Способ учета эффективности отсеков проточной части многоступенчатых турбомашин при расчете энергетических характеристик

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Введение. Современные способы расчета энергетических характеристик паротурбинных установок (ПТУ) основаны на создании цифровых моделей. При этом, основным компонентом модели всей ПТУ является модель многоступенчатой турбины.

Цель исследований — совершенствование существующих способов расчета энергетических характеристик с учётом влияния экономичности отсеков.

Методы. В статье представлены результаты исследований, касающихся новых методов разработки энергетических характеристик многоступенчатых турбомашин. В частности, предложен новый способ учета влияния изменения эффективности отсеков проточной части многоступенчатых турбомашин от протекающего через них расхода среды. Представлен метод расчета энергетических характеристик турбомашин. Предлагаемый метод основан на построении модели турбоустановки, учитывающей изменение технико-экономических показателей ее отдельных элементов от нагрузки.

Результаты. В настоящей статье приведены результаты теоретического обоснования нелинейной зависимости мощности отсеков турбомашины от протекающего через них массового расхода рабочего тела, основанные на изменении внутреннего КПД ступеней при переменных режимах, описанных уравнением Стодола-Флюгеля.

На основе решения уравнения Стодола-Флюгеля, уравнения для лопаточного КПД и уравнения изоэнтропийного теплоперепада получена зависимость эффективности работы отсека турбомашины от относительного расхода протекающей среды. Даны указания по ее применению при моделировании турбомашин.

Проведен анализ экспериментальных данных, полученных в результате испытаний паровой турбины типа ПТ-60-130/13. Представлены экспериментальные зависимости КПД ступеней от протекающего расхода пара. Установлено, что предлагаемая зависимость внутреннего КПД отсеков турбомашин качественно соответствует теоретическим и экспериментальным данным и может применяться в расчетах энергетических характеристик и моделировании.

В качестве практической значимости исследований следует отметить разработку модели турбоустановки ПТ-60-130/13. Приведена диаграмма режимов, построенная с помощью модели, соответствующая результатам тепловых испытаний.

Заключение. Разработанная модель турбоустановки позволяет моделировать любые режимы работы в зависимости от электрической и тепловых нагрузок. Также с помощью модели возможно учитывать влияние отклонения внешних факторов от номинальных значений при разработки системы поправок или оценки увеличения затрат топлива, связанных с этими отклонениями.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Антон Юрьевич Губарев

Самарский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: gubarev_a_y@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1533-0435
SPIN-код: 6739-0299

канд. техн. наук, доцент кафедры «Тепловые электрические станции»

Россия, Самара

Список литературы

  1. Костюк А.Г., Фролов В.В., Булкин А.Е., и др. Паровые и газовые турбины для электростанций: учебник для вузов. М.: Издательский дом МЭИ, 2016.
  2. МУ 34-70-093-84 Методические указания по тепловым испытаниям паровых турбин. М.: СОЮЗТЕХЭНЕРГО, 1986. [дата обращения: 26.04.2023] Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294812/4294812875.htm
  3. Ледуховский Г.В., Поспелов А.А., Зорин М.Ю., и др. Экспериментальное определение сетки поправок к мощности турбины Тп-115/125-130-1ТП УТМЗ на отклонение давления отработавшего пара в конденсаторе // Вестник ИГЭУ. 2010. № 4. С. 4–9.
  4. Ледуховский Г.В., Поспелов А.А., Асташов Н.С. и др. Испытания турбоагрегата Тп-115/125-130-1ТП ПО ТМЗ при работе в теплофикационном режиме с двухступенчатым подогревом сетевой воды с целью построения диаграммы режимов // Вестник ИГЭУ. 2011. № 2. С. 3–10.
  5. Бубнов К.Н., Барочкин А.Е., Жуков В.П., и др. Учет эффективности отсеков проточной части турбоустановок при расчетном анализе их энергетических характеристик // Вестник ИГЭУ. 2019. № 3. С. 62–68.
  6. Барочкин А.Е., Жуков В.П., Барочкин Е.В., и др. Матричное представление модели тепловой схемы электрической станции // Вестник ИГЭУ. 2018. № 6. С. 66–72.
  7. Щегляев А.В. Паровые турбины. М.: Энергия, 1967.
  8. Бубнов К.Н., Барочкин А.Е., Жуков В.П., и др. Методика расчета энергетических характеристик теплофикационной турбины с учетом экономичности части низкого давления // Вестник ИГЭУ. 2020. №. 2. С. 5–13.
  9. Ильичев В.Ю., Юрик Е.А. Разработка методики расчёта оптимального распределения электрической мощности между энергоблоками КЭС // Известия МГТУ “МАМИ“. 2021. Т. 15. № 2. C. 18–25. doi: 10.31992/2074-0530-2021-48-2-18-25
  10. Kultyshev A.Y., Stepanov M.Y., Linder T.Y. Diagrams of regimes of cogeneration steam turbines for combined-cycle power plants // Thermal Engineering. 2012. Vol. 59, N 12. P. 913–918. doi: 10.1134/S0040601512120051
  11. Татаринова Н.В., Суворов Д.М., Сущих В.М. Математические модели теплофикационных паротурбинных установок на основе экспериментальных характеристик турбинных ступеней и отсеков // Надежность и безопасность энергетики. 2017. Т. 10, №. 4. С. 330–339.
  12. Татаринова Н.В., Сущих В.М. Исследование расходных и мощностных характеристик последних отсеков теплофикационных паровых турбин // Проблемы региональной энергетики. 2019. №. 3(44). C. 79–90. doi: https://doi.org/10.5281/zenodo.3562205
  13. Трухний А.Д. Парогазовые установки электростанций: учебное пособие для вузов. М.: Издательский дом МЭИ, 2013.
  14. Gubarev A.Y., Kudinov A.A., Eremin A.V., et al. Application of a small deviation method in the study of the influence of external factors on gas turbine unit operation // J. Phys.: Conf. Ser. Vol. 1683. P. 042006. doi: 10.1088/1742-6596/1683/4/042006

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Зависимость лопаточного КПД ступеней от относительного расхода пара.

Скачать (38KB)
3. Рис. 2. Зависимость лопаточного КПД ступеней от относительного расхода пара: 1 — формула (2); 2 — формула (8).

Скачать (29KB)
4. Рис. 3. Зависимость мощности ступеней от относительного расхода пара.

Скачать (49KB)
5. Рис. 4. Зависимость относительного внутреннего КПД от расхода 1-го отсека ЦВД.

Скачать (28KB)
6. Рис. 5. Зависимость относительного внутреннего КПД от расхода 3-го отсека ЦВД.

Скачать (27KB)
7. Рис. 6. Диаграмма режимов паровой турбины ПТ-60-130/13.

Скачать (227KB)

© Эко-Вектор, 2023



Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах