Technische Eigenschaften der Turbine Fri 80. Über den Betrieb der Dampfturbine

Dampfturbinentyp PT-60-130/13– kondensierend, mit zwei regulierbaren Schwadenabzügen. Nennleistung 60.000 kW (60 MW) bei 3.000 U/min. Die Turbine ist so ausgelegt, dass sie direkt den Generatortyp antreibt TVF-63-2 mit einer Leistung von 63.000 kW, mit einer Spannung an den Generatorklemmen von 10.500 V, montiert auf einem gemeinsamen Fundament mit einer Turbine. Die Turbine ist mit einer regenerativen Vorrichtung zur Erwärmung des Speisewassers ausgestattet und muss mit einer Brennwerteinheit arbeiten. Beim Betrieb der Turbine ohne geregelte Entnahmen (rein kondensierender Betrieb) ist eine Belastung von 60 MW zulässig.

Dampfturbinentyp PT-60-130/13 ausgelegt für folgende Parameter:

• Frischdampfdruck vor dem automatischen Absperrventil (ASK) 130 atm;
• Frischdampftemperatur vor ASC 555 ºС;
• die durch den Kondensator fließende Kühlwassermenge (bei der Auslegungstemperatur am Einlass zum Kondensator 20 ° C) 8000 m / h;
• der geschätzte maximale Dampfverbrauch bei Nennparametern beträgt 387 t/h.

Die Turbine hat zwei einstellbare Dampfentnahmen: industriell Mit Nenndruck 13 ata und Kraft-Wärme-Kopplung mit einem Nenndruck von 1,2 atm. Produktion und Wärmeauskopplung haben folgende Druckregelgrenzen:

• Produktion 13+3 ATA;
• Erwärmung 0,7-2,5 ata.

Die Turbine ist eine Einwellen-Zweizylinder-Einheit. Zylinder hoher Druck verfügt über eine Einkronen-Steuerstufe und 16 Druckstufen. Zylinder niedriger Druck besteht aus zwei Teilen, von denen der Mitteldruckteil eine Regelstufe und 8 Druckstufen und der Niederdruckteil eine Regelstufe und 3 Druckstufen hat.

Alle Scheiben des Hochdruckrotors sind einstückig mit der Welle geschmiedet. Die ersten zehn Scheiben des Niederdruckrotors sind einstückig mit der Welle geschmiedet, die restlichen vier Scheiben sind überhängend.

Die HP- und LPC-Rotoren sind durch eine flexible Kupplung miteinander verbunden. Die Rotoren des Niederdruckzylinders und des Generators sind über eine starre Kupplung verbunden. nRVD = 1800 U/min, nRPD = 1950 U/min.

Geschmiedet Rotor HPC-Turbine PT-60-130/13 hat ein relativ langes vorderes Schaftende und ein blütenblattförmiges (ärmelloses) Design aus Labyrinthdichtungen. Bei dieser Konstruktion des Rotors verursacht selbst ein leichtes Abstreifen der Welle durch die Wellen der End- oder Zwischendichtungen eine lokale Erwärmung und eine elastische Verformung der Welle, was zu einer Vibration der Turbine, einer Betätigung der Bandagenspitzen, Rotorblätter und führt eine Vergrößerung der Radialspiele in den Zwischen- und Deckbanddichtungen. Typischerweise tritt eine Rotordurchbiegung im Betriebsdrehzahlbereich von 800–1200 U/min auf. beim Anfahren der Turbine oder beim Auslaufen der Rotoren im Stillstand.

Die Turbine wird geliefert Drehvorrichtung, wobei der Rotor mit einer Geschwindigkeit von 3,4 U / min gedreht wird. Die Drehvorrichtung wird von einem Elektromotor mit Kurzschlussläufer angetrieben.

Turbine hat Düsendampfverteilung. Frischdampf wird einem freistehenden Dampfkasten zugeführt, in dem sich eine automatische Klappe befindet, von wo aus der Dampf durch Bypassrohre zu den Turbinenregelventilen strömt. befinden sich in Dampfkästen, die in den vorderen Teil des Turbinenzylinders eingeschweißt sind. Der minimale Dampfdurchgang im Kondensator wird durch das Modusdiagramm bestimmt.

Die Turbine ist ausgerüstet Waschgerät, die es ermöglicht, den Strömungsweg der Turbine unterwegs mit entsprechend reduzierter Last zu spülen.

Um die Aufwärmzeit zu verkürzen und die Bedingungen für den Start der Turbine zu verbessern, sind HPC-Flansche und -Stehbolzen sowie eine Frischdampfversorgung der HPC-Frontdichtung vorgesehen. Um die korrekte Funktionsweise und die Fernsteuerung des Systems während des Starts und Stopps der Turbine zu gewährleisten, ist eine Gruppenentleerung vorgesehen Drain-Dilatator in den Kondensator.

3.3.4 Dampfturbinenanlage PT-80/100-130/13

Die Heizdampfturbine PT-80/100-130/13 mit Industrie- und Heizdampfentnahme ist für den direkten Antrieb des Elektrogenerators TVF-120-2 mit einer Drehzahl von 50 U / min und Wärmeabgabe für Produktions- und Heizbedarf bestimmt.

Leistung, Megawatt

nominell 80

maximal 100

Nenndampfparameter

Druck, MPa 12,8

Temperatur, 0 C 555

Verbrauch an entnommenem Dampf für Produktionszwecke, t/h

nominell 185

maximal 300

obere 0,049-0,245

niedriger 0,029-0,098

Produktionsselektionsdruck 1.28

Wassertemperatur, 0 C

Ernährung 249

Kühlung 20

Kühlwasserverbrauch, t/h 8000

Die Turbine hat folgende einstellbare Dampfentnahmen:

Produktion mit einem absoluten Druck (1,275 ± 0,29) MPa und zwei Heizoptionen - die obere mit einem absoluten Druck im Bereich von 0,049-0,245 MPa und die untere mit einem Druck im Bereich von 0,029-0,098 MPa. Der Heizungsentnahmedruck wird über eine in der oberen Heizungsentnahmekammer eingebaute Regelmembran geregelt. Der geregelte Druck in den Heizungsausgängen wird aufrechterhalten: im oberen Ausgang - wenn beide Heizungsausgänge eingeschaltet sind, im unteren Ausgang - wenn ein unterer Heizungsausgang eingeschaltet ist. Netzwasser durch die Netzerhitzer der unteren und oberen Heizstufe muss nacheinander und in gleichen Mengen geleitet werden. Der Wasserfluss durch die Netzheizungen muss kontrolliert werden.

Die Turbine ist eine Einwellen-Zweizylinder-Einheit. Der HPC-Strömungspfad hat eine einreihige Regelstufe und 16 Druckstufen.

Der Flow-Teil des LPC besteht aus drei Teilen:

die erste (bis zum oberen Heizungsausgang) hat eine Regelstufe und 7 Druckstufen,

die zweite (zwischen den Heizungsanzapfungen) zwei Druckstufen,

die dritte - die Steuerstufe und zwei Druckstufen.

Der Hochdruckrotor ist einteilig geschmiedet. Die ersten zehn Scheiben des Niederdruckrotors sind einstückig mit der Welle geschmiedet, die restlichen drei Scheiben sind gelagert.

Die Dampfverteilung der Turbine ist Düse. Am Ausgang des HPC geht ein Teil des Dampfes zur kontrollierten Produktionsabsaugung, der Rest geht zum LPC. Wärmeextraktionen werden aus den entsprechenden LPC-Kammern durchgeführt.

Um die Aufwärmzeit zu verkürzen und die Startbedingungen zu verbessern, sind eine Dampfheizung von Flanschen und Bolzen und eine Frischdampfzufuhr zur HPC-Frontdichtung vorgesehen.

Die Turbine ist mit einer Durchdrehvorrichtung ausgestattet, die die Welle der Turbineneinheit mit einer Frequenz von 3,4 U/min dreht.

Die Turbinenschaufelvorrichtung ist für den Betrieb bei einer Netzfrequenz von 50 Hz ausgelegt, was einer Turbinenrotordrehzahl von 50 U/min (3000 U/min) entspricht. Erlaubt lange Arbeit Turbinen mit einer Frequenzabweichung im Netz von 49,0-50,5 Hz.

3.3.5 Dampfturbinenanlage Р-50/60-130/13-2

Die Gegendruck-Dampfturbine R-50/60-130/13-2 wurde entwickelt, um den Elektrogenerator TVF-63-2 mit einer Drehzahl von 50 s -1 anzutreiben und Dampf für Produktionszwecke freizusetzen.

Die Nennwerte der Hauptparameter der Turbine sind unten angegeben:

Leistung, Megawatt

Bewertet mit 52,7

Maximal 60

Anfängliche Dampfparameter

Druck, MPa 12,8

Temperatur, o C 555

Druck im Auspuffrohr, MPa 1,3

Die Turbine verfügt über zwei ungeregelte Dampfentnahmen, die zur Erwärmung von Speisewasser in Hochdruckerhitzern bestimmt sind.

Turbinendesign:

Die Turbine ist eine Einzylindereinheit mit einer Einkronenregelstufe und 16 Druckstufen. Alle Rotorscheiben sind einstückig mit der Welle geschmiedet. Dampfverteilung der Turbine mit Bypass. Frischdampf wird einem freistehenden Dampfkasten zugeführt, in dem sich ein automatisches Absperrventil befindet, von wo aus der Dampf durch Umgehungsleitungen zu vier Regelventilen geleitet wird.

Die Turbinenschaufelvorrichtung ist so ausgelegt, dass sie bei einer Frequenz von 3000 U/min arbeitet. Der Langzeitbetrieb der Turbine ist mit einer Frequenzabweichung im Netz von 49,0-50,5 Hz zulässig

Die Turboeinheit ist ausgerüstet Schutzvorrichtungen zur gemeinsamen Abschaltung des HPH bei gleichzeitiger Aktivierung der Bypassleitung durch Signalgabe. Atmosphärische Membranventile, die an den Auspuffrohren installiert sind und öffnen, wenn der Druck in den Rohren auf 0,12 MPa ansteigt.

3.3.6 Dampfturbinenanlage T-110/120-130/13

Die Heizdampfturbine T-110/120-130/13 mit Heizdampfentnahme ist für den direkten Antrieb des Elektrogenerators TVF-120-2 mit einer Drehzahl von 50 U/min und Wärmelieferung für den Heizbedarf bestimmt.

Die Nennwerte der Hauptparameter der Turbine sind unten angegeben.

Leistung, Megawatt

nominell 110

maximal 120

Nenndampfparameter

Druck, MPa 12,8

Temperatur, 0 C 555

nominell 732

maximal 770

Grenzen der Dampfdruckänderung bei kontrollierter Heizungsentnahme, MPa

obere 0,059-0,245

niedriger 0,049-0,196

Wassertemperatur, 0 C

Ernährung 232

Kühlung 20

Kühlwasserverbrauch, t/h 16000

Dampfdruck im Kondensator, kPa 5,6

Die Turbine hat zwei Heizungsentnahmen - untere und obere, die für die schrittweise Erwärmung des Netzwassers ausgelegt sind. Bei stufenweiser Erwärmung des Netzwassers mit Dampf aus zwei Heizungsentnahmen hält die Regelung die eingestellte Temperatur des Netzwassers hinter dem oberen Netzerhitzer. Bei der Erwärmung des Netzwassers mit einer unteren Heizungsentnahme wird die Temperatur des Netzwassers hinter dem unteren Netzerhitzer gehalten.

Der Druck in regelbaren Heizungsabzügen kann innerhalb folgender Grenzen schwanken:

im oberen Bereich 0,059 - 0,245 MPa bei zwei eingeschalteten Heizabzügen,

unten 0,049 - 0,196 MPa bei ausgeschalteter Oberheizung.

Die Turbine T-110/120-130/13 ist eine Einwelleneinheit, die aus drei Zylindern besteht: Hochdruckzylinder, Niederdruckzylinder, Niederdruckzylinder.

Der HPC ist einflutig, hat eine zweireihige Regelstufe und 8 Druckstufen. Der Hochdruckrotor ist einteilig geschmiedet.

TsSD - auch Single-Flow, hat 14 Druckstufen. Die ersten 8 Scheiben des Mitteldruckrotors sind einstückig mit der Welle geschmiedet, die restlichen 6 sind gelagert. Die Leitschaufel der ersten Stufe des TsSD ist im Gehäuse eingebaut, die restlichen Membranen sind in Halterungen eingebaut.

LPC - Double-Flow, hat zwei Stufen in jedem links- und rechtsdrehenden Strom (eine Steuer- und eine Druckstufe). Die Länge der Arbeitsschaufel der letzten Stufe beträgt 550 mm, der durchschnittliche Durchmesser des Laufrads dieser Stufe beträgt 1915 mm. Der Niederdruckrotor hat 4 montierte Scheiben.

Um das Anfahren der Turbine aus heißem Zustand zu erleichtern und ihre Manövrierfähigkeit im Betrieb unter Last zu erhöhen, wird die Temperatur des der vorletzten Kammer der HPC-Frontdichtung zugeführten Dampfes durch Zumischung von heißem Dampf aus den Steuerventilschäften erhöht oder aus der Hauptdampfleitung. Aus den letzten Kompartimenten der Dichtungen wird das Dampf-Luft-Gemisch durch den Saugejektor von den Dichtungen abgesaugt.

Um die Aufheizzeit zu verkürzen und die Startbedingungen der Turbine zu verbessern, ist eine Dampfbeheizung der HPC-Flansche und -Bolzen vorgesehen.

Die Turbinenschaufelvorrichtung ist für den Betrieb bei einer Netzfrequenz von 50 Hz ausgelegt, was einer Turbinenrotordrehzahl von 50 U/min (3000 U/min) entspricht.

Der Langzeitbetrieb der Turbine ist mit einer Frequenzabweichung im Netz von 49,0-50,5 Hz zulässig. In Notfallsituationen für das System ist ein kurzzeitiger Betrieb der Turbine bei einer Netzfrequenz unter 49 Hz, jedoch nicht unter 46,5 Hz zulässig (die Zeit ist in den technischen Spezifikationen angegeben).

Informationen zur Arbeit "Modernisierung des KWK-2 Almaty durch Änderung des wasserchemischen Regimes des Zusatzwasseraufbereitungssystems zur Erhöhung der Temperatur des Netzwassers auf 140-145 ° C"

Spezifischer Wärmeverbrauch bei zweistufiger Erwärmung des Netzwassers.

Bedingungen: G k3-4 = Gin Kapitalwert + 5 t/h; t zu - siehe Abb. ; t 1in ≈ 20 °C; W@ 8000 m3/h

Bedingungen: R 0 = 13 MPa (130 kgf/cm2); t 0 = 555 °C; t 1in ≈ 20 °C; W bei 8000 m3/h; Δ ich PEN = 7 kcal/kg

a) auf der Abweichung Druck frisch Paar aus nominell auf der ± 0,5 MPa (5 kgf/cm2)

α q t = ± 0,05 %; α G 0 = ± 0,25 %

b) auf der Abweichung Temperatur frisch Paar aus nominell auf der ± 5 °С

in) auf der Abweichung Kosten ernährungsphysiologisch Wasser aus nominell auf der ± 10 % G 0

G) auf der Abweichung Temperatur ernährungsphysiologisch Wasser aus nominell auf der ± 10 Grad

a) auf der stilllegen Gruppen LDPE

b) auf der Abweichung Druck ausgegeben Paar aus nominell

in) auf der Abweichung Druck ausgegeben Paar aus nominell

Bedingungen: R 0 = 13 MPa (130 kgf/cm2); t 0 = 555 °C; G Grube = G 0

Bedingungen: R 0 = 13 MPa (130 kgf/cm2); t 0 = 555 °C

Bedingungen: G Grube = G 0; R 9 = 0,6 MPa (6 kgf/cm2); t Grube - siehe Abb. ; t zu - siehe Abb.

Bedingungen: G Grube = G 0; t Grube - siehe Abb. ; R 9 = 0,6 MPa (6 kgf/cm2)

Bedingungen: R n = 1,3 MPa (13 kgf/cm2); ich n = 715 kcal/kg; t zu - siehe Abb.

Notiz. Z= 0 - Regelmembran ist geschlossen. Z= max - Regelmembran ganz geöffnet.

Bedingungen: R wto = 0,12 MPa (1,2 kgf/cm2); R 2 = 5 kPa (0,05 kgf/cm2)

Bedingungen: R n \u003d 1,3 MPa (13 kgf / cm2) bei Gin Kapitalwert ≤ 221,5 t/h; R n = Gin HR/17 - bei Gin Kapitalwert > 221,5 t/h; ich n = 715 kcal/kg; R 2 \u003d 5 kPa (0,05 kgf / cm2); t zu - siehe Abb. , ; τ2 = f(P WTO) - siehe Abb. ; Q t = 0 Gcal/(kWh·h)

Bedingungen: R 0 \u003d 1,3 (130 kgf / cm2); t 0 = 555 °C; R NTO = 0,06 (0,6 kgf/cm²); R 2 bei 4 kPa (0,04 kgf/cm2)

Bedingungen: R 0 = 13 MPa (130 kgf/cm2); t 0 = 555 ° AUS; P n = 1,3 MPa (13 kgf/cm2); R NTO = 0,09 MPa (0,9 kgf/cm2); R 2 \u003d 5 kPa (0,05 kgf / cm2); G Grube = G 0.

Bedingungen: R 0 = 13 MPa (130 kgf/cm2); t 0 = 555 ° AUS; P n = 1,3 MPa (13 kgf/cm2); R WTO = 0,12 MPa (1,2 kgf / cm2); R 2 \u003d 5 kPa (0,05 kgf / cm2); G Grube = G 0; τ2 = 52 ° AUS.

Bedingungen: R 0 = 13 MPa (130 kgf/cm2); t 0 = 555 ° AUS; P n = 1,3 MPa (13 kgf/cm2); R WTO und R NTO = f(Gin HR) - siehe Abb. dreißig; R 2 \u003d 5 kPa (0,05 kgf / cm2); G Grube = G 0

Bedingungen: R 0 = 13 MPa (130 kgf/cm2); t 0 = 555 °C; P n = 1,3 MPa (13 kgf/cm2); R NTO = 0,09 MPa (0,9 kgf/cm2); R 2 \u003d 5 kPa (0,05 kgf / cm2); G Grube = G 0; Q t = 0

Bedingungen: R 0 = 13 MPa (130 kgf/cm2); t 0 = 555 °C; P n = 1,3 MPa (13 kgf/cm2); R WTO = 0,12 MPa (1,2 kgf / cm2); R 2 \u003d 5 kPa (0,05 kgf / cm2); G Grube = G 0; τ2 = 52 °C; Q t = 0.

Bedingungen: R 0 = 13 MPa (130 kgf/cm2); t 0 = 555 °C; P n = 1,3 MPa (13 kgf/cm2); R WTO und R NTO = f(Gin HR) - siehe Abb. ; R 2 \u003d 5 kPa (0,05 kgf / cm2); G Grube = G 0.

a) Minimum möglich Druck in oben T-Auswahl und geschätzt Temperatur umkehren Netzwerk Wasser

b) Änderung auf der Temperatur umkehren Netzwerk Wasser

1 Basierend auf POT LMZ-Daten.

Auf der Abweichung Druck frisch Paar aus nominell auf der ±1 MPa (10 kgf/cm2): zu voll Verbrauch Wärme

zu Verbrauch frisch Paar

1 Basierend auf POT LMZ-Daten.

Auf der Abweichung Temperatur frisch Paar aus nominell auf der ±10 °С:

zu voll Verbrauch Wärme

zu Verbrauch frisch Paar

1 Basierend auf POT LMZ-Daten.

Auf der Abweichung Druck in P-Auswahl aus nominell auf der ± 1 MPa (1 kgf/cm2):

zu voll Verbrauch Wärme

zu Verbrauch frisch Paar

a) Fähre Produktion Auswahl

Bedingungen: R 0 = 13 MPa (130 kgf/cm2); t 0 = 555 ° C; P n = 1,3 MPa (13 kgf/cm2); em = 0,975.

b) Fähre oben und niedriger Kraft-Wärme-Kopplung Auswahl

Bedingungen: R 0 = 13 MPa (130 kgf/cm2); t 0 = 555 °C; R WTO = 0,12 MPa (1,2 kgf / cm2); em = 0,975

in) Fähre niedriger Kraft-Wärme-Kopplung Auswahl

Bedingungen: R 0 = 13 MPa (130 kgf/cm2); t 0 = 555 ° C; R NTO = 0,09 MPa (0,9 kgf/cm2); em = 0,975

a) auf der Druck in Produktion Auswahl

b) auf der Druck in oben Kraft-Wärme-Kopplung Auswahl

in) auf der Druck in niedriger Kraft-Wärme-Kopplung Auswahl

Anwendung

1. BEDINGUNGEN FÜR DIE ERSTELLUNG DER ENERGIECHARAKTERISTIK

Die typische Energiecharakteristik wurde auf der Grundlage von Berichten über thermische Tests von zwei Turbinenblöcken zusammengestellt: CHPP-2 in Chisinau (Arbeiten durchgeführt von Yuzhtechenergo) und CHPP-21 Mosenergo (Arbeiten durchgeführt von MGP PO Soyuztechenergo). Die Kennlinie gibt den durchschnittlichen Wirkungsgrad einer durchlaufenen Turbineneinheit wieder Überholung und arbeitet nach dem in Abb. ; unter den folgenden als nominal angenommenen Parametern und Bedingungen:

Druck und Temperatur des Frischdampfes vor dem Absperrventil der Turbine - 13 (130 kgf/cm2)* und 555 °С;

* In Text und Grafiken - absoluter Druck.

Druck in der kontrollierten Produktionsextraktion - 13 (13 kgf/cm2) mit einem natürlichen Anstieg bei Durchflussraten am Einlass zum CSD von mehr als 221,5 t/h;

Druck in der Oberhitzeentnahme - 0,12 (1,2 kgf / cm2) mit einem zweistufigen Schema zum Erhitzen von Netzwasser;

Druck in der unteren Heizungsentnahme - 0,09 (0,9 kgf / cm2) mit einem einstufigen Schema zum Erhitzen von Netzwasser;

Druck im kontrollierten Produktionsabzug, oberer und unterer Heizungsabzug im Kondensationsmodus bei ausgeschalteten Druckreglern - Abb. und ;

Abdampfdruck:

a) Charakterisierung des Kondensationsmodus und Arbeit mit Auswahlen während der einstufigen und zweistufigen Erwärmung von Netzwasser bei konstantem Druck - 5 kPa (0,05 kgf / cm2);

b) zur Charakterisierung des Kondensationsregimes bei ständiger Aufwand und Kühlwassertemperatur - in Übereinstimmung mit der thermischen Charakteristik des Kondensators bei t 1in= 20 °С und W= 8000 m3/h;

Das Hoch- und Niederdruckregenerationssystem ist vollständig eingeschaltet, der Entlüfter 0,6 (6 kgf/cm2) wird mit industriellem Entnahmedampf gespeist;

Der Speisewasserdurchsatz ist gleich dem Frischdampfdurchsatz, Rückführung von 100 % des Produktionsentnahmekondensats an t= 100 °С durchgeführt in einem Entlüfter 0,6 (6 kgf/cm2);

Die Temperatur des Speisewassers und des Hauptkondensats nach den Erhitzern entspricht den in Abb. , , , , ;

Die Erhöhung der Enthalpie des Speisewassers in der Speisepumpe - 7 kcal/kg;

Der elektromechanische Wirkungsgrad der Turbineneinheit wurde gemäß den von Dontekhenergo durchgeführten Testdaten des gleichen Typs von Turbineneinheit übernommen;

Druckregelgrenzen in Auswahl:

a) Produktion - 1,3 ± 0,3 (13 ± 3 kgf/cm2);

b) das obere Heizwerk mit einem zweistufigen Schema zum Erhitzen von Netzwasser - 0,05 - 0,25 (0,5 - 2,5 kgf / cm2);

a) das untere Heizsystem mit einem einstufigen Schema zum Heizen von Netzwasser - 0,03 - 0,10 (0,3 - 1,0 kgf / cm2).

Erwärmung des Netzwassers in einem Heizwerk mit einem zweistufigen Schema zur Erwärmung des Netzwassers, bestimmt durch die Fabrikdesignabhängigkeiten τ2р = f(P WTO) und τ1 = f(Q t, P WTO) beträgt 44 - 48 °C für maximale Heizlasten bei Drücken P WTO = 0,07 ÷ 0,20 (0,7 ÷ 2,0 kgf/cm2).

Die dieser typischen Energiekennlinie zugrunde liegenden Prüfdaten wurden unter Verwendung der „Tabellen der thermophysikalischen Eigenschaften von Wasser und Dampf“ (Moskau: Verlag der Standards, 1969) verarbeitet. Gemäß den Bedingungen des POT LMZ - wird das Rückkondensat der Produktionsentnahme mit einer Temperatur von 100 ° C in die Hauptkondensatleitung nach LPH Nr. 2 eingespeist. Bei der Erstellung der typischen Energiekennlinie wird davon ausgegangen, dass es bei eingespeist wird die gleiche Temperatur direkt in den Entlüfter 0,6 (6 kgf / cm2) . Gemäß den Bedingungen des POT LMZ, mit zweistufiger Erwärmung des Netzwassers und Betriebsarten mit einem Dampfdurchsatz am Eintritt in den CSD von mehr als 240 t / h (maximale elektrische Last bei geringer Produktionsauswahl), LPH Nr. 4 ist komplett ausgeschaltet. Bei der Erstellung des Typischen Energiekennwertes wurde davon ausgegangen, dass bei einer Durchflussmenge am Eintritt in den CSD von mehr als 190 t/h ein Teil des Kondensats so am LPH Nr. 4 vorbeigeleitet wird, dass seine Temperatur davor liegt des Entlüfters 150 °C nicht überschreitet. Dies ist erforderlich, um eine gute Entlüftung des Kondensats zu gewährleisten.

2. EIGENSCHAFTEN DER IN DER TURBO-ANLAGE ENTHALTENEN AUSRÜSTUNG

Die Turbineneinheit umfasst zusammen mit der Turbine die folgende Ausrüstung:

Wasserstoffgekühlter TVF-120-2-Generator aus dem Elektrosila-Werk;

Zwei-Wege-Kondensator 80 KTsS-1 mit einer Gesamtfläche von 3000 m2, von denen 765 m2 auf den eingebauten Balken fallen;

Vier Niederdruckheizungen: HDPE Nr. 1 im Kondensator eingebaut, HDPE Nr. 2 - PN-130-16-9-11, HDPE Nr. 3 und 4 - PN-200-16-7-1;

Ein Entlüfter 0,6 (6 kgf/cm2);

Drei Hochdruckheizungen: PVD Nr. 5 - PV-425-230-23-1, PVD Nr. 6 - PV-425-230-35-1, PVD Nr. 7 - PV-500-230-50;

Zwei Umwälzpumpen 24NDN mit einer Förderleistung von 5000 m3/h und einem Druck von 26 m Wasser. Kunst. mit Elektromotoren von je 500 kW;

Drei Kondensatpumpen KN 80/155, angetrieben durch Elektromotoren mit einer Leistung von je 75 kW (die Anzahl der in Betrieb befindlichen Pumpen hängt vom Dampffluss zum Kondensator ab);

Zwei dreistufige Hauptejektoren EP-3-701 und ein Starter EP1-1100-1 (ein Hauptejektor ist ständig in Betrieb);

Zwei Netzwassererhitzer (oberer und unterer) PSG-1300-3-8-10 mit einer Oberfläche von jeweils 1300 m2, ausgelegt für die Durchleitung von 2300 m3/h Netzwasser;

Vier Kondensatpumpen für Netzwassererwärmer KN-KS 80/155 angetrieben durch Elektromotoren mit einer Leistung von je 75 kW (zwei Pumpen pro PSG);

Eine Netzpumpe von I Hebe SE-5000-70-6 mit einem Elektromotor von 500 kW;

Eine Netzwerkpumpe II Hebe SE-5000-160 mit einem Elektromotor 1600 kW.

3. KONDENSATIONSMODUS

Im Brennwertbetrieb bei abgeschalteten Druckreglern ergibt sich der gesamte Bruttowärmeverbrauch und Frischdampfverbrauch in Abhängigkeit von der Leistung an den Generatorausgängen durch die Gleichungen:

Bei konstantem Druck im Kondensator

P 2 \u003d 5 kPa (0,05 kgf / cm2);

Q 0 = 15,6 + 2,04N t;

G 0 = 6,6 + 3,72N t + 0,11 ( N t - 69,2);

Bei konstantem Durchfluss ( W= 8000 m3/h) und Temperatur ( t 1in= 20 °C) Kühlwasser

Q 0 = 13,2 + 2,10N t;

G 0 = 3,6 + 3,80N t + 0,15 ( N t - 68,4).

Die obigen Gleichungen gelten innerhalb der Leistungsvariation von 40 bis 80 MW.

Der Verbrauch von Wärme und Frischdampf im Brennwertbetrieb für eine gegebene Leistung wird durch die gegebenen Abhängigkeiten bestimmt, gefolgt von der Einführung der erforderlichen Änderungen gemäß den entsprechenden Diagrammen. Diese Korrekturen berücksichtigen die Abweichung der Betriebsbedingungen von den Nennbedingungen (für die die Typenkennlinie erstellt wird) und dienen dazu, diese Eigenschaften in Betriebsbedingungen umzuwandeln. Bei der Neuberechnung werden die Vorzeichen der Korrekturen umgekehrt.

Die Korrekturen korrigieren den Wärme- und Frischdampfverbrauch bei konstanter Leistung. Wenn mehrere Parameter von den Sollwerten abweichen, werden die Korrekturen algebraisch aufsummiert.

4. MODUS MIT KONTROLLIERTEN AUSWAHLEN

Wenn die regulierten Entnahmen aktiviert sind, kann die Turbineneinheit mit einstufigen und zweistufigen Schemata zum Erhitzen von Netzwasser arbeiten. Es ist auch möglich, mit einer Produktionsanlage ohne Wärmeabzug zu arbeiten. Die entsprechenden typischen Regimediagramme für den Dampfverbrauch und die Abhängigkeit des spezifischen Wärmeverbrauchs von der Leistungs- und Produktionsauswahl sind in Abb. 1 dargestellt. - , und die spezifische Stromerzeugung aus Wärmeverbrauch in Abb. - .

Die Modusdiagramme werden nach dem vom POT LMZ verwendeten Schema berechnet und in zwei Feldern dargestellt. Das obere Feld ist das Modusdiagramm (Gcal/h) der Turbine mit einer Produktionsentnahme bei Q t = 0.

Wenn die Heizlast eingeschaltet wird und andere unveränderte Bedingungen vorliegen, werden entweder nur die 28. bis 30. Stufe entlastet (mit einer unteren Netzheizung eingeschaltet) oder die 26. bis 30. Stufe (mit zwei Netzheizungen eingeschaltet) und die Turbinenleistung wird reduziert.

Der Wert der Leistungsreduzierung ist abhängig von der Heizlast und wird ermittelt

Δ N Qt = KQ t,

wo K- während der Prüfung festgestellte spezifische Änderung der Turbinenleistung Δ N Qt/Δ Q t, gleich 0,160 MW / (Gcal h) bei einstufiger Erwärmung und 0,183 MW / (Gcal h) bei zweistufiger Erwärmung des Netzwassers (Abb. 31 und 32).

Daraus folgt der Verbrauch von Frischdampf bei gegebener Leistung N t und zwei (Industrie- und Heizungs-) Entnahmen entsprechen einer fiktiven Leistung im oberen Feld N ft und eine Produktionsauswahl

N f = N t + Δ N Qt.

Die schrägen Geraden des unteren Diagrammfeldes ermöglichen eine grafische Bestimmung des Wertes N ft, und entsprechend dieser und der Produktionsauswahl, der Frischdampfverbrauch.

Die Werte des spezifischen Wärmeverbrauchs und der spezifischen Stromerzeugung für den Wärmeverbrauch werden gemäß den Daten aus der Berechnung der Regimediagramme berechnet.

Den Diagrammen der Abhängigkeit des spezifischen Wärmeverbrauchs von der Leistungs- und Produktionswahl liegen die gleichen Überlegungen zugrunde wie der Grundlage des Diagramms der POT-LMZ-Modi.

Ein solcher Zeitplan wurde vom Turbinengeschäft der MGP PO "Soyuztekhenergo" ("Industrial Energy", 1978, Nr. 2) vorgeschlagen. Es ist dem Diagrammsystem vorzuziehen q t = f(N t, Q t) bei verschiedenen Q n = const, da es bequemer zu verwenden ist. Die Diagramme des spezifischen Wärmeverbrauchs sind aus nicht prinzipiellen Gründen ohne das untere Feld ausgeführt; die Methode ihrer Verwendung wird anhand von Beispielen erläutert.

Die typische Kennlinie enthält keine Daten, die den Modus mit dreistufiger Erwärmung des Netzwassers charakterisieren, da ein solcher Modus bei Installationen vorhanden ist dieser Art während des Testzeitraums wurde nirgendwo gemeistert.

Der Einfluss von Abweichungen der Parameter von denen, die bei der Berechnung der typischen Charakteristik für die nominalen Parameter akzeptiert wurden, wird auf zwei Arten berücksichtigt:

a) Parameter, die den Wärmeverbrauch im Kessel und die Wärmeabgabe an den Verbraucher bei konstanten Massenströmen nicht beeinflussen G 0, G n und G t, - durch Korrektur der angegebenen Leistung N t( N t+ KQ t).

Gemäß dieser korrigierten Leistung gemäß Abb. - Frischdampfverbrauch ermittelt wird, spezifischen Verbrauch Wärme und Gesamtwärmeverbrauch;

b) Änderungen an P 0, t 0 und P n werden zu denen addiert, die nach Durchführung der obigen Korrekturen des Frischdampfdurchsatzes und des gesamten Wärmestroms gefunden wurden, wonach der Frischdampfdurchsatz und der Wärmestrom (gesamt und spezifisch) für die gegebenen Bedingungen berechnet werden.

Daten für Frischdampfdruck-Korrekturkurven, die anhand von Testergebnissen berechnet wurden; alle anderen Korrekturkurven basieren auf LMZ BAV Daten.

5. BEISPIELE FÜR DIE BESTIMMUNG DES SPEZIFISCHEN WÄRMEVERBRAUCHS, DES FRISCHDAMPFVERBRAUCHS UND DER SPEZIFISCHEN WÄRMELEISTUNGEN

Beispiel 1. Kondensationsmodus mit getrennten Druckreglern in den Auswahlen.

Gegeben: N t = 70 MW; P 0 \u003d 12,5 (125 kgf / cm2); t 0 = 550 °С; R 2 \u003d 8 kPa (0,08 kgf / cm2); G Grube = 0,93 G 0; Δ t Grube = t Grube - t npit \u003d -7 ° C.

Es ist erforderlich, den gesamten und spezifischen Bruttowärmeverbrauch und den Frischdampfverbrauch unter gegebenen Bedingungen zu ermitteln.

Die Sequenz und die Ergebnisse sind in der Tabelle angegeben. .

Tabelle P1

* Der Druck in den Auswahlen des CSND und die Temperatur des Kondensats nach dem LPH können aus den Diagrammen des Kondensationsregimes bestimmt werden, abhängig von G HRin, im Verhältnis G HRin/ G 0 = 0,83.

6. SYMBOLE

TECHNISCHE BESCHREIBUNG

Beschreibung des Objekts.
Vollständiger Name:„Automatisierter Schulungskurs „Betrieb der Turbine PT-80/100-130/13“.
Symbol:
Baujahr: 2007.

Der automatisierte Schulungskurs für den Betrieb der Turbine PT-80/100-130/13 wurde zur Schulung des Bedienpersonals für die Wartung von Turbinenanlagen dieser Art entwickelt und dient der Schulung, Prüfungsvorbereitung und Prüfung des BHKW-Personals.
AUK wird auf der Grundlage der behördlichen und technischen Dokumentation erstellt, die beim Betrieb der Turbinen PT-80/100-130/13 verwendet wird. Es enthält Text- und Bildmaterial zum interaktiven Lernen und Testen von Schülern.
Diese AUC beschreibt das Design und technologische Eigenschaften Haupt- und Zusatzausrüstung Heizturbinen PT-80/100-130/13, nämlich: Frischdampfventile, Absperrventil, Regelventile, HPC-Dampfeinlass, Konstruktionsmerkmale von HPC, HPC, LPC, Turbinenrotoren, Lager, Sperrvorrichtung, Dichtungssystem, Verflüssigungseinheit, Niederdruckregeneration, Speisepumpen, Hochdruckregeneration, Blockheizkraftwerk, Turbinenölanlage etc.
Berücksichtigt werden die Anfahr-, Normal-, Not- und Abschaltbetriebsarten der Turbinenanlage sowie die wichtigsten Zuverlässigkeitskriterien für das Aufheizen und Abkühlen von Dampfleitungen, Ventilblöcken und Turbinenzylindern.
System berücksichtigt automatische Regelung Turbinen, Schutz-, Sperr- und Signalanlage.
Das Verfahren für die Zulassung zur Inspektion, Prüfung, Reparatur von Geräten, Sicherheitsvorschriften sowie Explosions- und Brandschutz wurden festgelegt.

Die Zusammensetzung der AUC:

Automated Training Course (ATC) ist ein Softwaretool, das für die Erstausbildung und anschließende Prüfung des Wissens des Kraftwerkspersonals entwickelt wurde elektrische Netze. Zunächst einmal zur Ausbildung des Betriebs- und Betriebsreparaturpersonals.
Die Grundlage der AUC sind die aktuellen Produktions- und Stellenbeschreibungen, regulatorische Materialien, Daten von Geräteherstellern.
AUC umfasst:
— Abschnitt mit allgemeinen theoretischen Informationen;
— ein Abschnitt, der sich mit der Konstruktion und dem Betrieb eines bestimmten Gerätetyps befasst;
- Abschnitt der Selbstprüfung des Auszubildenden;
- Prüferblock.
AUC enthält neben Texten auch das notwendige Bildmaterial (Grafiken, Zeichnungen, Fotos).

Informationsgehalt von AUK.

1. Das Textmaterial basiert auf der Betriebsanleitung, Turbine PT-80/100-130/13, Werksanweisungen, anderen behördlichen und technischen Materialien und umfasst die folgenden Abschnitte:

1.1. Betrieb der Turbineneinheit PT-80/100-130/13.
1.1.1. Allgemeine Informationüber die Turbine.
1.1.2. Ölsystem.
1.1.3. Regulierungs- und Schutzsystem.
1.1.4. Kondensationsgerät.
1.1.5. Regenerative Pflanze.
1.1.6. Installation für Heizungsnetzwasser.
1.1.7. Vorbereitung der Turbine für den Betrieb.
Vorbereitung und Einbeziehung in die Arbeit des Ölsystems und der VPU.
Vorbereitung und Einbeziehung in den Betrieb des Turbinenleit- und Schutzsystems.
Schutzprüfung.
1.1.8. Vorbereitung und Einbeziehung in den Betrieb des Brennwertgerätes.
1.1.9. Vorbereitung und Inbetriebnahme der regenerativen Anlage.
1.1.10. Vorbereitung der Installation für das Heiznetzwasser.
1.1.11. Vorbereitung der Turbine für den Start.
1.1.12. Allgemeine Anweisungen, die beim Starten der Turbine aus jedem Zustand durchgeführt werden muss.
1.1.13. Kaltstart der Turbine.
1.1.14. Starten der Turbine aus heißem Zustand.
1.1.15. Betriebsart und sich ändernde Parameter.
1.1.16. Kondensationsmodus.
1.1.17. Modus mit Auswahlmöglichkeiten für Produktion und Heizung.
1.1.18. Reset und Ladestoß.
1.1.19. Abschalten der Turbine und Zurücksetzen des Systems.
1.1.20. Überprüfung des technischen Zustands und Wartung. Zeiten der Schutzprüfung.
1.1.21. Technischer Service Schmiersysteme und VPU.
1.1.22. Wartung der Brennwert- und Regenerativanlage.
1.1.23. Wartung der Installation für Heizungsnetzwasser.
1.1.24. Sicherheitsvorkehrungen bei der Wartung eines Turbogenerators.
1.1.25. Brandschutz bei der Wartung von Turbineneinheiten.
1.1.26. Das Verfahren zum Testen von Sicherheitsventilen.
1.1.27. Anwendung (Schutz).

2. Das Bildmaterial in diesem AUK wird als Teil von 15 Abbildungen und Diagrammen präsentiert:
2.1. Längsschnitt Turbinen PT-80/100-130-13 (TsVD).
2.2. Längsschnitt der Turbine PT-80/100-130-13 (TsSND).
2.3. Schema der Dampfentnahmeleitungen.
2.4. Schema der Ölpipelines eines Turbogenerators.
2.5. Schema der Zufuhr und Absaugung von Dampf aus Dichtungen.
2.6. Stopfbüchsenheizung PS-50.
2.7. Eigenschaften der Stopfbüchsenheizung PS-50.
2.8. Schema des Hauptkondensats des Turbogenerators.
2.9. Schema der Netzwasserleitungen.
2.10. Schema der Rohrleitungen zum Ansaugen des Dampf-Luft-Gemisches.
2.11. PVD-Schutzschema.
2.12. Schema der Hauptdampfleitung der Turbineneinheit.
2.13. Schema der Entwässerung der Turbineneinheit.
2.14. Schema des Gasölsystems des TVF-120-2-Generators.
2.15. Energetische Eigenschaften der Schlaucheinheit Typ PT-80/100-130/13 LMZ.

Wissensüberprüfung

Nach Studium des Textes u grafisches Material, kann der Schüler ein Selbsttestprogramm ausführen. Das Programm ist ein Test, der den Grad der Assimilation des Unterrichtsstoffs überprüft. Bei einer fehlerhaften Antwort wird dem Bediener eine Fehlermeldung und ein Zitat aus dem Text der Anweisung mit der richtigen Antwort angezeigt. Die Gesamtzahl der Fragen in diesem Kurs beträgt 300.

Prüfung

Nach Abschluss des Ausbildungskurses und der Selbstkontrolle der Kenntnisse legt der Student einen Prüfungstest ab. Es enthält 10 Fragen, die automatisch nach dem Zufallsprinzip aus den für den Selbsttest bereitgestellten Fragen ausgewählt werden. Während der Prüfung wird der Prüfling gebeten, diese Fragen ohne Aufforderungen und die Möglichkeit, auf das Lehrbuch Bezug zu nehmen, zu beantworten. Bis zum Ende des Tests werden keine Fehlermeldungen angezeigt. Nach Abschluss der Prüfung erhält der Studierende ein Protokoll, das die vorgeschlagenen Fragen, die vom Prüfer gewählten Antworten und Kommentare zu fehlerhaften Antworten enthält. Die Prüfungsnote wird automatisch gesetzt. Das Testprotokoll wird auf der Festplatte des Computers gespeichert. Es ist möglich, es auf einem Drucker auszudrucken.

• Lernprogramm

Vorwort zum ersten Teil

Die Modellierung von Dampfturbinen ist eine tägliche Aufgabe für Hunderte von Menschen in unserem Land. Anstelle eines Wortes Modell ist es üblich zu sagen Strömungscharakteristik. Die Verbrauchskennlinien von Dampfturbinen dienen der Lösung von Problemen wie der Berechnung des spezifischen Verbrauchs an Standardbrennstoff für Strom und Wärme aus BHKW; Optimierung des KWK-Betriebs; Planung und Wartung von KWK-Betriebsarten.

ich habe entwickelt neue Strömungscharakteristik einer Dampfturbine ist die linearisierte Strömungskennlinie der Dampfturbine. Die entwickelte Fließcharakteristik ist praktisch und effektiv beim Lösen dieser Probleme. Bisher wurde es jedoch nur in zwei Fällen beschrieben wissenschaftliche Abhandlungen:

1. Optimierung des KWK-Betriebs unter den Bedingungen des Großhandelsstrom- und Strommarktes in Russland;
2. Berechnungsmethoden zur Bestimmung des spezifischen Verbrauchs an Ersatzbrennstoff von Wärmekraftwerken für Strom und Wärmeenergie, die im Modus der kombinierten Erzeugung geliefert werden.

Und jetzt möchte ich in meinem Blog:

• erstens, einfach und im Klartext grundlegende Fragen zur neuen Strömungskennlinie beantworten (siehe Linearisierte Dampfturbinen-Strömungskennlinie, Teil 1. Grundlegende Fragen);
• zweitens, um ein Beispiel für die Konstruktion einer neuen Verbrauchskennlinie zu geben, das hilft, sowohl die Konstruktionsmethode als auch die Eigenschaften der Kennlinie zu verstehen (siehe unten);
• drittens, um zwei bekannte Aussagen zu den Betriebsweisen einer Dampfturbine zu widerlegen (siehe Linearisierte Strömungscharakteristik einer Dampfturbine. Teil 3. Mythen über den Betrieb einer Dampfturbine entlarven).

1. Anfangsdaten

Ausgangsdaten zur Konstruktion einer linearisierten Durchflusskennlinie können sein

1. Ist-Leistungswerte Q 0 , N, Q p, Q t gemessen während des Betriebs der Dampfturbine,
2. Nomogramme q t brutto aus normativer und technischer Dokumentation.

In Fällen, in denen die tatsächlichen Werte von Q 0 , N, Q p, Q t nicht verfügbar sind, ist es möglich, Nomogramme q t brutto zu verarbeiten. Diese wiederum wurden aus Messungen abgeleitet. Lesen Sie mehr über das Testen von Turbinen in Gorshtein V.M. usw. Methoden zur Optimierung von Energiesystemmodi.

2. Algorithmus zur Konstruktion einer linearisierten Durchflusskennlinie

Der Konstruktionsalgorithmus besteht aus drei Schritten.

1. Übersetzung von Nomogrammen oder Messergebnissen in Tabellenform.
2. Linearisierung des Strömungsverhaltens einer Dampfturbine.
3. Bestimmung der Grenzen des Regelbereichs der Dampfturbine.

Beim Arbeiten mit Nomogrammen q t brutto ist der erste Schritt schnell erledigt. Solche Arbeit heißt Digitalisierung(Digitalisierung). Die Digitalisierung von 9 Nomogrammen für das aktuelle Beispiel dauerte etwa 40 Minuten.

Der zweite und dritte Schritt erfordern die Anwendung von Mathematikpaketen. Ich liebe und benutze MATLAB seit vielen Jahren. Darin ist mein Beispiel zur Konstruktion einer linearisierten Durchflusskennlinie gemacht. Ein Beispiel kann über den Link heruntergeladen, ausgeführt und selbstständig nachvollzogen werden, wie eine linearisierte Durchflusskennlinie erstellt wird.

Die Strömungskennlinie für die betrachtete Turbine wurde für folgende Festwerte der Modenparameter aufgebaut:

• einstufiger Betrieb,
• Mitteldruckdampfdruck = 13 kgf/cm2,
• Niederdruckdampfdruck = 1 kgf/cm2.

1) Nomogramme des spezifischen Verbrauchs q t brutto zur Stromerzeugung (markierte rote Punkte werden digitalisiert - in die Tabelle übertragen):

• 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) Ergebnis der Digitalisierung(zu jedem csv-Datei entspricht einer png-Datei):

• 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) MATLAB-Skript mit Berechnungen und grafischen Darstellungen:

• PT_80_lineare_Kennlinie.m

4) Das Ergebnis der Digitalisierung von Nomogrammen und das Ergebnis der Konstruktion einer linearisierten Durchflusskennlinie in tabellarischer Form:

• PT_80_lineare_Kennlinie.xlsx.

Schritt 1. Übersetzung von Nomogrammen oder Messergebnissen in eine tabellarische Form

1. Verarbeitung der Ausgangsdaten

Ausgangsdaten für unser Beispiel sind Nomogramme q t brutto.

Um eine Reihe von Nomogrammen zu digitalisieren, benötigen Sie Spezialwerkzeug. Ich habe die Webanwendung für diesen Zweck viele Male verwendet. Die Anwendung ist einfach, bequem, aber nicht ausreichend flexibel, um den Prozess zu automatisieren. Manche Arbeiten müssen von Hand erledigt werden.

In diesem Schritt ist es wichtig, die Extrempunkte der Nomogramme zu digitalisieren, die die Grenzen des Steuerbereichs der Dampfturbine festlegen.

Die Aufgabe bestand darin, die Punkte der Verbrauchskennlinie in jeder PNG-Datei mit der Anwendung zu markieren, die resultierende CSV-Datei herunterzuladen und alle Daten in einer Tabelle zu sammeln. Das Ergebnis der Digitalisierung finden Sie in der Datei PT-80-lineare-kennlinie.xlsx, Blatt „PT-80“, Tabelle „Anfangsdaten“.

2. Reduktion von Maßeinheiten auf Leistungseinheiten

$$display$$\begin(equation) Q_0 = \frac (q_T \cdot N) (1000) + Q_P + Q_T \qquad (1) \end(equation)$$display$$

Die resultierende Tabelle „Anfangsdaten (Leistungseinheiten)“ ist das Ergebnis des ersten Schritts des Algorithmus.

Schritt 2. Linearisierung der Strömungskennlinie der Dampfturbine

1. Überprüfung der Arbeit von MATLAB

In diesem Schritt müssen Sie MATLAB Version 7.3 oder höher installieren und öffnen (dies ist alte Version, aktuell 8.0). Öffnen Sie in MATLAB die Datei PT_80_linear_characteristic_curve.m, führen Sie sie aus und stellen Sie sicher, dass sie funktioniert. Alles funktioniert korrekt, wenn Sie nach dem Ausführen des Skripts auf der Befehlszeile die folgende Meldung sehen:

Wenn Sie Fehler haben, finden Sie selbst heraus, wie Sie diese beheben können.

2. Berechnungen

Alle Berechnungen sind in der Datei PT_80_linear_characteristic_curve.m implementiert. Betrachten wir es in Teilen.

1) Geben Sie den Namen der Quelldatei, des Blatts und des Zellenbereichs an, der die im vorherigen Schritt erhaltene Tabelle „Anfangsdaten (Kapazitätseinheiten)“ enthält.

2) Wir betrachten die Ausgangsdaten in MATLAB.

Wir verwenden die Variable Qm für den Durchfluss von Mitteldruckdampf Q p, index m aus Mitte- Durchschnitt; ebenso verwenden wir die Variable Ql für den Durchfluss von Niederdruckdampf Q n , den Index l aus niedrig- kurz.

3) Lassen Sie uns Koeffizienten α i definieren.

Erinnern Sie sich an die allgemeine Formel für die Durchflusskennlinie

$$display$$\begin(equation) Q_0 = f(N, Q_P, Q_T) \qquad (2) \end(equation)$$display$$

und geben Sie unabhängige (x_digit) und abhängige (y_digit) Variablen an.

Wenn Sie nicht verstehen, warum es einen Einheitsvektor (letzte Spalte) in der x_digit-Matrix gibt, lesen Sie die Materialien zur linearen Regression. Zum Thema Regressionsanalyse empfehle ich das Buch Draper N., Smith H. Angewandte Regressionsanalyse. New York: Wiley, im Druck, 1981. 693 p. (verfügbar auf Russisch).

Dampfturbine linearisierte Strömungskennlinie

$$display$$\begin(equation) Q_0 = \alpha_N \cdot N + \alpha_P \cdot Q_P + \alpha_T \cdot Q_T + \alpha_0 \qquad (3) \end(equation)$$display$$

ist ein multiples lineares Regressionsmodell. Die Koeffizienten α i werden mit bestimmt „Das große Gut der Zivilisation“- Methode kleinsten Quadrate. Unabhängig davon stelle ich fest, dass die Methode der kleinsten Quadrate 1795 von Gauß entwickelt wurde.

In MATLAB geschieht dies in einer Zeile.

Variable A enthält die gewünschten Koeffizienten (siehe Meldung auf der MATLAB-Kommandozeile).

Somit hat die resultierende linearisierte Strömungskennlinie der Dampfturbine PT-80 die Form

$$display$$\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) Schätzen wir den Linearisierungsfehler der erhaltenen Durchflusskennlinie ab.

Linearisierungsfehler beträgt 0,57 %(siehe Meldung in der MATLAB-Kommandozeile).

Um die Bequemlichkeit der Verwendung der linearisierten Strömungskennlinie einer Dampfturbine zu beurteilen, lösen wir das Problem der Berechnung der Strömungsgeschwindigkeit von Hochdruckdampf Q 0 bei bekannte Werte Lasten N, Q p, Q t.

Seien N = 82,3 MW, Q p = 55,5 MW, Q t = 62,4 MW, dann

$$display$$\begin(equation) 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)$$ display$$

Ich möchte Sie daran erinnern, dass der durchschnittliche Berechnungsfehler 0,57 % beträgt.

Zurück zu der Frage, warum die linearisierte Durchflusskennlinie einer Dampfturbine grundsätzlich günstiger ist als die Nomogramme des spezifischen Durchflusses q t brutto für die Stromerzeugung? Um den grundlegenden Unterschied in der Praxis zu verstehen, lösen Sie zwei Probleme.

1. Berechnen Sie Q 0 mit den Nomogrammen und Ihren Augen auf die angegebene Genauigkeit.
2. Automatisieren Sie den Prozess der Berechnung von Q 0 mithilfe von Nomogrammen.

Offensichtlich ist beim ersten Problem die Bestimmung der Werte von q t brutto mit dem Auge mit groben Fehlern behaftet.

Die zweite Aufgabe ist umständlich zu automatisieren. Weil die q-Werte sind grob nichtlinear, dann ist bei einer solchen Automatisierung die Anzahl der digitalisierten Punkte zehnmal größer als im aktuellen Beispiel. Eine Digitalisierung reicht nicht aus, es muss auch ein Algorithmus implementiert werden Interpolation(Ermittlungswerte zwischen Punkten) nichtlineare Bruttowerte.

Schritt 3. Bestimmung der Grenzen des Regelbereichs der Dampfturbine

1. Berechnungen

Um den Einstellbereich zu berechnen, verwenden wir einen anderen "Segen der Zivilisation"- nach der Methode der konvexen Hülle, konvexe Hülle.

In MATLAB geschieht dies wie folgt.

Die Methode convhull() definiert Grenzpunkte des Einstellbereichs, gegeben durch die Werte der Variablen N, Qm, Ql. Die indexCH-Variable enthält die Eckpunkte von Dreiecken, die mit Delaunay-Triangulation erstellt wurden. Die Variable regRange enthält die Grenzpunkte des Einstellbereichs; Variable regRangeQ0 — Hochdruckdampfdurchflussmengen für die Grenzpunkte des Regelbereichs.

Das Berechnungsergebnis ist der Datei PT_80_lineare_Kennlinie.xlsx, Blatt „PT-80-Ergebnis“, Tabelle „Grenzen des Einstellbereichs“ zu entnehmen.

Die linearisierte Durchflusskennlinie wird aufgebaut. Es ist eine Formel und 37 Punkte, die die Grenzen (Hülle) des Einstellbereichs in der entsprechenden Tabelle definieren.

2. Überprüfung

Bei der Automatisierung der Berechnungsvorgänge Q 0 ist zu prüfen, ob ein bestimmter Punkt mit den Werten N, Q p, Q t innerhalb oder außerhalb des Einstellbereichs liegt (der Modus ist technisch nicht realisierbar). In MATLAB kann dies auf folgende Weise erfolgen.

Wir setzen die Werte von N, Q n, Q t, die wir überprüfen wollen.

Wir überprüfen.

Die Verifizierung erfolgt in zwei Schritten:

• die Variable in1 zeigt an, ob die Werte N, Q p in die Projektion der Schale auf die Achsen N, Q p gelangt sind;
• In ähnlicher Weise zeigt die Variable in2 an, ob die Werte Q p, Q t in die Projektion der Schale auf die Achsen Q p, Q t gefallen sind.

Sind beide Größen gleich 1 (wahr), dann liegt der gewünschte Punkt innerhalb der Schale, die den Regelbereich der Dampfturbine angibt.

Darstellung der resultierenden linearisierten Strömungskennlinie einer Dampfturbine

Die meisten "Die Fülle der Zivilisation" Wir haben in Bezug auf die Veranschaulichung der Ergebnisse von Berechnungen.

Zunächst muss gesagt werden, dass der Raum, in dem wir Graphen bauen, also der Raum mit den Achsen x - N, y - Q t, z - Q 0, w - Q p, heißt Regimeraum(siehe Optimierung des KWK-Betriebs unter den Bedingungen des Großhandelsstrom- und Strommarkts in Russland

). Jeder Punkt dieses Raumes bestimmt eine bestimmte Betriebsweise der Dampfturbine. Modus sein kann

• technisch machbar, wenn der Punkt innerhalb der Schale liegt, der den Verstellbereich definiert,
• technisch nicht realisierbar, wenn der Punkt außerhalb dieser Schale liegt.

Wenn wir über die Kondensationsbetriebsart der Dampfturbine sprechen (Q p \u003d 0, Q t \u003d 0), dann linearisierte Durchflusskennlinie repräsentiert Liniensegment. Wenn wir von einer T-Typ-Turbine sprechen, dann ist die linearisierte Strömungskennlinie flaches Polygon im 3D-Modus mit den Achsen x - N, y - Q t, z - Q 0, was leicht zu visualisieren ist. Bei einer PT-Typ-Turbine ist die Visualisierung am schwierigsten, da die Strömungskennlinie einer solchen Turbine linearisiert ist flaches Polygon in vier Dimensionen(Erläuterungen und Beispiele siehe Optimierung des Betriebs von KWK-Anlagen unter den Bedingungen des russischen Strom- und Kapazitätsgroßhandelsmarkts, Abschnitt Linearisierung des Turbinendurchflusses).

1. Darstellung der erhaltenen linearisierten Strömungskennlinie einer Dampfturbine

Lassen Sie uns die Werte der Tabelle "Anfangsdaten (Leistungseinheiten)" im Regimeraum erstellen.

Reis. 3. Ausgangspunkte Strömungscharakteristiken im Regimeraum mit den Achsen x - N, y - Q t, z - Q 0

Da wir im vierdimensionalen Raum keine Abhängigkeit aufbauen können, wir einen solchen zivilisatorischen Segen noch nicht erreicht haben, operieren wir mit den Werten von Q p wie folgt: wir schließen sie aus (Abb. 3), wir fixieren sie (Abb . 4) (siehe Plotting-Code in MATLAB).

Wir legen den Wert von Q p = 40 MW fest und konstruieren die Anfangspunkte und eine linearisierte Durchflusskennlinie.

Reis. 4. Bezugspunkte der Durchflusskennlinie (blaue Punkte), linearisierte Durchflusskennlinie (grünes flaches Polygon)

Kehren wir zur erhaltenen Formel der linearisierten Durchflusskennlinie (4) zurück. Wenn wir Q p \u003d 40 MW MW fixieren, sieht die Formel so aus

$$display$$\begin(equation) Q_0 = 2.317 \cdot N + 0.255 \cdot Q_T + 58.714 \qquad (6) \end(equation)$$display$$

Dieses Modell definiert ein flaches Polygon in dreidimensionaler Raum mit den Achsen x - N, y - Q t, z - Q 0 in Analogie zu einer T-Typ-Turbine (wir sehen sie in Abb. 4).

Vor vielen Jahren, als sie Nomogramme q t brutto entwickelten, machten sie einen grundlegenden Fehler in der Phase der Analyse der Ausgangsdaten. Anstatt die Methode der kleinsten Quadrate anzuwenden und eine linearisierte Strömungscharakteristik einer Dampfturbine zu konstruieren, wurde aus unbekannten Gründen eine primitive Berechnung durchgeführt:

$$display$$\begin(equation) Q_0(N) = Q_e = Q_0 - Q_T - Q_P \qquad (7) \end(equation)$$display$$

Von der Durchflussmenge des Hochdruckdampfes Q 0 werden die Dampfkosten Q t, Q p abgezogen und die resultierende Differenz Q 0 (N) \u003d Q e der Stromerzeugung zugeschrieben. Der resultierende Wert Q 0 (N) \u003d Q e wurde durch N geteilt und in kcal / kWh umgerechnet, wodurch ein spezifischer Verbrauch q t brutto erhalten wurde. Diese Berechnung entspricht nicht den Gesetzen der Thermodynamik.

Liebe Leserinnen und Leser, vielleicht sind Sie derjenige, der den unbekannten Grund kennt? Teilt es!

2. Darstellung des Regelbereichs der Dampfturbine

Schauen wir uns die Hülle des Einstellbereichs im Modusbereich an. Die Ausgangspunkte für seine Konstruktion sind in Abb. 1 dargestellt. 5. Dies sind die gleichen Punkte, die wir in Abb. 1 sehen. 3, aber der Parameter Q 0 ist jetzt ausgeschlossen.

Reis. 5. Anfangspunkte der Strömungscharakteristik im Regimeraum mit den Achsen x - N, y - Q p, z - Q t

Die Punktemenge in Abb. 5 ist konvex. Mit der Funktion convexhull() haben wir die Punkte bestimmt, die die äußere Hülle dieser Menge definieren.

Delaunay-Triangulation(ein Satz verbundener Dreiecke) ermöglicht es uns, eine Schale des Einstellbereichs zu konstruieren. Die Eckpunkte der Dreiecke sind die Grenzwerte des Regelbereichs der von uns betrachteten PT-80-Dampfturbine.

Reis. 6. Die Schale des Einstellbereichs, dargestellt durch viele Dreiecke

Bei der Überprüfung eines bestimmten Punktes, ob er in den Anpassungsbereich fällt, haben wir überprüft, ob dieser Punkt innerhalb oder außerhalb der resultierenden Schale liegt.

Alle oben dargestellten Grafiken wurden mit MATLAB-Tools erstellt (siehe PT_80_linear_characteristic_curve.m).

Perspektivenaufgaben zur Analyse des Betriebs einer Dampfturbine anhand einer linearisierten Strömungskennlinie

Wenn Sie eine Diplomarbeit oder eine Dissertation schreiben, dann kann ich Ihnen mehrere Aufgaben anbieten, deren wissenschaftliche Neuheit Sie der ganzen Welt leicht beweisen können. Darüber hinaus werden Sie eine hervorragende und nützliche Arbeit leisten.

Aufgabe 1

Zeigen Sie, wie sich ein flaches Polygon mit einer Änderung des Niederdruckdampfdrucks Qt ändert.

Aufgabe 2

Zeigen Sie, wie sich das flache Polygon ändert, wenn sich der Druck im Kondensator ändert.

Aufgabe 3

Prüfen Sie, ob es möglich ist, die Koeffizienten der linearisierten Durchflusskennlinie als Funktionen zusätzlicher Modusparameter darzustellen, nämlich:

$$display$$\begin(gleichung) \alpha_N = f(p_(0),...); \\ \alpha_P = f(p_(P),...); \\ \alpha_T = f(p_(T),...); \\ \alpha_0 = f(p_(2),...). \end(gleichung)$$display$$

Dabei ist p 0 der Hochdruckdampfdruck, p p der Mitteldruckdampfdruck, p t der Niederdruckdampfdruck, p 2 der Abdampfdruck im Kondensator, alle Maßeinheiten sind kgf / cm2.

Begründen Sie das Ergebnis.

Verknüpfungen

Chuchueva I.A., Inkina N.E. Optimierung des KWK-Betriebs unter den Bedingungen des Großhandelsmarktes für Strom und Energie in Russland // Wissenschaft und Bildung: Wissenschaftliche Ausgabe von MSTU im. N.E. Baumann. 2015. Nr. 8. S. 195-238.

• Abschnitt 1. Sinnvolle Formulierung des Problems der Optimierung des Betriebs von BHKW in Russland
• Abschnitt 2. Linearisierung der Strömungskennlinie der Turbine