Энергетические характеристики агрегатов и ГЭС
тема: Энергетические характеристики ГЭС
Основные понятия
Расходная характеристика турбины
Рабочая характеристика турбины
Главная эксплуатационная характеристика турбины
Энергетический баланс агрегатного блока
Агрегатные характеристики
Дифференциальная характеристика
Расходная характеристика ГЭС
Методы получения энергетических характеристик
301.50K
Категория: ПромышленностьПромышленность

Энергетические характеристики агрегатов и ГЭС

1. Энергетические характеристики агрегатов и ГЭС

7-1
Курс «Общая энергетика и гидроэнергетика»
Тема II-7
Энергетические характеристики
агрегатов и ГЭС
Подготовил:
доц. В.Л.Жирнов

2. тема: Энергетические характеристики ГЭС

7-2
тема: Энергетические характеристики ГЭС
План лекции
1.
Классификация энергетических характеристик гидроагрегатов.
2.
Основные виды энергетических характеристик гидротурбин.
3.
Энергетические характеристики агрегатных блоков и ГЭС в целом.
4.
Методы получения энергетических характеристик агрегатов.
Цель лекции
Изучение энергетических характеристик
гидротурбин, агрегатных блоков и ГЭС в целом.
Способы получения энергетических характеристик.
Задачи
1.
Изучение связей между входным энергетическим ресурсом и
выходным энергетическим продуктом.
2.
Освоение методики построения энергетических характеристик
агрегатных блоков и ГЭС в целом.
3.
Методы измерения и учета энергетических ресурсов на ГЭС.

3. Основные понятия

7-3
Основные понятия
Энергетические характеристики отражают процесс
преобразования подведенной энергии в полезную энергию в
зависимости от определяющих параметров.
Энергетические характеристики предопределяют экономические
производственные функции предприятия по выпуску
энергетической продукции.
Абсолютные - характеризуют связи по физическим
объемам и параметрам (расходы, напоры, мощности)
Виды
характеристик Относительные - характеризуют связи по
:
относительным объемам и параметрам (КПД, удельные
расходы и др.)
Дифференциальные - характеризуют связи по
приращению физических объемов и параметров от
определяющих факторов.
Агрегирование
характеристик:
Характеристики
элементов
и узлов
Характеристики
агрегатных
блоков
Характеристики
станции
в целом

4. Расходная характеристика турбины

7-4
Расходная характеристика турбины
Расходная характеристика отражает связь мощности
и расхода воды через агрегат
Н
МИН
Н
Расход
Q
м3/с
Р
Н
Q
XX
Мощность турбины
Q
XX
- расход холостого хода - затраты
энергоресурса на преодоление
потерь (гидравлических,
механических и др.)
МАХ

МВт
• Свойства:
• Характеристика
нелинейная;
• Чем больше напор
(калорийность
ресурса), тем меньше
требуется расхода
воды.
Для практического
применения обладает
большой погрешность
использования

5. Рабочая характеристика турбины

7-5
Теоретическая зависимость
%
т
КПД турбины
ПЛ
турбина
ПР и РО
турбины
N
ПРЕД
N
ПРЕД
Н
т
МАКС
мощность турбины
%
Коэффициент полезного действия
Рабочая характеристика турбины

МВт
- предельная мощность турбины,
определяемая срывом потока на
лопастях рабочего колеса.
МАКС
МИН
Н
Р
Мощность турбины
Н
МАКС

МВт
Максимальное значение КПД
достигается в одной точке
рабочей характеристики
Синхронный поворот лопастей направляющего аппарата и
лопастей рабочего колеса (двойное регулирование) обеспечивает
поддержание высокого значения КПД в широком диапазоне
изменения мощностей и напоров !!

6. Главная эксплуатационная характеристика турбины

7-6
Н
м
Изолинии
равных КПД
ЛОГ
МАКС
86%
Напор
Н
Главная эксплуатационная
характеристика турбины
90%
88%
ЛОГ - линия ограничения по
генератору (определяется
электрической мощностью
генератора)
92%
Н
Н
ЛОТ - линия ограничения по
турбине (определяется
максимальной пропускной
способность турбины)
Р
ЛОТ
МИН
Мощность

МВт
Нр - расчетный напор
(минимальный напор, при
котором турбина еще выдает
установленную мощность
генератора).
Главная универсальная характеристика турбины определяет
энергетические параметры от определяющих факторов и зону
допустимых рабочих режимов

7. Энергетический баланс агрегатного блока

7-7
Энергетический баланс агрегатного блока
N (Q , H )
П
П
подведенная
N (Q , H )
П
Г
Г
Г
N
Водоподводящие
сооружения
Генератор
Турбина
гидравлическая
гидравлическая
НВС
Подвод
гидравлической
энергии
механическая

НТ
Преобразование
в турбине
Преобразование
в генераторе
Агрегатный
блок в целом
ВС
Т
9.81 QГ (НП НВС)
9.81 QП НП
Q Н
Q Н
Г
Г
П
П
9.81 (QГ QТ ) (НГ НТ )
ГЕН
9.81 QГ НГ
N
N
N
МЕХ
ГЕН
МЕХ
АГР
N МЕХ
NЭЛ
2
;
ВС Т ГЕН
v
НВС r Г
2g
2
кГ Q ;
0.85 0.96
0.9 0.96
Т
0.96 0.98
ГЕР
0 .8 0 .9
АГР
ВС
NМЕХ NЭЛ
;
QТ ) (НГ НТ )
Г
П
электрическая
;
МЕХ
ГЕН
полезная
Потери напора в ВС
N
9.81 (Q
N
N
ГЕН
N
9.81 Q Н
ГЕН
П
П
;

8. Агрегатные характеристики

7-8
Агрегатные характеристики
Характеристика удельного
расхода
Расходная характеристика
агрегата
Nэл 9.81 Qп Нп вс т ген;
1
Q
п
q
Nэл 9.81 Hп вс т ген
Q м3/с
Нрасч
Нмакс
Удельный расход агрегата
Расход агрегата
Нмин
q
(м3/с)/кВт
Нмин
Нрасч
Нмакс
NЭЛ
Эл. мощность агрегатного блока
МВт
NЭЛ
Эл. мощность агрегатного блока
МВт

9. Дифференциальная характеристика

7-9
Дифференциальная характеристика
Характеристика относительных
приростов (предельных затрат)
Характеристика потерь
агр вс т ген;
1. На основе расходной
характеристики
1
1 )
N Nэл (
агр
2. На основе
характеристики потерь
Нмин
Нрасч
Нмакс
Относительный прирост
Потери мощности агрегата
N кВт
q*
(м3/с)/кВт
Q п ;
q*
Nэл
q*
1
9.81 Hп
(1
Нмин
МВт
Нрасч
Нмакс
NЭЛ
Эл. мощность агрегатного блока
N
);
Nэл
NЭЛ
Эл. мощность агрегатного блока
МВт

10. Расходная характеристика ГЭС

7-10
Расходная характеристика ГЭС
Расход
Q
м3/с
Н
МИН
Все ГЭС многоагрегатные –
число агрегатов 3 – 50 шт
Агрегаты ГЭС
однотипные
Н
Р
ЛОТ
ЛОГ
Точки
оптимального
включения
Н
МАКС
Задача: сколько агрегатов
и с какой нагрузкой
необходимо включить ?
Критерий:
QГЭС Q АГРi Ni min;
Z
при :
2 Агрегата
Nгэс
1 Агрегат
Мощность
МВт
Использование:
Текущее диспетчерское управление
Экономическое планирование и учет
ресурсов
NГЭС Ni
Z
Условие оптимальности:
равномерное
распределение нагрузки
между работающими
агрегатами.

11. Методы получения энергетических характеристик

7-11
Методы получения энергетических характеристик
Напор - измеряется оперативно и всегда
Электрическая мощность - измеряется оперативно и
всегда
Измерения:
Расход - измеряется периодически и не всегда !!???
Определение расхода гидротурбины:
МЕТОД
Испытание моделей
По перепаду давлений
в спиральной камере
Вертушками
Ультразвуковые
расходомеры
ПРИНЦИП
Погр.
ИСПОЛЬЗОВ.
Изготовление уменьшенной
копии турбины и испытание ее
на стенде
Установка манометров в двух
сечениях спиральной камеры
турбины
>10%
Для новых
станций
>5%
Низкая
надежность
Установка в проточной части
большого числа вертушек и
измерение их скорости
вращения
По скорости прохождения
ультразвука в потоке
>2%
Большие
затраты
>1%
Большие
затраты
English     Русский Правила