Энергетические характеристики основных агрегатов электростанций. Упрощенная схема тепловой электростанции. Характеристики котлоагрегатов

1.  ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ  ХАРАКТЕРИСТИКИ  ОСНОВНЫХ  АГРЕГАТОВ  ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 

Основными агрегатами электростанций для данного уровня рассмотрения вопроса приняты котельные агрегаты (котлоагрегаты, котлы), паровые и гидравлические турбины, и генераторы.

Оптимальный режим работы энергетической системы определяется рядом факторов: энергетическими характеристиками электростанций, схемой электрической сети, условиями обеспечения топливом и гидроресурсами электростанций, потреблением энергии и т. д. Энергетические характеристики электростанций определяются характеристиками работающих агрегатов и составом оборудования.

Энергетические характеристики рассматриваемых объектов (энергосистемы, электростанции или агрегатов) устанавливают связь между подведенной к рассматриваемому объекту мощности () и мощности на выходе объекта ().

Основными энергетическим характеристиками объектов являются:

1. Расходная характеристика ;

2. Характеристика потерь мощности ;

3. Характеристика коэффициента полезного действия (КПД) ;

4. Характеристика удельного расхода ;

5. Характеристика относительного (удельного) прироста затрат в натуральном выражении (ХОП) . Характеристика относительного прироста затрат в стоимостном выражении (ХОПС) рассматривается совместно с характеристиками котлоагрегатов.

Как видно из приведенных характеристик, любая из них может быть получена расчетным путем по любой другой, так как между этими величинами существуют очевидные соотношения. Равенство относительного прироста и удельного расхода () соответствует максимуму КПД агрегата.

Помимо энергетических характеристик, для отдельных объектов определяются рабочие характеристики, устанавливающие зависимости отдельных входных и выходных параметров.

Рассматриваемые энергетические характеристики относятся к включенному оборудованию. При включении и отключении оборудования необходимо учитывать дополнительные потери энергии. В данном издании пусковые потери не рассматриваются.

Энергетические характеристики даже для однотипного оборудования в зависимости от его технического состояния и прочих условий могут различаться. Расчетные характеристики оборудования определяются, как правило, экспериментально и задаются в виде полиномов. Ниже приводятся расчетные выражения для определения оценок коэффициентов полиномов методом наименьших квадратов. Достоверность аппроксимации проверяется посредством критериев математической статистики.

Оценки коэффициентов уравнения прямой

                                                  (1.1)

определяются по выражениям

,                  ; где n – число измерений.

Оценки коэффициентов полинома второй степени

                                            (1.2)

определяются на основе решения системы уравнений

, т. е.  

                ,

.

Для аппроксимации рассматриваемых зависимостей могут применяться более сложные функции.

1.1.  Упрощенная  схема  тепловой  электростанции

Упрощенная схема электростанции с теплофикационной турбиной (рис. 1.1) предназначена для обозначения места расположения в схеме электростанции и назначения ряда устройств, влияние которых необходимо учитывать при рассмотрении задач диспетчерского управления, в т. ч. задачи оптимизации режима энергосистемы. В тоже время, из-за значительных упрощений, эту схему нельзя рассматривать как пособие для изучения теплотехнической части электростанций. На схеме приняты следующие обозначения: ПК – паровой котел; ГПП – главный паропровод; СК – стопорные клапаны; РК – регулирующие клапаны; ЦВД, ЦСД, ЦНД – цилиндры турбины, соответственно высокого, среднего и низкого давления; Г – генератор; Д – поворотная диафрагма турбины; К – конденсатор турбины; ЦН – циркуляционный насос; КН – конденсатный насос; 1 - 4 – подогреватели низкого давления (ПНД); Др – деаэратор; ПЭН – питательный электрический насос; 5 - 7 – подогреватели высокого давления (ПВД); ТО-1, ТО-2 – теплофикационные отборы пара; ПСГ-1, ПСГ-2 – подогреватели сетевой воды, соответственно первой и второй ступеней; ПВК – пиковая водогрейная котельная; СН – сетевой насос; РОУ – редукционно-охладительное устройство.

Пар с котла поступает в главный паропровод и далее через стопорный и регулирующий клапаны в цилиндр высокого давления турбины. Отработанный с турбины пар (конденсат) поступает от цилиндра низкого давления в конденсатор турбины, где охлаждается циркуляционной водой, поступающей через циркуляционные насосы от градирен.

Для повышения КПД используется схема регенерации тепла питательной воды котла. С этой целью конденсат пара подогревается отобранным с промежуточных