4.1.1 Характеристики теплових електростанцій

Характеристики парогенераторів. Видаткова характеристика будується в координатах В і D, де В – часова витрата палива, D-продуктивність парогенератора. Функціональна залежність В(D) неперервна і оснащена опуклістю до осі абсцис: перша і друга похідні позитивні. Показники розхідної характеристики: питома витрата і відносний приріст витрати палива .

Залежність b(D) називається характеристикою відносного (питомого) приросту витрати палива (ХОП). Для приклада видаткова характеристика і ХОП парогенератора показані на рис. 4.1,а ,б. Загальна теорія оптимального керування формулює критерій одержання экстремума цільової функції й умови визначення характеру экстремума. Відповідно до цієї теорії для n-парогенераторів, що працюють паралельно на загальний паропровід, мінімальний час витрата палива при заданому виробу пари забезпечується при розподілі навантаження між парогенераторами по рівності відносних приростів витрати палива

(4.1)

де -відносний приріст витрати палива в і-м парогенераторі

Рисунок 4.1- Характеристики парогенератора. а-розхідна характеристика; б-характеристика відносного приросту витрати палива

Записаний критерій справедливий при відсутності обмежень режимів роботи того чи іншого парогенератора. Для розподілу навантаження між парогенераторами використовується ХОП котельногоо цеха для даного складу працюючих парогенераторів і ХОП окремих парогенераторів. Задаючи поточного навантаженням цеха визначчається навантаження кожного парогенератора. Метод побудови ХОП цеха і використання цієї характеристики для розподілу навантаження показаний на рис. 4.2.

Характеристики парових турбін. Видаткові характеристики парових турбін залежать від типу паророзподілу (дросельного, соплового) і будуються в координатах D і Р , де D-часова витрата пари через турбіну, ,-потужність на валу турбіни.

Рисунок 4.2- Характеристики відносного приросту витрати палива котельного цеха. Метод побудови і використання

Конденсаційні турбіни з дросельним паророзподілом мають майже лінійну видаткову характеристику , а ХОП для конденсаційної турбіни представляється прямою лінією, паралельної осі абсцис. Для приклада розхідна характеристика і ХОП парової турбіни з дросельним регулюванням показані на рис. 4.3,а , б.

Часто конденсаційні турбіни мають перевантажувальний клапан, через який гостра пара попадає в проміжну ступінь. Для таких турбін розхідна характеристика має злам при потужності, відповідного відкриття перевантажувального клапана, а ХОП має розрив безперервності при цій потужності, що видно з рис. 4.3,в , г. Для розхідних характеристик парових турбін другі похідні дорівнюють нулю. Тому розподіл навантаження між турбінами по рівності відносних приростів неможливе і оптимальне по витраті пари розподіл має місце при послідовному навантаженні турбін з найменшим відносним приростом витрати пари.

Для розподілу навантаження між турбінами, що працюють від загального паропроводу, використовується ХОП турбінного цех для даного складу працюючих турбін, що доводить послідовність навантаження турбін і враховуючи мінімальні і максимальні припустимі навантаження турбін за умовами теплового режиму їхньої проточної частини. На рис. 4.4 показаний приклад побудови ХОП для двох турбін.

Характеристики блоку парогенератор - турбіна. У сьогоднішній час великі ТЕС виконуються з блоковим компонуванням парагенератор-турбіна або два парогенератори-турбіни.Розхідна характеристика може бути представлена залежністю В ,а ХОП блока виходить як добуток відносних приростів котла і турбіни d, що видно із співвідношення :

. (4.2)

Рисунок 4.3- Характеристики парових турбін:

а-розхідна характеристика турбіни з дросельним регулюванням; б - характеристика відносного приросту витрати пари цієї турбіни; в- розхідна характеристика турбіни з перевантажувальним клапаном;

г- характеристика відносного приросту витрати пари цієї турбіни

Для приклада розхідна характеристика і ХОП блоку парогенератор - турбіна з перевантажувальним клапаном показані на рис. 4.5, а-в. Оскільки характеристика має опуклість,звернену до осі абсцис, то для розподілу навантаження між блоками справедливий критерій рівності відносних приростів витрати палива. Характеристика блоку має розрив перевантажувального клапана.

Рисунок 4.4- Характеристика відносного приросту витрати пари турбінного цеха (дві турбіни)

Метод побудови і використання безперервності при потужності спрацьовування.

Для третьої ступіні перетворення механічної енергії в електричну через високий КПД генераторів дифференціальний показник приймається рівним одиниці і ХОП турбін і блоків будуються в координатах, де по осі абсцис відкладається електрична потужність Рг.

Для оптимального розподілу навантаження між ТЕС у ЕЕС звичайно використовуються ХОП електростанцій, що виходять, наприклад, для ТЕС із загальним паропроводом по співвідношенню

(4.3)

Р ис. 4.5 Рис. 4.6

Рисунок 4.5- Характеристика відносного приросту витрати палива блоку парогенератор - турбіна.

а- характеристика відносного приросту витрати палива в парогенераторі, б-пари турбіни; в-палива блоку.

Рисунок 4.6 -Характеристики відносного приросту на ТЕС з загальним паропроводом:

а- витрати палива котельног цех; б- витрати пари турбінного цеха: в - витрати палива на ТЕС

Для ТЕС блокового компанування характеристик може бути отримана по методу побудови ХОП котельного цех. Для приклада на рис. 4.6,а-в показані ХОП ТЕС з загальним паропроводом.