Auruturbiini PT-80/100-130/13 põhjalik moderniseerimine
Moderniseerimise eesmärk on suurendada turbiini elektri- ja küttevõimsust koos turbiinitehase kasuteguri tõusuga. Põhivariandi mahus moderniseerimine seisneb HPC kärgstruktuuri tihendite paigaldamises ja keskrõhuvoolutee asendamises uue LP-rootori valmistamisega, et tõsta HEJ läbilaskevõimet 383 t/h-ni. Samal ajal säilib tootmise väljatõmbe rõhu reguleerimise vahemik, maksimaalne auruvool kondensaatorisse ei muutu.
Asendatavad sõlmed turbiiniseadme uuendamisel põhivaliku raames:
- Kärjekatte tihendite paigaldamine 1-17 HPC etappi;
- Juhtseade TsSND;
- Suurema voolualaga RC ChSD sadulad koos ChSD korpuse ülemise poole aurukastide valmimisega uute katete paigaldamiseks;
- SD-juhtventiilid ja nukk-jaotusseade;
- TsSND 19-27 astme membraanid, mis on varustatud ülekattega kärgstruktuuriga tihendite ja keerdvedrudega tihendusrõngastega;
- SND rootor koos paigaldatud uute töölabadega 18-27 astmega TsSND integraalselt freesitud sidemetega;
- Diafragma hoidikud nr 1, 2, 3;
- Esiotsa tihendipuur ja spiraalvedrudega o-rõngad;
- Kinnitatud kettad 28, 29, 30 sammu salvestatakse vastavalt olemasolev struktuur, mis võimaldab vähendada uuendamise kulusid (eeldusel, et kasutatakse vanu kinnituskettaid).
Põhivariandi järgi moderniseerimise tulemusena saavutatakse järgmine:
- Turbiini maksimaalse elektrivõimsuse suurendamine kuni 110 MW-ni ja soojuse väljavõtmise võimsuse suurendamine kuni 168,1 Gcal/h tänu tööstusliku kaevandamise vähendamisele.
- Turbiinitehase usaldusväärse ja manööverdatava töö tagamine kõigis töörežiimides, sealhulgas võimalikult madalal rõhul tööstuslikus ja soojuse väljavõtmises.
- Turbiinitehase efektiivsuse suurendamine;
- Saavutatud tehniliste ja majanduslike näitajate stabiilsuse tagamine kapitaalremondi perioodil.
Moderniseerimise mõju põhipakkumise ulatuses:
| Turbiiniseadme režiimid | Elektrivõimsus, MW | Aurukulu kütmiseks, t/h | Aurukulu tootmiseks, t/h |
Kondenseerub | |||
Nominaalne | |||
Maksimaalne võimsus | |||
Maksimaalselt | |||
CHSD tõhususe suurendamine | |||
HPC efektiivsuse suurendamine | |||
Lisapakkumised (võimalused) moderniseerimiseks
- HPC juhtimisetapi korpuse moderniseerimine koos ülekatte kärgstruktuuriga tihendite paigaldamisega
- Viimaste etappide membraanide paigaldamine tangentsiaalse mahuga
- Väga hermeetilised tihendid HPC juhtventiili vartele
Lisavõimalustega moderniseerimise mõju
№ | Nimi | Mõju |
HPC juhtimisetapi korpuse moderniseerimine koos ülekatte kärgstruktuuriga tihendite paigaldamisega | Võimsuse kasv 0,21-0,24 MW |
|
Viimaste etappide membraanide paigaldamine tangentsiaalse mahuga | Kondensatsioonirežiim: |
|
Pöörleva membraani tihend | Turbiinijaama efektiivsuse suurendamine täielikult suletud pöörleva membraaniga töörežiimis 7 Gcal/h |
|
HPC ja HPC kattetihendite asendamine kärgstruktuuriga | Balloonide efektiivsuse tõstmine (kõrgsurveballoon 1,2-1,4%, TsSND 1%); |
|
HPC juhtventiilide vahetus | Võimsuse suurendamine 0,02-0,11 MW |
|
LPC kärgstruktuuriga otsatihendite paigaldamine | Õhu imemise kõrvaldamine läbi otsatihendite |
Sissejuhatus
Kõigi suure soojustarbimisega tööstusharude suurte jaamade jaoks on optimaalne energiavarustussüsteem linnaosast või tööstuslikust koostootmisest.
Elektrienergia tootmise protsessi koostootmisjaamas iseloomustab suurenenud soojustõhusus ja kõrgem energianäitajad võrreldes kondensatsioonielektrijaamadega. See on tingitud asjaolust, et turbiini heitsoojus, mis suunatakse külma allikasse (soojusvastuvõtja kl. välistarbija) kasutatakse selles.
Käesolevas töös teostatakse välisõhu temperatuuril projekteerimisrežiimil töötava tööstusliku soojus- ja elektriturbiini PT-80/100-130/13 baasil elektrijaama soojusskeemi arvutamine.
Soojusskeemi arvutamise ülesandeks on määrata töövedeliku parameetrid, kulud ja voolusuunad ühikutes ja ühikutes, samuti kogu aurukulu, elektrivõimsus ja jaama soojusliku kasuteguri näitajad.
PT-80/100-130/13 turbiinitehase peamise soojusdiagrammi kirjeldus
80 MW elektrijõuseade koosneb trummelkatlast kõrgsurve E-320/140, PT-80/100-130/13 turbiinid, generaator ja abiseadmed.
Jõuallikal on seitse valikut. Turbiinitehases on võimalik teostada kaheastmelist võrguvee soojendamist. Olemas on põhi- ja tipuboiler, samuti PVC, mis lülitub sisse, kui boilerid ei suuda tagada vajalikku võrguvee soojendamist.
Katlast tulev värske aur rõhuga 12,8 MPa ja temperatuuril 555 0 C siseneb turbiini HPC-sse ja suunatakse pärast ammendumist turbiini CSD-sse ja seejärel LPC-sse. Pärast väljatöötamist voolab aur LPC-st kondensaatorisse.
Regeneratsiooni jõuallikal on kolm kõrgsurvekütteseadet (HPH) ja neli madalrõhukütteseadet (LPH). Küttekehad on nummerdatud turbiiniseadme sabast. Kütteauru HPH-7 kondensaat juhitakse kaskaadiga HPH-6-sse, HPH-5-sse ja seejärel deaeraatorisse (6 atm). LPH4, LPH3 ja LPH2 kondensaadi äravool toimub ka LPH1-s kaskaadina. Seejärel saadetakse LPH1-st kütteauru kondensaat CM1-sse (vt PrTS2).
Põhikondensaadi ja toitevee kuumutamine toimub järjestikku PE, SH ja PS, neljas madalsurveküttekehas (LPH), 0,6 MPa deaeraatoris ja kolmes kõrgsurvesoojendis (HPV). Nendesse küttekehadesse tarnitakse auru kolme reguleeritava ja nelja reguleerimata turbiini aurueemalduse kaudu.
Küttesüsteemi vee soojendamise plokis on katlajaam, mis koosneb alumisest (PSG-1) ja ülemisest (PSG-2) võrguküttekehast, mida toidetakse vastavalt 6. ja 7. valiku auruga ning PVK-st. Ülemise ja alumise võrgusoojendi kondensaat juhitakse äravoolupumpade abil segistitesse SM1 LPH1 ja LPH2 vahel ning SM2 küttekehade LPH2 ja LPH3 vahel.
Küttetemperatuur toita vett jääb (235-247) 0 C piiresse ja sõltub värske auru algrõhust, allakuumutamise kogusest HPH7-s.
Esimest auru ekstraheerimist (HPC-st) kasutatakse toitevee soojendamiseks HPH-7-s, teist ekstraheerimist (HPC-st) - HPH-6-le, kolmandat (HPC-st) - HPH-5-st, D6ata tootmiseks; neljas (CSD-st) - LPH-4-s, viies (CSD-st) - LPH-3-s, kuues (CSD-st) - LPH-2-s, deaeraator (1,2 atm), PSG2-s, PSV-s; seitsmes (CND-st) - PND-1-s ja PSG1-s.
Kahjude korvamiseks on skeemis ette nähtud tara toores vesi. Toorvesi kuumutatakse toorveeboileris (RWS) temperatuurini 35 ° C, seejärel pärast läbimist keemiline töötlemine, siseneb deaeraatorisse 1,2 ata. Täiendava vee soojendamise ja õhutustamise tagamiseks kasutatakse kuuenda väljatõmbe auru soojust.
Tihendusvarraste aur koguses D tk = 0,003D 0 läheb deaeraatorisse (6 atm). Äärmistest tihendikambritest juhitakse aur SH-i, keskmistest tihendikambritest PS-i.
Katla tühjendamine - kaheastmeline. 1. astme paisuti aur läheb õhutusseadmesse (6 atm), 2. astme paisutist deaeraatorisse (1,2 atm). 2. etapi laiendajast juhitakse vesi võrgu veetrassi, et osaliselt katta võrgukadusid.
Joonis 1. Põhiline termiline skeem CHPP põhineb TU PT-80/100-130/13
3.3.4 Auruturbiini tehas PT-80/100-130/13
Tööstusliku ja kütteauru väljatõmbega kütteauruturbiin PT-80/100-130/13 on mõeldud elektrigeneraatori TVF-120-2 otseajami pöörlemiskiirusega 50 p/min ja soojuseraldusega tootmis- ja küttevajadusteks.
Võimsus, MW
nominaal 80
maksimaalselt 100
Auru nimiparameetrid
rõhk, MPa 12,8
temperatuur, 0 C 555
Eraldatud auru tarbimine tootmisvajadusteks, t/h
nimiväärtus 185
maksimaalselt 300
ülemine 0,049-0,245
madalam 0,029-0,098
Tootmisvaliku surve 1.28
Vee temperatuur, 0 C
toitumisalane 249
jahutamine 20
Jahutusvee kulu, t/h 8000
Turbiinil on järgmised reguleeritavad aurueemalused:
tootmine absoluutrõhuga (1,275 ± 0,29) MPa ja kahe küttevalikuga - ülemine absoluutrõhuga vahemikus 0,049-0,245 MPa ja alumine rõhuga vahemikus 0,029-0,098 MPa. Kütte väljatõmberõhku reguleeritakse ühe juhtmembraani abil, mis on paigaldatud ülemisse kütte väljatõmbekambrisse. Reguleeritud rõhk kütteväljundites säilib: ülemises väljalaskes - kui mõlemad kütte väljalaskeavad on sisse lülitatud, alumises väljalaskeavas - kui üks alumine kütteväljund on sisse lülitatud. Võrguvesi tuleb kütte alumise ja ülemise astme võrgusoojendite kaudu juhtida järjestikku ja võrdsetes kogustes. Võrguküttekehasid läbiva vee voolu tuleb kontrollida.
Turbiin on ühe võlliga kahesilindriline agregaat. HPC vooluteel on üherealine juhtimisaste ja 16 surveastet.
LPC vooluosa koosneb kolmest osast:
esimesel (kuni ülemise kütte väljalaskeavani) on juhtimisaste ja 7 surveastet,
teine (soojenduskraanide vahel) kaks rõhuastet,
kolmas - juhtimisaste ja kaks rõhuetappi.
Kõrgsurverootor on ühes tükis sepistatud. Madalsurverootori kümme esimest ketast sepistatakse võlliga lahutamatult, ülejäänud kolm ketast on paigaldatud.
Turbiini aurujaotus on düüs. HPC-st väljumisel läheb osa aurust kontrollitud tootmise ekstraheerimiseks, ülejäänu läheb LPC-sse. Kuumutamise ekstraheerimine toimub vastavatest LPC-kambritest.
Soojenemisaja vähendamiseks ja käivitustingimuste parandamiseks on ette nähtud äärikute ja naastude auruküte ning HPC esitihendile auruvarustus.
Turbiin on varustatud tõkestusseadmega, mis pöörab turbiiniagregaadi võlli sagedusega 3,4 pööret minutis.
Turbiinilaba seade on konstrueeritud töötama võrgusagedusel 50 Hz, mis vastab turbiiniüksuse rootori kiirusele 50 p/min (3000 p/min). Turbiini pikaajaline töö on lubatud sagedushälbega võrgus 49,0-50,5 Hz.
3.3.5 Auruturbiini tehas Р-50/60-130/13-2
Vasturõhuga auruturbiin R-50/60-130/13-2 on ette nähtud TVF-63-2 elektrigeneraatori käitamiseks pöörlemiskiirusega 50 s -1 ja auru väljastamiseks tootmisvajaduste jaoks.
Turbiini peamiste parameetrite nimiväärtused on toodud allpool:
Võimsus, MW
Hinnatud 52,7
Maksimaalselt 60
Esialgsed auruparameetrid
Rõhk, MPa 12,8
Temperatuur, o C 555
Rõhk väljalasketorus, MPa 1.3
Turbiinil on kaks reguleerimata aurutõmmet, mis on ette nähtud toitevee soojendamiseks kõrgsurvekuumutites.
Turbiini disain:
Turbiin on ühesilindriline agregaat, millel on ühekrooniline juhtimisaste ja 16 surveastet. Kõik rootori kettad on võlliga lahutamatult sepistatud. Turbiini aurujaotus möödaviiguga. Värske aur juhitakse eraldiseisvasse aurukasti, milles asub automaatne siiber, kust aur liigub mööda möödavoolutorusid nelja juhtventiili.
Turbiini labade seade on ette nähtud töötama sagedusel 3000 pööret minutis. Turbiini pikaajaline töö on lubatud sagedushälbega võrgus 49,0-50,5 Hz
Turboseade on varustatud kaitseseadmed HPH ühiseks väljalülitamiseks koos möödaviiguliini samaaegse aktiveerimisega signaali andmisega. Väljalasketorudele paigaldatud atmosfäärimembraanklapid, mis avanevad, kui rõhk torudes tõuseb 0,12 MPa-ni.
3.3.6 Auruturbiini tehas T-110/120-130/13
Kütteauru väljatõmbega kütteauruturbiin T-110/120-130/13 on mõeldud elektrigeneraatori TVF-120-2 otseajami pöörlemiskiirusega 50 p/min ja soojusvarustuseks küttevajadusteks.
Allpool on toodud turbiini peamiste parameetrite nimiväärtused.
Võimsus, MW
nominaal 110
maksimaalselt 120
Auru nimiparameetrid
rõhk, MPa 12,8
temperatuur, 0 C 555
nimiväärtus 732
maksimaalselt 770
Aururõhu muutuse piirid kontrollitud kütteeemaldusel, MPa
ülemine 0,059-0,245
madalam 0,049-0,196
Vee temperatuur, 0 C
toitumisalane 232
jahutamine 20
Jahutusvee kulu, t/h 16000
Aururõhk kondensaatoris, kPa 5.6
Turbiinil on kaks küttetõmmet - alumine ja ülemine, mis on mõeldud võrguvee astmeliseks soojendamiseks. Võrguvee astmelise soojendamise korral kahe kütte väljatõmbe auruga hoiab juhtseade ülemisest võrgusoojendist allavoolu võrguvee seatud temperatuuri. Võrguvee soojendamisel ühe madalama kütte väljavõttega hoitakse võrguvee temperatuuri alumise võrgusoojendi taga.
Reguleeritava kütte väljatõmbe rõhk võib varieeruda järgmistes piirides:
ülemises 0,059–0,245 MPa kahe sisselülitatud soojendusega väljatõmbega,
allosas 0,049 - 0,196 MPa, ülemise soojendusega välja lülitatud.
Turbiin T-110/120-130/13 on ühevõlliline seade, mis koosneb kolmest silindrist: kõrgsurvesilinder, madalrõhusilinder, madalrõhusilinder.
HPC on ühevooluline, sellel on kaherealine juhtimisaste ja 8 surveastet. Kõrgsurverootor on ühes tükis sepistatud.
TsSD - ka ühevooluline, sellel on 14 astmelist survet. Keskmise rõhuga rootori esimesed 8 ketast on sepistatud võlliga, ülejäänud 6 on paigaldatud. TsSD esimese etapi juhtlaba on paigaldatud korpusesse, ülejäänud membraanid on paigaldatud hoidikutesse.
LPC - topeltvooluga, igas vasak- ja parempoolses pöörlemisvoolus on kaks etappi (üks juht- ja üks surveaste). Viimase etapi töötera pikkus on 550 mm, selle etapi tiiviku keskmine läbimõõt on 1915 mm. Madala rõhuga rootoril on 4 monteeritud ketast.
Turbiini kuumast olekust käivitamise hõlbustamiseks ja selle manööverdusvõime suurendamiseks koormuse all töötamise ajal tõstetakse HPC esitihendi eelviimasesse kambrisse juhitava auru temperatuuri, segades juhtventiili varredest välja kuuma auru. või peamisest aurutorust. Tihendite viimastest sektsioonidest imetakse auru-õhu segu tihenditest imiväljaviske abil ära.
Kütteaja vähendamiseks ja turbiini käivitamise tingimuste parandamiseks on ette nähtud HPC äärikute ja naastude auruküte.
Turbiinilaba seade on konstrueeritud töötama võrgusagedusel 50 Hz, mis vastab turbiiniüksuse rootori kiirusele 50 p/min (3000 p/min).
Turbiini pikaajaline töö on lubatud sagedushälbega võrgus 49,0-50,5 Hz. Süsteemi avariiolukordades on turbiini lühiajaline töö lubatud võrgusagedusel alla 49 Hz, kuid mitte alla 46,5 Hz (aeg on määratud tehnilistes kirjeldustes).
Teave töö kohta "Almatõ CHPP-2 moderniseerimine lisaveepuhastussüsteemi vee-keemilise režiimi muutmisega, et tõsta võrguvee temperatuur 140-145 C-ni"
- Õpetus
Eessõna esimesele osale
Auruturbiinide modelleerimine on meie riigis sadade inimeste igapäevane töö. Sõna asemel mudel on kombeks öelda vooluomadus. Auruturbiinide tarbimisnäitajaid kasutatakse selliste probleemide lahendamisel nagu standardkütuse erikulu arvutamine koostootmisjaamades toodetud elektri ja soojuse jaoks; CHPP töö optimeerimine; koostootmisrežiimide planeerimine ja hooldus.
Olen arenenud uus auruturbiinile iseloomulik vool on auruturbiinile iseloomulik lineariseeritud vooluhulk. Välja töötatud vooluomadused on nende probleemide lahendamisel mugav ja tõhus. Kuid siiani on seda kirjeldatud vaid kahes teaduslikud tööd:
- CHP töö optimeerimine Venemaa elektri ja elektri hulgimüügituru tingimustes;
- Arvutusmeetodid koostootmisjaama samaväärse kütuse eritarbimise määramiseks kombineeritud elektritootmise režiimis tarnitava elektri- ja soojusenergia jaoks.
Ja nüüd tahaksin oma blogis:
- esiteks vastata lihtsas ja ligipääsetavas keeles põhiküsimustele uue voolukarakteristiku kohta (vt Auruturbiini lineariseeritud voolu karakteristikut. Osa 1. Põhiküsimused);
- teiseks tuua näide uue tarbimiskarakteristiku konstrueerimisest, mis aitab mõista nii konstrueerimisviisi kui ka tunnuse omadusi (vt allpool);
- kolmandaks kummutada kaks üldtuntud väidet auruturbiini töörežiimide kohta (vt Auruturbiini lineaarne vool. Osa 3. Auruturbiini töötamise müütide ümberlükkamine).
1. Algandmed
Lineariseeritud voolukarakteristiku konstrueerimise algandmed võivad olla
- auruturbiini töötamise ajal mõõdetud tegelikud võimsuse väärtused Q 0 , N, Q p, Q t,
- nomogrammid q t bruto normatiiv- ja tehnilisest dokumentatsioonist.
Juhtudel, kui Q 0, N, Q p, Q t tegelikud väärtused pole saadaval, on võimalik töödelda nomogramme q t bruto. Need saadi omakorda mõõtmiste põhjal. Lisateavet turbiinide testimise kohta leiate artiklist Gorshtein V.M. ja jne. Toitesüsteemi režiimide optimeerimise meetodid.
2. Algoritm lineariseeritud voolukarakteristiku konstrueerimiseks
Ehitusalgoritm koosneb kolmest etapist.
- Nomogrammide või mõõtmistulemuste tõlkimine tabeli kujul.
- Auruturbiini vooluomaduste lineariseerimine.
- Auruturbiini juhtimisvahemiku piiride määramine.
Töötades nomogrammidega q t bruto, tehakse esimene samm kiiresti. Sellist tööd nimetatakse digiteerimine(digiteerimine). 9 nomogrammi digiteerimine praeguse näite jaoks võttis mul umbes 40 minutit.
Teine ja kolmas samm nõuavad matemaatikapakettide rakendamist. Ma armastan ja olen kasutanud MATLABi juba aastaid. Minu näide lineariseeritud voolukarakteristiku konstrueerimisest on selles tehtud. Näide saab alla laadida lingilt, käivitada ja iseseisvalt mõista lineariseeritud voolukarakteristiku konstrueerimise meetodit.
Vaadeldava turbiini vooluomadused ehitati järgmiste režiimiparameetrite fikseeritud väärtuste jaoks:
- üheastmeline töö,
- keskmise rõhuga aururõhk = 13 kgf/cm2,
- madalrõhu aururõhk = 1 kgf / cm2.
1) Eritarbimise nomogrammid q t bruto elektrienergia tootmiseks (märgitud punased punktid digiteeritakse - kantakse tabelisse):
- PT80_qt_Qm_eq_0_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_100_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_120_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_140_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_150_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_20_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_40_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_60_digit.png,
- PT80_qt_Qm_eq_80_digit.png.
2) Digitaliseerimise tulemus(Igal csv-failil on vastav png-fail):
- PT-80_Qm_eq_0.csv,
- PT-80_Qm_eq_100.csv,
- PT-80_Qm_eq_120.csv,
- PT-80_Qm_eq_140.csv,
- PT-80_Qm_eq_150.csv,
- PT-80_Qm_eq_20.csv,
- PT-80_Qm_eq_40.csv,
- PT-80_Qm_eq_60.csv,
- PT-80_Qm_eq_80.csv.
3) MATLAB skript koos arvutuste ja graafikute koostamisega:
- PT_80_lineaarne_karakter.m
4) Nomogrammide digiteerimise tulemus ja lineariseeritud voolukarakteristiku konstrueerimise tulemus tabeli kujul:
- PT_80_linear_characteristic_curve.xlsx.
Samm 1. Nomogrammide või mõõtmistulemuste tõlkimine tabeli kujule
1. Algandmete töötlemine
Meie näite lähteandmed on nomogrammid q t bruto.
Paljude nomogrammide digiteerimiseks on vaja spetsiaalset tööriista. Olen veebirakendust selleks korduvalt kasutanud. Rakendus on lihtne, mugav, kuid ei oma protsessi automatiseerimiseks piisavalt paindlikkust. Osa tööst tuleb teha käsitsi.
Selles etapis on oluline digiteerida nomogrammide äärmised punktid, mis määravad auruturbiini juhtimisvahemiku piirid.
Tööks oli rakenduse abil igasse png faili tarbimiskarakteristiku punktid märkida, saadud csv alla laadida ja kõik andmed ühte tabelisse koguda. Digitaliseerimise tulemus on leitav failist PT-80-linear-characteristic-curve.xlsx, lehel "PT-80", tabelis "Algandmed".
2. Mõõtühikute taandamine võimsusühikuteks
$$display$$\begin(võrrand) Q_0 = \frac (q_T \cdot N) (1000) + Q_P + Q_T \qquad (1) \end(võrrand)$$kuva$$
ja toome kõik algväärtused MW-le. Arvutused viidi läbi MS Exceli abil.
Saadud tabel "Algandmed (võimsusühikud)" on algoritmi esimese sammu tulemus.
Etapp 2. Auruturbiini voolukarakteristiku lineariseerimine
1. MATLABi töö kontrollimine
Selles etapis peate installima ja avama MATLABi versiooni 7.3 või uuema (see on vana versioon, praegune 8.0). Avage MATLABis fail PT_80_linear_characteristic_curve.m, käivitage see ja veenduge, et see töötab. Kõik töötab õigesti, kui skripti käivitamise tulemusena käsurida näete järgmist teadet:
Väärtused loetakse failist PT_80_linear_characteristic_curve.xlsx 1 sekundiga = 37
Kui teil on vigu, siis mõelge ise välja, kuidas neid parandada.
2. Arvutused
Kõik arvutused on realiseeritud failis PT_80_linear_characteristic_curve.m. Vaatleme seda osade kaupa.
1) Määrake eelmises etapis saadud lähtefaili, lehe, lahtrite vahemiku nimi, mis sisaldab tabelit “Algandmed (mahuühikud)”.
XLSFileName = "PT_80_lineaarne_karakter.xlsx"; XLSSheetName = "PT-80"; XLSRange="F3:I334";
2) Arvestame algandmed MATLABis.
allikaandmed = xlsread(XLSFileName, XLSSheetName, XLSRange); N = lähteandmed(:,1); Qm = lähteandmed(:,2); Ql = lähteandmed(:,3); Q0 = lähteandmed(:,4); fprintf("Väärtused loeti failist %s %1.0f sekundiga\n", XLSFileName, toc);
Kasutame muutujat Qm keskmise rõhuga auru voolukiiruseks Q p, indeks m alates keskel- keskmine; samamoodi kasutame muutujat Ql madalsurveauru voolukiiruse Q n jaoks, indeks l alates madal- lühike.
3) Defineerime koefitsiendid α i .
Tuletage meelde voolukarakteristiku üldvalem
$$kuva$$\begin(võrrand) Q_0 = f(N, Q_P, Q_T) \qquad (2) \end(võrrand)$$kuva$$
ja määrata sõltumatud (x_number) ja sõltuvad (y_number) muutujad.
x_number = ; % elektrienergia N, tööstusaur Qp, kütteaur Qt, ühikuvektor y_number = Q0; % elava auru tarbimine Q0
Kui te ei saa aru, miks x_kohalises maatriksis on ühikvektor (viimane veerg), siis lugege lineaarse regressiooni materjale. Regressioonanalüüsi teemal soovitan raamatut Draper N., Smith H. Rakenduslik regressioonanalüüs. New York: Wiley, trükis, 1981. 693 lk. (saadaval vene keeles).
Auruturbiini lineariseeritud voolu karakteristiku võrrand
$$display$$\begin(võrrand) Q_0 = \alpha_N \cdot N + \alpha_P \cdot Q_P + \alpha_T \cdot Q_T + \alpha_0 \qquad (3) \end(võrrand)$$kuva$$
on lineaarse regressiooni mudel. Koefitsiendid α i määratakse kasutades "tsivilisatsiooni suur hüve"- vähimruutude meetod. Eraldi märgin, et vähimruutude meetodi töötas välja Gauss 1795. aastal.
MATLABis tehakse seda ühe reaga.
A = regress(y_number, x_number); fprintf("Koefitsiendid: a(N) = %4.3f, a(Qp) = %4.3f, a(Qt) = %4.3f, a0 = %4.3f\n",... A);
Muutuja A sisaldab soovitud koefitsiente (vt teadet MATLAB käsureal).
Seega on auruturbiini PT-80 lineariseeritud voolu karakteristikul oma kuju
$$display$$\begin(võrrand) Q_0 = 2,317 \cdot N + 0,621 \cdot Q_P + 0,255 \cdot Q_T + 33,874 \qquad (4) \end(võrrand)$$kuva$$
4) Hinnake saadud voolukarakteristiku lineariseerimisviga.
y_mudel = x_number * A; err = abs(y_mudel - y_number) ./ y_number; fprintf("Keskmine viga = %1.3f, (%4.2f%%)\n\n", keskmine(err), keskmine(err)*100);
Lineariseerimisviga on 0,57%(vt sõnumit MATLAB käsureal).
Auruturbiini lineariseeritud voolu karakteristiku kasutamise mugavuse hindamiseks lahendame kõrgsurveauru Q 0 voolukiiruse arvutamise ülesande. teadaolevad väärtused koormused N, Q p, Q t.
Olgu N = 82,3 MW, Q p = 55,5 MW, Q t = 62,4 MW, siis
$$display$$\begin(võrrand) Q_0 = 2,317 \cdot 82,3 + 0,621 \cdot 55,5 + 0,255 \cdot 62,4 + 33,874 = 274,9 \qquad (5) \$$ kuvamine(võrrand $$)
Tuletan meelde, et keskmine arvutusviga on 0,57%.
Tuleme tagasi küsimuse juurde, miks on auruturbiini lineariseeritud vooluomadused põhimõtteliselt mugavamad kui erivooluhulga q t bruto nomogrammid elektrienergia tootmiseks? Põhimõttelise erinevuse mõistmiseks praktikas lahendage kaks ülesannet.
- Arvutage Q 0 määratud täpsusega, kasutades nomogramme ja oma silmi.
- Automatiseerige Q 0 arvutamise protsess nomogrammide abil.
Ilmselt on esimeses ülesandes q t brutoväärtuste silma järgi määramine täis jämedaid vigu.
Teise ülesande automatiseerimine on tülikas. Kuna q väärtused on tugevalt mittelineaarsed, siis sellise automatiseerimise korral on digiteeritud punktide arv kümme korda suurem kui praeguses näites. Ühest digiteerimisest ei piisa, vaja on ka algoritmi realiseerida interpoleerimine(väärtuste leidmine punktide vahel) mittelineaarsed brutoväärtused.
Etapp 3. Auruturbiini juhtimisvahemiku piiride määramine
1. Arvutused
Reguleerimisvahemiku arvutamiseks kasutame teist "Tsivilisatsiooni õnnistus"- kumera kere meetodil, kumer kere.
MATLABis tehakse seda järgmiselt.
indeksCH = convhull(N, Qm, Ql, "lihtsusta", tõsi); indeks = unikaalne(indeksCH); regRange = ; regRangeQ0 = * A; fprintf("Reguleerimisvahemiku piiripunktide arv = %d\n\n", suurus(indeks,1));
Meetod convhull() määrab reguleerimisvahemiku piirpunktid, mis on antud muutujate N, Qm, Ql väärtustega. Muutuja indexCH sisaldab Delaunay triangulatsiooni abil ehitatud kolmnurkade tippe. Muutuja regRange sisaldab reguleerimisvahemiku piirpunkte; muutuv regRangeQ0 — kõrgsurve auru voolukiirused kontrollvahemiku piiripunktide jaoks.
Arvutustulemus on leitav failist PT_80_linear_characteristic_curve.xlsx, lehel "PT-80-result", tabelis "Reguleerimisvahemiku piirid".
Lineariseeritud voolukarakteristikud on ehitatud. See on valem ja 37 punkti, mis määratlevad reguleerimisvahemiku piirid (shell) vastavas tabelis.
2. Kontrollimine
Q 0 arvutamise protsesside automatiseerimisel on vaja kontrollida, kas teatud punkt väärtustega N, Q p, Q t on kontrollvahemikus või väljaspool seda (režiim pole tehniliselt rakendatud). MATLABis saab seda teha järgmisel viisil.
Määrame N, Q n, Q t väärtused, mida tahame kontrollida.
n = 75; qm = 120; ql = 50;
Me kontrollime.
in1 = hulknurk(n, qm, regRange(:,1),regRange(:,2)); in2 = hulknurk(qm, ql, regRange(:,2),regRange(:,3)); in = in1 && in2; if in fprintf("Punkt N = %3.2f MW, Qp = %3.2f MW, Qt = %3.2f MW on kontrollvahemikus\n", n, qm, ql); else fprintf("Punkt N = %3.2f MW, Qp = %3.2f MW, Qt = %3.2f MW on väljaspool kontrollvahemikku (tehniliselt kättesaamatu)\n", n, qm, ql); lõpp
Kontrollimine toimub kahes etapis:
- muutuja in1 näitab, kas väärtused N, Q p said kesta projektsiooni telgedel N, Q p;
- samamoodi näitab muutuja in2, kas väärtused Q p, Q t langesid kesta projektsioonis telgedel Q p, Q t.
Kui mõlemad muutujad on võrdsed 1-ga (tõene), siis on soovitud punkt auruturbiini juhtimisvahemiku määrava kesta sees.
Saadud auruturbiini lineariseeritud voolu karakteristiku illustratsioon
Enamik "tsivilisatsiooni halastus" saime arvutuste tulemuste illustreerimise mõttes.
Kõigepealt tuleb öelda, et ruumi, kuhu me graafikuid ehitame, ehk ruumi telgedega x - N, y - Q t, z - Q 0, w - Q p, nimetatakse nn. režiimi ruum(vt. CHP töö optimeerimine Venemaa elektri ja elektri hulgimüügituru tingimustes
). Iga selle ruumi punkt määrab kindlaks auruturbiini teatud töörežiimi. režiim võib olla
- tehniliselt teostatav, kui punkt asub kesta sees, mis määrab reguleerimisvahemiku,
- tehniliselt teostamatu, kui punkt asub väljaspool seda kesta.
Kui me räägime auruturbiini kondensatsioonirežiimist (Q p \u003d 0, Q t \u003d 0), siis lineariseeritud voolu karakteristik esindab joonelõik. Kui me räägime T-tüüpi turbiinist, siis lineariseeritud voolu karakteristik on tasane hulknurk 3D-režiimi ruumis telgedega x - N, y - Q t, z - Q 0, mida on lihtne visualiseerida. PT-tüüpi turbiini puhul on visualiseerimine kõige keerulisem, kuna sellisele turbiinile iseloomulik lineariseeritud vooluhulk on neljamõõtmeline tasane hulknurk(selgitusi ja näiteid vt jaotisest Koostootmisjaamade töö optimeerimine Venemaa elektri ja võimsuse hulgimüügituru tingimustes Turbiini voolu lineariseerimine).
1. Saadud auruturbiini lineariseeritud voolu karakteristiku illustratsioon
Koostame režiimiruumi tabeli "Algandmed (võimsusühikud)" väärtused.
Riis. 3. Voolu karakteristikute algpunktid režiimiruumis telgedega x - N, y - Q t, z - Q 0
Kuna me ei saa luua sõltuvust neljamõõtmelises ruumis, ei ole me veel sellise tsivilisatsiooni õnnistuseni jõudnud, toimime Q p väärtustega järgmiselt: välistame need (joonis 3), fikseerime (joonis 3). 4) (vt graafikukoodi MATLABis).
Fikseerime Q p = 40 MW väärtuse ja konstrueerime lähtepunktid ja lineariseeritud voolukarakteristiku.
Riis. 4. Voolu karakteristiku võrdluspunktid (sinised täpid), lineariseeritud vooluomadused (roheline tasane hulknurk)
Pöördume tagasi saadud lineariseeritud voolukarakteristiku (4) valemi juurde. Kui fikseerime Q p \u003d 40 MW MW, näeb valem välja selline
$$kuva$$\begin(võrrand) Q_0 = 2,317 \cdot N + 0,255 \cdot Q_T + 58,714 \qquad (6) \end(võrrand)$$kuva$$
See mudel määratleb lame hulknurga kolmemõõtmelises ruumis, mille teljed on x - N, y - Q t, z - Q 0 analoogia põhjal T-tüüpi turbiiniga (näeme seda joonisel 4).
Aastaid tagasi tegid nad nomogramme q t bruto välja töötades algandmete analüüsimise etapis põhimõttelise vea. Selle asemel, et rakendada vähimruutude meetodit ja konstrueerida auruturbiini lineariseeritud voolu karakteristikud, tehti teadmata põhjusel primitiivne arvutus:
$$kuva$$\begin(võrrand) Q_0(N) = Q_e = Q_0 - Q_T - Q_P \qquad (7) \end(võrrand)$$kuva$$
Kõrgsurveauru Q 0 voolukiirusest lahutatakse auru maksumus Q t, Q p ja saadud erinevus Q 0 (N) \u003d Q e omistati elektritootmisele. Saadud väärtus Q 0 (N) \u003d Q e jagati N-ga ja teisendati kcal / kWh-ks, saades spetsiifiline tarbimine q t bruto. See arvutus ei vasta termodünaamika seadustele.
Head lugejad, võib-olla olete teie see, kes teab teadmata põhjust? Jaga seda!
2. Auruturbiini juhtimisvahemiku illustratsioon
Vaatame režiimiruumis reguleerimisvahemiku kesta. Selle ehitamise lähtekohad on näidatud joonisel fig. 5. Need on samad punktid, mida näeme joonisel fig. 3, kuid parameeter Q 0 on nüüd välistatud.
Riis. 5. Voolu karakteristiku algpunktid režiimiruumis telgedega x - N, y - Q p, z - Q t
Punktide kogum joonisel fig. 5 on kumer. Funktsiooni convexhull() abil oleme määranud punktid, mis määravad selle hulga väliskesta.
Delaunay triangulatsioon(ühendatud kolmnurkade komplekt) võimaldab meil konstrueerida reguleerimisvahemiku kesta. Kolmnurkade tipud on meie poolt vaadeldava PT-80 auruturbiini juhtimisvahemiku piirväärtused.
Riis. 6. Reguleerimisvahemiku kest, mida kujutavad paljud kolmnurgad
Kui me kontrollisime teatud punkti sattumist reguleerimisvahemikku, siis kontrollisime, kas see punkt asub saadud kesta sees või väljaspool.
Kõik ülaltoodud graafikud koostati MATLAB-tööriistade abil (vt PT_80_linear_characteristic_curve.m).
Perspektiivsed ülesanded, mis on seotud auruturbiini töö analüüsiga lineariseeritud voolukarakteristiku abil
Kui teed diplomi või lõputööd, siis saan sulle pakkuda mitmeid ülesandeid, mille teaduslikku uudsust saad hõlpsasti kogu maailmale tõestada. Lisaks teete suurepärast ja kasulikku tööd.
Ülesanne 1
Näidake, kuidas tasane hulknurk muutub madalrõhu auru rõhu Qt muutumisel.
2. ülesanne
Näidake, kuidas tasane hulknurk muutub, kui rõhk kondensaatoris muutub.
3. ülesanne
Kontrollige, kas lineariseeritud voolukarakteristiku koefitsiente saab esitada funktsioonidena lisavalikud režiim, nimelt:
$$kuva$$\begin(võrrand) \alpha_N = f(p_(0),...); \\ \alpha_P = f(p_(P),...); \\ \alpha_T = f(p_(T),...); \\ \alpha_0 = f(p_(2),...). \end(võrrand)$$kuva$$
Siin p 0 on kõrgsurve aururõhk, p p on keskmise rõhu auru rõhk, p t on madalrõhu aururõhk, p 2 on heitgaasi auru rõhk kondensaatoris, kõik mõõtühikud on kgf / cm2.
Põhjendage tulemust.
Lingid
Chuchueva I.A., Inkina N.E. Koostootmise optimeerimine Venemaa elektri ja elektri hulgimüügituru tingimustes. N.E. Bauman. 2015. nr 8. S. 195-238.
- 1. jagu. Venemaa koostootmisjaamade töö optimeerimise probleemi sisukas sõnastus
- Jaotis 2. Turbiini voolukarakteristiku lineariseerimine
Tööstusliku ja kütteauru väljatõmbega kütteauruturbiin PT-80/100-130/13 on mõeldud elektrigeneraatori TVF-120-2 otseajami pöörlemiskiirusega 50 p/min ja soojuseraldusega tootmis- ja küttevajadusteks.
Allpool on toodud turbiini peamiste parameetrite nimiväärtused.
Võimsus, MW
nominaal 80
maksimaalselt 100
Auru nimiparameetrid
rõhk, MPa 12,8
temperatuur, 0 C 555
Eraldatud auru tarbimine tootmisvajadusteks, t/h
nimiväärtus 185
maksimaalselt 300
Aururõhu muutuse piirid kontrollitud kütteeemaldusel, MPa
ülemine 0,049-0,245
madalam 0,029-0,098
Tootmisvaliku surve 1.28
Vee temperatuur, 0 C
toitumisalane 249
jahutamine 20
Jahutusvee kulu, t/h 8000
Turbiinil on järgmised reguleeritavad aurueemalused:
tootmine absoluutrõhuga (1,275 0,29) MPa ja kahe küttevalikuga - ülemine absoluutrõhuga vahemikus 0,049-0,245 MPa ja alumine rõhuga vahemikus 0,029-0,098 MPa. Kütte väljatõmberõhku reguleeritakse ühe juhtmembraani abil, mis on paigaldatud ülemisse kütte väljatõmbekambrisse. Reguleeritud rõhk kütteväljundites säilib: ülemises väljalaskes - kui mõlemad kütte väljalaskeavad on sisse lülitatud, alumises väljalaskeavas - kui üks alumine kütteväljund on sisse lülitatud. Võrguvesi tuleb kütte alumise ja ülemise astme võrgusoojendite kaudu juhtida järjestikku ja võrdsetes kogustes. Võrguküttekehasid läbiva vee voolu tuleb kontrollida.
Turbiin on ühe võlliga kahesilindriline agregaat. HPC vooluteel on üherealine juhtimisaste ja 16 surveastet.
LPC vooluosa koosneb kolmest osast:
esimesel (kuni ülemise kütte väljalaskeavani) on juhtimisaste ja 7 surveastet,
teine (soojenduskraanide vahel) kaks rõhuastet,
kolmas - juhtimisaste ja kaks rõhuetappi.
Kõrgsurverootor on ühes tükis sepistatud. Madalsurverootori kümme esimest ketast sepistatakse võlliga lahutamatult, ülejäänud kolm ketast on paigaldatud.
Turbiini aurujaotus on düüs. HPC-st väljumisel läheb osa aurust kontrollitud tootmise ekstraheerimiseks, ülejäänu läheb LPC-sse. Kuumutamise ekstraheerimine toimub vastavatest LPC-kambritest.
Soojenemisaja vähendamiseks ja käivitustingimuste parandamiseks on ette nähtud äärikute ja naastude auruküte ning HPC esitihendile auruvarustus.
Turbiin on varustatud tõkestusseadmega, mis pöörab turbiiniagregaadi võlli sagedusega 3,4 pööret minutis.
Turbiinilaba seade on konstrueeritud töötama võrgusagedusel 50 Hz, mis vastab turbiiniüksuse rootori kiirusele 50 p/min (3000 p/min). Turbiini pikaajaline töö on lubatud sagedushälbega võrgus 49,0-50,5 Hz.
Laadimine...