Введение к работе
Актуальность работы. В последние годы одним из важнейших направлений развития энергетики и энергомашиностроения стали чио-тобинарные, так называемые утилизационные парогазовые установки (ПГУ-У). После создания высокотемпературных энергетических ГТУ с температурой на выходе tgr > 520 - 560 С эти ЛГУ обеспечивают наивысший в реальной энергетике к. п.д. нетто энергоблока до 52 -55Z, который в перспективе может дойти до 60Z. Одновременно удалось решить и главную для энергетики на органическом топливе задачу экологии - сведение до минимума вредных выбросов. Имея высокие технико-экономические показатели, требуя относительно малые расходы охлаждающей воды во многих случаях ПГУ-У оказываются предпочтительнее других видов преобразования энергии.
Тепловая экономичность, надежность и технико-экономическая целесообразность ПГУ-У определяются тремя ее основными компонентами - ГТУ, котлом-утилизатором (КУ) и паротурбинной установкой (ПТУ), их взаимодействием. ПГУ-У, как и любая энергетическая установка работает не только при номинальных, но и при переменных режимах работы. Это относится и к ПТУ.
Принимая во внимание, что в России нет опыта эксплуатации энергетических ПГУ-У, а в литературе вопросам переменного режима ПГУ-У и в частности их ПТУ почти не уделено внимание, при разработке и оптимизации новых ПГУ-У необходимо детальное исследование переменного режима ПТУ, выбора оптимальных типов парораспределения и регулирования нагрузки.
Цель работы.
-
Проанализировать тепловые схемы ПТУ энергоблоков ПГУ-У, особенности конструкций и режимов работы их паровых турбин.
-
Разработать методику предварительного расчета переменного режима ПТ и ПТУ, при переменных нагрузках, различных условиях работы КУ, паровых турбин двух и трех давлений, с промперегревом и без него.
-
Произвести расчеты переменных режимов работ ПТ и ПТУ при разных видах парораспределения и способах регулирования для различных типов ПТ и ПТУ; провести сравнение этих способов и дать рекомендации по оптимальному их выбору.
Научная новизна состоит в детальном анализе особенностей ПТ
- 4 -энергоблоков ПГУ-У, расчетном эксперименте переменного режима ПТ и ПТУ, подробном исследовании соплового парораспределения, в том числе при Ро - const и Ро - var. В результате исследования показана устойчивость по к.п.д. ПТ и ПТУ энергоблоков ПГУ-У в широком диапазоне изменения нагрузки, особенно при сопловом-парораспределении. Показано очень большое влияние на к.п.д. турбины и ПТУ эффективности ЦНД .Особенно потери с выходной скоростью последней ступени и потери от влажности. В ряде случаев при пониженной нагрузке мошностной к.п.д. турбины оказывается выше, чем при номинальном режиме.
Степень достоверности определяется использованием апробированных и подтвержденных эксплуатацией и экспериментальными исследованиями зависимостей к.п.д. отдельных элементов турбин при переменных режимах, сравнением используемого для проведенных расчетов методов расчета и решения прямой задачи детального расчета спроектированной проточной части по квазипространственной методике.
Апробация работы и публикации. Опубликовано 2 статьи.
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на кафедре паровых и газовых турбин МЭИ.
Практическая ценность работы. Разработаны методики пакета программ для расчета номинального и переменного режима работы различных типов ПТУ энергоблоков ПГУ-У на этапе предварительного и более детального проектирования, выбора способов парораспределения и регулирования нагрузки. Даны рекомендации по широкому использованию соплового парораспределения при Ро - const, что обеспечивает высокую экономичность ПТУ и стабильную работу КУ.
На основе выполненной работы следует проводить выбор оптимальных вариантов паровых турбин.
Личный вклад автора. Автором выполнен подробный обзор и анализ литературных данных, разработан пакет программ для расчета номинального и переменного режима работы ПТ (двух и трех давлений) ПТУ энергоблоков ПГУ-У при равных способах регулирования, представлены объяснения результатов исследований.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 268 страницах. Она включает 148 страниц машинописного текста. 120 иллюстраций и состоит из введения, семи глав, заключения и выводов. Список испольгованной литературы ив 94 наименований , по-