработки для режимов с двух- и трехступенчатым подогревом сетевой воды:

1 - трехступенчатый подогрев; 2 - двухступенчатый подогрев

Рис. 4. Поправка к теплофикационной мощности на отклонение нагрева сетевой воды в п.с.в. от  = 47 °С (двух- и трехступенчатый подогрев сетевой воды)

III. РЕЖИМ РАБОТЫ С ДВУХСТУПЕНЧАТЫМ ПОДОГРЕВОМ, СЕТЕВОЙ ВОДЫ

В этом режиме турбина может работать по тепловому графику (с закрытыми регулирующими диафрагмами ц.н.д.) и электрическому графику (с частично или полностью открытыми диафрагмами ц.н.д.).

Типовая диаграмма этого режима представлена в приложении I. На диаграмме приведены правила пользования ею и необходимые вспомогательные графики.

1. Работа турбины по тепловому графику

Характерным для этого режима является минимальная конденсационная выработка паром вентиляционного пропуска в ц.н.д. Этот пар вырабатывает мощность от паровпуска турбины и практически до входа в ц.н.д.

Для определения нормативного удельного расхода тепла на производство электроэнергии находятся следующие промежуточные показатели:

А. Теплофикационная мощность турбин (Nтф) - по рис. 2 или аналитическому выражению Nтф = m2,3Qот - 14 и рис. 3.

Б. Минимальная конденсационная мощность  - по рис. 5.

Рис. 5. Минимальная конденсационная мощность при закрытых регулирующих диафрагмах ц.н.д.

В. Полная электрическая мощность на клеммах генератора

Nт = Nтф + .

Г. Доля теплофикационной выработки

dNтф = .

Д. Расход тепла на производство электроэнергии

Qэ = Qхх + DqNт  Qэ гкал/ч.

или в развернутом виде

Qэ =  + 1,8dNтф + [0,87dNтф + Dqкн(1 - dNтф )]Nт  Qэ гкал/ч.

Входящие в это выражение величины определяются по графикам, представленным на рис. 6, 7 и 8.

Рис. 6. Условный расход тепла холостого хода на производство электроэнергии (двухступенчатый подогрев сетевой воды)

Поправка  Qэ связана с условностями построения характеристик.

Рис. 7. Относительный прирост расхода тепла на производство электроэнергии

Рис. 8. Поправка к расходу тепла на производство электроэнергии (двухступенчатый подогрев сетевой воды)

Нормативный удельный расход тепла брутто определяется как

qт = 103

или

qт = ( + q)103 ккал/квтч.

2. Работа турбины по электрическому графику

Порядок расчета нормативного удельного расхода при работе по электрическому графику в основном такой же, как при работе по тепловому графику.

Особенности этого расчета сводятся к следующему:

А. Определяется полная теплофикационная мощность

 = Nтфкэ2,

где коэффициент кэ2 учитывает повышение теплофикационной выработки за счет дополнительного пропуска пара в ц.н.д. и как следствие - повышение внутреннего относительного к.п.д. турбины и изменения температуры питательной воды. Этот коэффициент определяется по рис. 9.

Рис. 9. Коэффициент прироста теплофикационной мощности при работе турбины по электрическому графику (двухступенчатый подогрев сетевой воды)

Б. При отклонении температуры циркуляционной воды от 20 °С вводится поправка Ntохл, определяемая по рис. 10.

В качестве вспомогательных графиков на рис. 11 - 15 приведены зависимости нормативного удельного расхода тепла на производство электроэнергии брутто от электрических и тепловых нагрузок турбины при давлениях в верхнем теплофикационном отборе 0,8; 1,0; 1,2; 1,6 и 2,0 ата.

На рис. 11 - 12 при Ротв = 0,8 и 1,0 ата штриховой линией дана граница зоны естественного повышения давления в верхнем теплофикационном отборе: характер зависимости qт от Nт и Qст в этой зоне резко меняется в сторону увеличения удельных расходов тепла.

Нижние пограничные линии соответствуют режиму работы турбины по тепловому графику при закрытых диафрагмах ц.н.д.

Приведенные зависимости нормативного удельного расхода тепла брутто позволяют наглядно и оперативно оценить экономичность работы турбоагрегата.

Рис. 10. Поправка к конденсационной мощности на температуру охлаждающей воды (на графике дан расход охлаждающей воды в конденсатор Dц.н.д. для определения нормативного вакуума по характеристике конденсатора - приложения I и II)

Рис. 11. Нормативный удельный расход тепла брутто (двухступенчатый подогрев сетевой воды, Ртв = 0,8 ата):

 - зона естественного повышения давления в регулируемом отборе

Рис. 12. Нормативный удельный расход тепла брутто (двухступенчатый подогрев сетевой воды, Ртв = 1,0 ата):

 - зона естественного повышения давления в регулируемом отборе

Рис. 13. Нормативный удельный расход тепла брутто (двухступенчатый подогрев сетевой воды, Ртв = 1,2 ата)

Рис. 14. Нормативный удельный расход тепла брутто, (двухступенчатый подогрев сетевой воды, Ртв = 1,6 ата)

Рис. 15. Нормативный удельный расход тепла брутто (двухступенчатый подогрев сетевой воды, Ртв = 2,0 ата)

IV. РЕЖИМ РАБОТЫ С ОДНОСТУПЕНЧАТЫМ ПОДОГРЕВОМ СЕТЕВОЙ ВОДЫ

Этот режим должен применяться на электростанциях как исключение при необходимости работы с давлением в теплофикационном отборе ниже 0,6 ата и при невозможности работы с подогревателями сетевой воды второй ступени по не зависящим от эксплуатации причинам.

Для этого режима в приложении II приводится типовая диаграмма режимов с инструкцией для пользования и необходимыми вспомогательными графиками.

Принятый метод построения нормативных характеристик аналогичен двухступенчатому подогреву сетевой воды.

При работе турбины по тепловому графику полная теплофикационная мощность определяется по выражению

Nтф = m1Qот - 12 Мвт

и по рис. 16, 17. При этом минимальная конденсационная мощность, вырабатываемая на вентиляционном потоке пара, находится по рис. 18. При работе турбины по электрическому графику теплофикационная мощность будет выше, чем по тепловому графику, на величину, учитываемую коэффициентом кэ1, определяемому по рис. 19.

Рис. 16. Теплофикационная мощность турбины при закрытых регулирующих диафрагмах ц.н.д.

Рис. 17. Относительный прирост теплофикационной выработки

Рис. 18. Минимальная конденсационная мощность турбины при закрытых регулирующих диафрагмах ц.н.д. (одноступенчатый подогрев сетевой воды)

Расход тепла на производство электроэнергии равен

Qэ = Qхх + DqNт Гкал/ч,

где Qхх = f(Ртн) находится по рис. 20, а Dq = f(??Nтф и Ртн) - по рис. 21.

Нормативный удельный расход тепла брутто определяется как

qт = 103

или

qт = ( + q)103 ккал/квтч.

При отклонении температуры циркуляционной воды от 20 °С в расчет вносится поправка аналогично режиму с двухступенчатым подогревом сетевой воды, которая определяется по рис. 10.

В качестве вспомогательных графиков на рис. 22 - 24 приведены зависимости нормативного удельного расхода тепла на производство электроэнергии от электрических и тепловых нагрузок турбины при давлениях в нижнем теплофикационном отборе 0,5; 0,8 и 1,0 ата.

Рис. 19. Коэффициент прироста теплофикационной мощности при работе турбины по электрическому графику (одноступенчатый подогрев сетевой воды)

Рис. 20. Условный расход тепла холостого хода на производство электроэнергии (одноступенчатый подогрев сетевой воды)

Рис. 21. Относительный прирост расхода тепла на производство электроэнергии

Рис. 22. Нормативный удельный расход тепла брутто (одноступенчатый подогрев сетевой воды, Ртн = 0,5 ата)

Рис. 23. Нормативный удельный расход тепла брутто (одноступенчатый подогрев сетевой воды, Ртн = 0,8 ата)

Рис. 24. Нормативный удельный расход тепла брутто (одноступенчатый подогрев сетевой воды, Ртн = 1,0 ата)

V. КОНДЕНСАЦИОННЫЙ РЕЖИМ

Характеристика турбины на конденсационном режиме с отключенным регулятором давления показана на рис. 25.

Рис. 25. Расход тепла на производство электроэнергии и нормативный удельный расход тепла брутто

Аналитическая ее зависимость имеет вид

Qэ = 15,7 + 1,968Nт + 0,258 (Nт - 98) Гкал/ч.

Соответственно нормативный удельный расход тепла брутто определяется по выражению

qт = 103 ккал/квт×ч.

При отклонении температуры циркуляционной воды от 20 °С вводится поправка DNtохл, определяемая по рис. 10.

VI. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ НОРМАТИВНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1. Характеристика предназначена для использования в целях нормирования удельного расхода тепла брутто в диапазоне электрических нагрузок от 40 до 100 Мвт и тепловых нагрузок - от 60 до 160 Гкал/ч.

2. При расчетах по аналитическим и графическим зависимостям не определена граница зоны естественного повышения давления в теплофикационных отборах. Определение расхода тепла при работе в этой зоне можно выполнить, используя диаграммы режимов и рис. 26, позволяющий просто пересчитать расход пара на турбину в расход тепла.

3. Нормативный удельный расход тепла предполагает нормальную эксплуатацию турбины по расчетной тепловой схеме с расчетными параметрами свежего и отработавшего пара и корректируется только на отклонение величин, не зависящих от эксплуатации, - температуры циркуляционной воды и величины нагрева сетевой воды в подогревателях сетевой воды. При этом в зависимости от тепловой нагрузки турбины и температуры сетевой воды давление в верхнем теплофикационном отборе (двух- и трехступенчатый подогрев сетевой воды) определяется по рис. 27, а давление в нижнем теплофикационном отборе (одноступенчатый подогрев) - по рис. 28.

Для анализа качества эксплуатации и потерь, связанных с отклонением от нормальных параметров, может быть определено изменение удельного расхода тепла

Dqт = qт ккал/квт??ч,

где DN - поправка на отклонение любого из параметров от нормативных.

Необходимые поправки приведены на диаграммах режимов (приложения I и II).

Рис. 26. Расход тепла на турбину, энтальпия и температура питательной воды

Рис. 27. Давление в верхнем теплофикационном отборе (двух- и трехступенчатый подогрев сетевой воды)

Рис. 28. Давление в нижнем теплофикационном отборе (одноступенчатый подогрев сетевой воды)

VII. ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМАТИВНОГО УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТЕПЛА БРУТТО НА ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ ТУРБИНЫ