Энергетические характеристики, общие сведения.

Выбор оптимального (наилучшего из возможных) энергетического режима работы оборудования электростанций – важнейшая задача организации основного производства в электроэнергетике.

В основе обоснования оптимального энергетического режима работы электростанции лежат энергетические характеристики агрегатов.

Энергетическая характеристика представляет собой функциональную зависимость между подведенной и полезной энергией.

(1.4)

Экономичность агрегатов зависит от структуры и величины потерь энергии. Для экономичной эксплуатации оборудования и борьбы с излишними потерями энергии важно знать, какие причины вызывают эти потери, и какова их зависимость от величины полезной энергии.

Различают 4 группы потерь по характеру их изменения в зависимости от величины полезной энергии.

1. Потери рассеяния, вызванные пребыванием оборудования во включенном состоянии.

1.1. – потери в окружающую среду;

1.2. – механические потери (потери трения);

1.3. – часть электрических потерь в генераторе (потери намагничивания);

1.4. – часть потерь в конденсаторе турбоагрегата, связанная с режимом холостого хода.

Энергетические характеристики строятся на основе энергетических балансов. Сущность составления энергобаланса состоит в том, что энергобаланс представляется в виде однолинейной схемы энергетического потока, на котором выделяются отдельные слагаемые энергобаланса: подведенная и полезная энергия, а также потери энергии. Возможно также построение баланса в виде дерева или в табличном виде.

Как бы сложна ни была энергетическая схема электростанции, ее можно рассматривать как последовательное и параллельное сочетание простейших энергетических балансов.

Если электростанция производит различные виды энергии, то для каждого из этих видов строится свой энергобаланс, а затем способом наложения воспроизводится вся схема сложного энергобаланса электростанции. При этом производство энергии на ТЭС, рассматривается в виде последовательного процесса, состоящего из ряда стадий:

- производство тепла (котельный цех);

- распределение тепла (тепловой поток);

- производство электроэнергии (турбинный цех);

- теплофикационное отделение (ТЭЦ).

Экономичность каждой стадии производства, при работе энергетических агрегатов по определенному режиму, определяется следующими показателями:

- КПД;

- удельным расходом энергии (тепла, топлива).

Важной проблемой является построение энергетических характеристик оборудования. Существует несколько способов построения энергетических характеристик:

1. Экспериментальный (опытный) способ – путем проведения специальных испытаний оборудования. Например, при различных электрических нагрузках генератора, определяется величина подведенной энергии. Испытания оборудования проводят перед пуском агрегатов, после капитальных ремонтов, при монтаже и наладке, после реконструкции и модернизации оборудования. Испытания, как правило, проводят специализированные организации.

2. Расчетный способ применяется при наличии соответствующей информационной базы и используется в проектных, опытно-конструкторских и научно-исследовательских разработках. В ряде случаев расчетный способ является более точным, но более трудоемким в методическом отношении.

3. Расчетно-экспериментальный – объединяет оба названных способа и является наиболее распространенным.

Энергетические характеристики агрегатов электрических станций получают при определенных условиях. Изменение условий в процессе длительной работы оборудования в различных режимах приводит к увеличению погрешности расчетов на основе характеристик. Поэтому используется система норм или поправок на конкретные условия эксплуатации, включающая четыре группы:

1. Характеристические нормы расхода тепла турбоагрегатами и условного топлива котлоагрегатами. Этими нормами являются параметры их энергетических характеристик (холостые расходы и относительные приросты расхода тепла и топлива). Принятые при расчете характеристик эксплуатационные условия (качество топлива, начальные параметры пара, глубина вакуума и т. д.) называются характеристическими.

Зная нагрузку агрегата, по характеристике можно определить характеристический расход тепла на выработку электроэнергии. Таким образом, определение расхода тепла по конкретной характеристике даёт, так называемый, характеристический расход тепла. Этот расход всегда наименьший.

2. Нормы поправок на эксплуатационные условия. Необходимость в нормах поправок связана с тем, что реальные условия часто отличаются от характеристических. Поэтому расход, определенный по характеристикам умножают на нормы поправок, учитывающих эксплуатационные условия.

Расход тепла с учетом эксплуатационных условий называется эксплуатационным. Эксплутационный расход тепла – это характеристический расход с изменениями.

3. Нормы расхода топлива в неустановившихся режимах. Эта группа норм учитывает дополнительные расходы тепла и топлива в неустановившихся режимах.

4. Нормы расхода и топлива тепла вне основных агрегатов. Эта система норм включает нормы на расход энергии агрегатами собственных нужд, неэнергетические нужды цехов и цеховые потери электрических станций.

Установление норм-поправок основывается, как правило, на результатах испытаний агрегатов. Поправки должны вводиться лишь на отклонение от условий, при которых определялась характеристика. Если условия совпадают с нормальными, поправки вводиться не должны.

1. 3. Энергетические характеристики конденсационных турбоагрегатов типа «К».

Простейшую конфигурацию среди энергетических характеристик турбоагрегатов различных типов имеют характеристики конденсационных турбоагрегатов с дроссельным регулированием.

Относительный прирост расхода тепла – первая производная от расхода тепла по нагрузке; характеризует скорость возрастания расхода тепла при изменении нагрузки на единицу, Гкал/МВт·ч.

(1.22)

Таким образом, энергетическая характеристика конденсационного турбоагрегата с дроссельным регулированием выглядит следующим образом, Гкал/час:

(1.23)

Таким образом, в любой точке энергетической характеристики турбоагрегата расход тепла при заданной нагрузке складывается из двух величин – постоянного расхода холостого хода и нагрузочного (переменного) расхода, возрастающего с ростом нагрузки и дополняющего расход холостого хода до полной величины часового расхода тепла на турбину, Гкал/ч.

(1.25)

Дата добавления: 2015-07-20