Лекция № 02_. 1 Основные термины и определения, используемые при нормировании показателей работы энергетического оборудования

Скачать 115.5 Kb. Название 1 Основные термины и определения, используемые при нормировании показателей работы энергетического оборудования Анкор Лекция № 02_.doc Дата 02.05.2017 Размер 115.5 Kb. Формат файла Имя файла Лекция № 02_.doc Тип Документы #6476

1.3. Основные термины и определения, используемые при нормировании показателей работы энергетического оборудования Энергетическая характеристика оборудования - комплекс зависимостей технико-экономических показателей его работы в абсолютном или относительном исчислении от нагрузки при оптимальных режимах работы, принятой тепловой схеме, фиксированных значениях внешних факторов, а также состоянии оборудования и уровне его эксплуатации, обеспечивающих выполнение требований действующих Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей с учетом неустранимых дефектов проектирования, изготовления, монтажа и старения его. Энергетическая характеристика включает в себя систему поправок к отдельным показателям на изменение значений внешних факторов и отражает реально достижимую экономичность работы освоенного оборудования при указанных выше условиях. Фиксированные условия - номинальные значения ряда параметров, наиболее вероятные значения внешних факторов, принятые при расчете и построении энергетических характеристик оборудования, характеризующиеся постоянными численными значениями или зависимостями. Внешние факторы - объективные факторы, влияющие на экономичность работы оборудования, значения которых не зависят от деятельности производственного персонала электростанций. Группа оборудования - совокупность конденсационных турбоагрегатов или турбоагрегатов с регулируемыми отборами пара с одинаковыми параметрами свежего пара (а для энергоблоков еще и одинаковой мощностью), а также всех котлов (как пылеугольных, так и газомазутных), обеспечивающих работу данных турбоагрегатов. Подгруппа энергоблоков - совокупность только пылеугольных или газомазутных котлов и работающих совместно с ними конденсационных или теплофикационных турбоагрегатов с соответствующим давлением свежего пара и одинаковой мощностью. Подгруппа оборудования с поперечными связями - совокупность конденсационных или теплофикационных турбоагрегатов с одинаковыми параметрами свежего пара и котлов, обеспечивающих работу данных турбоагрегатов. Если на общий коллектор свежего пара работают пылеугольные и газомазутные котлы, подгруппа оборудования условно считается пылеугольной. Старение оборудования - технологически невосстанавливаемый ремонтами естественный физический износ оборудования при длительной его эксплуатации, приводящий к ухудшению технического состояния, снижению надежности и экономичности работы. Основные технико-экономические показатели - показатели работы оборудования, обобщенно характеризующие экономичность агрегата, установки или механизма. Для котла основным показателем является КПД брутто; для турбоагрегата - удельный расход тепла брутто на производство электроэнергии; для механизмов собственных нужд подгруппы оборудования - затраты мощности, абсолютный или удельный расход электроэнергии; для установок и аппаратов тепловых собственных нужд подгруппы оборудования - абсолютный, часовой или удельный расход тепла. Промежуточные технико-экономические показатели - показатели работы, характеризующие отдельные стороны работы оборудования, экономичность работы отдельных механизмов и аппаратов, относящихся к котлу, турбоагрегату или установке, или отдельных процессов, входящих в цикл производства и отпуска электроэнергии и тепла. Исходно-номинальное значение технико-экономических показателей - значение этих показателей, определенное по энергетическим характеристикам при фиксированных значениях внешних факторов и заданном значении нагрузки, часовой производительности, расхода энергоносителя (или транспортируемого вещества) или другого нормообразующего показателя. Номинальное значение технико-экономических показателей - значение этих показателей, определенное путем введения к их исходно-номинальному значению поправок на отклонение фактических значений внешних факторов от фиксированных условий. Нормирование технико-экономических показателей работы оборудования - установление исходно-номинальных и номинальных значений этих показателей на какой-либо период. Нормируемый объект - единичный агрегат или комплекс оборудования (энергоблок, подгруппа оборудования, электростанция), для которого производится нормирование технико-экономических показателей его работы. Норматив удельного расхода топлива – максимально допустимая технически обоснованная мера потребления топлива на единицу отпускаемой потребителям энергии. Нормативы измеряются в граммах условного топлива на 1 киловатт-час (г у.т./кВт.ч), килограммах условного топлива на одну гигакалорию (кг у.т./Гкал). 1.4. Общие сведения об энергетических характеристиках оборудования ТЭС Основным нормативно-техническим документом, регламентирующим процедуру разработки энергетических характеристик оборудования ТЭС являются «Методические указания по составлению и содержанию энергетических характеристик оборудования тепловых электростанций» – РД 34.09.155-93 (разраб. ОРГРЭС, утв. Минтопэнерго 22.09.1993 г., с Изменением № 1 21.07.1999 г, без ограничения срока действия). Энергетические характеристики разрабатываются для каждой подгруппы оборудования ТЭС, причем каждый такой комплект документов, именуемый Книгой I НТД по ТИ, включают в себя: 1 – энергетические характеристики котлов; 2 – энергетические характеристики турбоагрегатов; 3 – зависимости затрат электроэнергии и тепла на собственные нужды; 4 – зависимости технологических потерь тепла, связанных с его отпуском внешним потребителям; 5 – пояснительную записку по разработке характеристик. Все энергетические характеристики представляются в виде графических или графических и аналитических зависимостей основных и промежуточных показателей работы оборудования от соответствующих нормообразующих показателей. В пояснительной записке приводятся аналитические зависимости, таблицы с необходимыми расчетами отдельных показателей, описание оборудования и условий его эксплуатации, указываются исходные данные, использованные при разработке энергетических характеристик. В качестве исходных документов при разработке энергетических характеристик могут быть использованы следующие материалы: – результаты тепловых испытаний котлов и турбоагрегатов по первой категории сложности, проведенных специализированными аттестованными организациями; – при отсутствии испытаний – типовые энергетические характеристики котлов, турбоагрегатов и вспомогательного оборудования. Типовая энергетическая характеристика разрабатывается по результатам тепловых испытаний нескольких (как правило, 3-4) агрегатов данного типоразмера и официально издается в качестве нормативного документа. Например, существует типовая энергетическая характеристика турбоагрегата К-300-240 ЛМЗ или типовая энергетическая характеристика котла ТГМ-84 при сжигании природного газа. Показатели работы оборудования, заложенные в исходные материалы, например, в типовую энергетическую характеристику, как правило, отличаются от показателей работы конкретного агрегата, энергетическая характеристика которого разрабатывается. Эти отличия могут быть учтены рядом поправок, перечень и порядок применения которых регламентирован нормативными документами. В частности, учитываются следующие поправки: 1 – допуск на эксплуатационные условия (поправка, учитывающая особенности условий работы оборудования). Принимается в зависимости от давления свежего пара перед турбоагрегатом и типа сжигаемого котлом топлива и обычно не превосходит 1,4 % для турбоагрегатов и 0,9 % для котлов; 2 – поправка на старение оборудования. Рассчитывается через коэффициенты износа (до 0,0085 % на 1000 часов работы для турбоагрегатов, до 0,0055 % на 1000 часов работы для котлов) и продолжительность работы котла или турбоагрегата к моменту составления энергетических характеристик; 3 – поправка на отличие технических характеристик, тепловых схем, значений отдельных параметров и внешних факторов конкретного оборудования от принятых в исходных материалах; 4 – поправка на техническую эффективность осуществленных мероприятий по реконструкции и модернизации оборудования; 5 – поправка на точность исходных материалов, на основе которых разрабатываются энергетические характеристики оборудования. Устанавливается в зависимости от типа исходного материала (типовая энергетическая характеристика, расчеты завода-изготовителя, индивидуальные испытания) и обычно не превышает 1,5 %; 6 – поправка на неустранимые дефекты проекта, изготовления и монтажа оборудования. 1.5. Энергетические характеристики турбоагрегатов 1.5.1. Общие сведения В условиях эксплуатации подавляющая часть турбоагрегатов работает с переменными нагрузками, которые практически никогда не совпадают с номинальной. При изменении как электрической, так и тепловой нагрузки турбоагрегатов экономичность их работы существенно изменяется. Поэтому анализ экономичности турбоагрегатов нельзя ограничить рассмотрением только расчетных показателей экономичности при номинальной нагрузке. На практике анализ экономичности работы турбоагрегатов (как и другого энергетического оборудования) основывается на энергетических характеристиках, которые составляют, в сущности, основу обобщенного метода анализа показателей экономичности тепловых схем ТЭС. Энергетическая характеристика турбоагрегата выражает зависимость между подведенным и полезно использованным количеством тепловой энергии по установке. Рассмотрим простейший пример для теплофикационной турбины с одним регулируемым отбором пара и одним нерегулируемым отбором на регенеративный подогреватель (рис. 1.2). Для упрощения дальнейших рассуждений пренебрежем продувкой котла и всеми другими утечками теплоносителя из цикла, кроме собственно расхода пара в регулируемый отбор турбоагрегата. Рис. 2. Элементарная тепловая схема теплофикационной турбины с одним регулируемым отбором пара, одним отбором на регенеративный подогреватель и вводом добавочной воды цикла в конденсатор: G – расход теплоносителя; h – энтальпия теплоносителя Для такого примера можно записать: – расход подводимой к турбоустановке тепловой энергии Q0 = G0*h0 – Gпв*hпв. Поскольку утечек из цикла, кроме расхода пара из регулируемого отбора, нет, расходы свежего пара и питательной воды должны быть равны между собой: G0 = Gпв. Тогда Q0 = G0*(h0 – hпв); – расход отпускаемой тепловой энергии с паром регулируемого отбора Qотб = Gотб*hотб – Gподп*hподп. Аналогично: если прочих утечек из цикла нет, то расход добавочной воды цикла соответствует расходу пара, отпускаемому в регулируемый отбор: Gотб = Gподп. Тогда Qотб = Gотб*(hотб – hподп). Кроме этих энергетических потоков следует выделить расход тепловой энергии, затрачиваемый на поддержание электрической мощности – обозначим его как QN, а также суммарные затраты тепловой энергии на компенсацию необратимых потерь энергии Qпот (с охлаждающей водой в конденсаторе, . Расходы тепловой энергии QN и Qпот являются крайне неудобными для практических расчетов, поскольку вычисление этих составляющих требует проведения громоздких расчетов и всегда сопряжено с некоторыми допущениями. Поэтому следует найти способ заменить составляющие QN и Qпот на более удобные. Принятая в энергетике система нормирования при комбинированной выработке тепловой и электрической энергии предусматривает отнесение всех потерь по турбоустановке Qпот на выработку электрической энергии. Такой подход обусловлен следующим простым соображением: в общем случае турбоагрегат может работать без отпуска тепловой энергии из отборов, потери энергии при этом сохраняются и относятся, естественно, к расходу тепла на выработку электроэнергии; напротив, с отпуском тепловой энергии из отборов и без выработки мощности турбоагрегат работать не может. Поэтому сумму (QN и Qпот) обозначают как QЭ и называют расходом тепла на выработку электроэнергии. С учетом этого энергетическая характеристика турбоустановки может быть выражена зависимостью для основного технико-экономического показателя турбоагрегатов – удельного расхода тепла брутто на выработку электроэнергии qт, ккал/(кВт·ч): , где QЭ, Гкал/ч – часовой расход тепловой энергии, пошедшей на выработку электроэнергии; ΣQотб i, Гкал/ч – часовой расход тепловой энергии из регулируемых и нерегулируемых сверх нужд регенерации (то есть сверх потребности в тепле системы регенеративного подогрева питательной воды) отборов турбоагрегата для обеспечения внешних потребителей, собственных и хозяйственных нужд, кроме турбоприводов механизмов собственных нужд; Nт, МВт – электрическая мощность на клеммах турбогенератора. Для турбоагрегатов энергоблоков, имеющих турбоприводы механизмов собственных нужд (питательных насосов, воздуходувок), работающих на паре отборов главной турбины, удельный расход тепла на выработку электроэнергии определится следующим образом: , где , МВт – суммарная внутренняя мощность турбоприводов механизмов собственных нужд, МВт; , Гкал/ч – суммарный расход тепловой энергии с паром в отборы на турбопривод механизмов собственных нужд. Часовой расход тепловой энергии на турбоагрегат при равенстве часовых расходов свежего пара и питательной воды (это одно из фиксированных условий построения энергетических характеристик) рассчитывается по формуле: , где G0, т/ч – часовой расход свежего пара; GПП, т/ч – часовой расход пара через промежуточный пароперегреватель; Gвпр, т/ч – часовой расход воды, впрыскиваемой в промежуточный пароперегреватель; i0, iпв, ккал/кг – энтальпия соответственно свежего пара и питательной воды; i’пп, i”пп, ккал/кг – энтальпия пара соответственно до и после промежуточного перегрева; iвпр, ккал/кг – энтальпия воды, впрыскиваемой в промежуточный пароперегреватель. Требует особого пояснения величина . Здесь, как правило, учитываются аварийные впрыски в промежуточный пароперегреватель. Так, например, на энергоблоках с турбоагрегатами К-300-240 регулирование температуры первичного пара осуществляется впрыском питательной воды, которая обычно отбирается после расходомеров питательной воды. В этом случае отдельный учет данной составляющей не требуется: она учитывается в слагаемом . Температура вторичного пара в эксплуатационном диапазоне нагрузок энергоблока регулируется рециркуляцией дымовых газов, отбираемых за экономайзером. При недостаточности такой регулировки часто используют аварийные впрыски питательной воды с промежуточной ступени питательного насоса в рассечку между пакетами промежуточного пароперегревателя, поэтому этот дополнительный расход теплоносителя нужно учитывать отдельно. Энергетические характеристики турбоагрегата должны содержать поправки к основным и промежуточным показателям на отклонение значений внешних факторов от фиксированных условий. Такие поправки представляются в виде аналитических или графических зависимостей и входят в состав комплекта энергетических характеристик. Поправки, например, к основным показателям турбоагрегата приводятся на отклонение значений следующих внешних факторов: ● давления и температуры свежего пара; ● давления отработавшего пара турбоагрегата в конденсаторе; ● давления в камерах регулируемых производственного и теплофикационного отборов турбоагрегата; ● потери давления в тракте промежуточного перегрева; ● температуры пара после промежуточного перегрева; ● соотношения расхода питательной воды через ПВД и расхода свежего пара; ● температуры питательной воды за группой ПВД; ● температуры сетевой воды на входе в подогреватели (или величины нагрева сетевой воды в подогревателях); ● места ввода в тепловую схему турбоагрегата конденсата пара регулируемого отбора и добавочной воды цикла; ● давления отработавшего пара для каждого турбопривода механизмов собственных нужд энергоблока и т.д. Всего таких поправок установлено более 15-и. В общем случае состав внешних факторов, показателей и параметров, на отклонение которых вводятся поправки при нормировании основных показателей работы турбоагрегата, зависит от его типа, режимов работы и конструктивных особенностей оборудования, указанных в условиях построения энергетических характеристик турбоагрегата.