способ работы паровой турбины

Формула изобретения

Способ работы паровой турбины, содержащей конденсатор с трубопроводом подвода пара, трубопроводом охлаждающей воды с установленными на нем запорной арматурой и расходомерным устройством, трубопроводом отвода конденсата отработавшего пара с расположенными на нем расходомерным устройством, вакуумметр для замера давления пара в конденсаторе, характеризующийся тем, что термопарами измеряют температуры охлаждающей воды на входе и выходе из конденсатора, измеряют расход пара в конденсатор по величине его конденсата и давление пара в конденсаторе, отличающийся тем, что рассчитывают отношение давления к расходу и по универсальной кривой поправок к мощности сравнивают величину полученного отношения с величиной отношения предельного давления пара в конденсаторе к замеряемому расходу пара в конденсатор, и в случае, если величина полученного отношения меньше величины отношения предельного давления пара в конденсаторе к замеренному расходу пара в конденсатор, определяют величину предельного давления пара в конденсаторе, затем по предельному давлению, расходу пара в конденсатор и температурам входа и выхода охлаждающей воды рассчитывают необходимый расход охлаждающей воды и посредством запорной арматуры устанавливают по расходомерному устройству рассчитанную величину расхода охлаждающей воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при эксплуатации паровых турбин.

Известен способ работы паровой турбины, содержащей конденсатор с трубопроводом подвода охлаждающей воды с установленными на нем запорной арматурой и расходомерным устройством, трубопроводом отвода конденсата отработавшего пара с установленным на нем расходомерным устройством (см., например, Е.И.Бененсон, Л.С.Иоффе. Теплофикационные паровые турбины. Энергоатомиздат, М., 1986, С.121, рис.4.3). Как правило, при этом на щит выводятся показания давления пара в конденсаторе и температура охлаждающей воды.

Этот способ является ближайшим к заявляемому, но обладает следующими недостатками.

1. Известно, что на некоторых режимах в каналах рабочих лопаток последней ступени турбины возникают критические скорости, отклонения потока пара в косом срезе и даже за его пределами, в результате этого на ряде режимов углубление вакуума, то есть снижение давления пара в конденсаторе, не приводит к увеличению мощности турбины. Это хорошо видно из универсальной кривой поправок на вакуум на фиг.1, которая имеется на электростанциях для каждой турбины (см., например, Г.С.Самойлович, Б.М.Трояновский. Переменный режим работы паровых турбин. ГЭИ, М.-Л., 1955, с.191-199). В результате этого на ряде режимов, где давление пара в конденсаторе ниже предельного значения, имеются неоправданные затраты мощности по перекачке дополнительного расхода охлаждающей воды и снижение экономичности.

2. На ряде режимов, где давление пара в конденсаторе ниже предельного значения, имеется недовыработка мощности из-за уменьшения расхода пара на ступени части низкого давления (ЧНД), расположенные после отбора пара на первый по ходу конденсата подогреватель низкого давления (ПНД), так как при этом увеличивается отбор пара на ПНД в результате низкой температуры конденсата отработавшего пара.

Задачей заявляемого изобретения является обеспечение повышения экономичности работы паровой турбины на режимах, где давление пара в конденсаторе ниже предельной величины.

Указанная задача достигается тем, что замеряют расход пара в конденсатор по величине его конденсата и давление пара в конденсаторе, рассчитывают отношение давления к расходу и по универсальной кривой поправок к мощности сравнивают величину полученного отношения с величиной отношения предельного давления пара в конденсаторе к замеряемому расходу пара в конденсатор и в случае, если величина полученного отношения меньше величины отношения предельного давления к замеряемому расходу пара в конденсатор, определяют величину предельного давления пара в конденсаторе, затем по предельному давлению, расходу пара в конденсатор и температурам входа и выхода охлаждающей воды рассчитывают необходимый расход охлаждающей воды и посредством запорной арматуры устанавливают по расходомерному устройству рассчитанную величину расхода охлаждающей воды.

Способ поясняется фиг.1. и 2.

На фиг.2 изображена принципиальная схема для осуществления данного способа.

Пар расширяется в проточной части турбины 1 вплоть до последней ступени 2. Отработавший пар по трубопроводу 3 поступает в конденсатор 4. На трубопроводе 5 установлены запорная арматура 6 и расходомерное устройство 7 для замера расхода охлаждающей воды W. На трубопроводе 5 также установлена термопара 8 замера температуры охлаждающей воды на входе в конденсатор и термопара 9 замера температуры охлаждающей воды на выходе из конденсатора. С помощью вакуумметра 10 осуществляют замер давления пара в конденсаторе. По трубопроводу 11 осуществляют отвод конденсата отработавшего пара в ПНД 12. На трубопроводе 11 установлено расходомерное устройство по замеру расхода конденсата отработавшего пара Dк. После ПНД 12 конденсат по трубопроводу 14 отводят в систему регенерации турбины. Греющий пар к ПНД 12 отводят из турбины по трубопроводу 15.

Способ осуществляют следующим образом.

На соответствующем режиме производят замер давления пара в конденсаторе Рк по вакуумметру 10 и расход Dк конденсата отработавшего пара по расходомерному устройству 13. При выполнении замера Dк все сбросы воды, в том числе химоочищенной, в конденсатор должны быть исключены, иначе величина Dк будет далека от расхода пара в конденсатор.

Расход пара в конденсатор может быть также определен по формуле

,

где W - расход охлаждающей воды по расходомерному устройству 7, С - величина теплоемкости воды, t₂ - температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора по термопаре 9, t₁ - температура охлаждающей воды на входе в конденсатор по термопаре 8. Далее рассчитывают отношение Pк/Dк и по фиг.1 из точки Е1 на оси абсцисс проводят вертикаль до пересечения с кривой зависимости N/Dк=f(Pк/Dк) в точке F. Это значит, что на рассматриваемом режиме истечение пара происходит за пределом косого среза каналов лопаток последней ступени, что отражено участком CF. Затем из точки С предельного давления в конденсаторе опускают перпендикуляр на ось абсцисс в точку Е2 и находят отношение Pк^пред /Dк. Из этого соотношения опередяют Pк^пред. По Рк ^пред, Dк, t₁, t₂ рассчитывают по известной методике необходимый расход охлаждающей воды W (см., например, С.С.Берман. Расчет теплообменных аппаратов. Госэнергоиздат, М.-Л., 1962).

Далее с помощью запорной арматуры 6 устанавливают по расходомерному устройству 7 рассчитанную величину расхода охлаждающей воды.

Внедрение предлагаемого способа работы паровой турбины позволяет повысить экономичность за счет уменьшения мощности на прокачку охлаждающей воды благодаря уменьшению ее количества. Одновременно, в результате повышения давления пара в конденсаторе до величины предельного давления происходит повышение температуры конденсата отработавшего пара и уменьшение величины отбора пара на ПНД 12, что увеличивает мощность ступеней ЧНД, в том числе последней ступени, а следовательно, и всей турбины.