XIII. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ

47. Что такое паровая и тепловая характеристика турбоустановки? Какими энергетическими потерями обусловлен расход пара на холостой ход турбины, что такое коэффициент холостого хода?

Для турбоустановки имеются два вида энергетических характеристик (ЭХ) – паровая и тепловая. Паровая характеристика (ПХ) – это зависимость расхода пара, а тепловая (ТХ) – зависимость расхода теплоты от электрической мощности турбоагрегата.

Тепловые расчеты и натурные испытания турбоустановок показывают, что ПХ и ТХ для абсолютных расходов пара и теплоты могут с достаточной точностью считаться линейными, т.е. существует прямо пропорциональная зависимость между электрической мощностью и расходом пара или теплоты.

Полный расход пара на турбину складывается из двух частей:

- расход пара на холостой ход турбины, т.е. расход при полном числе оборотов агрегата и нулевой мощности на клеммах электрогенератора;

- полезный расход пара на выработку электроэнергии.

Расход холостого хода идет на покрытие следующих энергетических потерь:

- потери энергии пара в турбине из-за несовершенства проточной части и завихрений потока, утечек, а также концевые потери;

- механические потери в турбине, связанные с трением в подшипниках и маслоохлаждением;

- механические (из-за трения в подшипниках) и электрические (от вихревых токов) потери в электрогенераторе.

Суммарная величина всех названных потерь характеризуется коэффициентом холостого хода, равным отношению расхода пара на холостой ход турбины к номинальному расходу. Обычно этот коэффициент составляет от 3 до 7%, причем меньшие значения относятся к более крупным и современным турбинам.

48. Введите следующие понятия: номинальная, нормальная, располагаемая, рабочая, максимальная мощность агрегата. Почему номинальная мощность, как правило, превосходит располагаемую и нормальную?

Номинальная мощность агрегата – это мощность, на которой он должен работать положенный (нормативный) срок эксплуатации с требуемой экономичностью. Номинальную мощность еще называют установленной или паспортной.

Нормальная (или расчетная экономическая) мощность – это мощность, при которой обеспечивается минимальный удельный расход условного топлива. Нормальная мощность несколько ниже номинальной, ибо экономичность эксплуатации энергоагрегатов определяется не только текущими издержками, в которые входят затраты на топливоснабжение, но и сроком окупаемости капитальных вложений. Этот срок можно сократить большей загрузкой электростанции.

За период эксплуатации энергооборудования могут произойти различные изменения, приводящие, как правило, к снижению установленной мощности, например, износ лопаток турбины, накопление отложений на трубках конденсатора и т.д. Установленная мощность агрегата с учетом эксплуатационных изменений называется располагаемой мощностью.

Рабочая мощность оборудования – это мощность в данный момент, определяемая по приборам. Другие названия этой мощности – фактическая, текущая, мгновенная.

При отключенных регулируемых отборах и максимально возможном расходе пара в конденсатор, определяемом его пропускной способностью, турбина обеспечивает наибольшую электрическую нагрузку. Ее называют максимальной мощностью.

49. Для чего строятся диаграммы режимов турбоустановок? Как ими пользоваться? Что такое конденсационный хвост турбины, зачем нужен вентиляционный пропуск пара в конденсатор?

Диаграмма режимов турбоустановки связывает между собой расходы и мощности агрегата.

Рассмотрим конкретный пример. Диаграмма режимов теплофикационной турбоустановки с одним регулируемым отбором пара связывает между собой 4 величины:

- расход свежего пара в голову турбины;

- расход пара в регулируемый отбор;

- расход пара в конденсатор;

- электрическая мощность турбины.

С помощью диаграммы по любым двум величинам из этих четырех можно найти остальные две графическим или расчетно-графическим методом. Второй из них в ряде случаев обеспечивает более высокую точность, поскольку один из расходов рассчитывается исходя из того, что общий пропуск пара на турбину равен сумме расходов в отбор и в конденсатор.

Это дает возможность найти численный ответ на целый ряд практически важных вопросов. Например, диаграмма режимов позволяет определить то количество пара, которое можно получить из отбора, если турбина вынуждена работать с максимальной электрической нагрузкой.

На диаграмме режимов отражены некоторые характерные величины:

- конденсационный хвост турбины, представляющий собой разность между пропускной способностью конденсатора и номинальным расходом пара в него;

- вентиляционный пропуск пара в конденсатор, т.е. минимально необходимый расход пара через цилиндр низкого давления турбины для предотвращения чрезмерного перегрева лопаток последних ступеней, который возник бы вследствие трения при вращении лопаток в неподвижном паре; обычно этот расход составляет 5-8% от пропускной способности конденсатора.