Метод объектно-ориентированного моделирования паротурбинных установок, учитывающий изменение КПД турбин при переменных режимах работы

Предложен объектно-ориентированный метод моделирования паротурбинных установок. Новизна метода в применении модели паровой турбины, учитывающей изменение внутреннего КПД при переменных режимах работы. 
Приведены результаты теоретического обоснования нелинейной зависимости мощности отсеков турбины от расхода протекающего через них пара, основанные на изменении внутреннего КПД ступеней при переменных режимах, описанных уравнением Стодола-Флюгеля. Предложена эмпирическая зависимость экономичности работы ступени от относительного расхода пара. Даны рекомендации по использованию эмпирической формулы при разработке моделей отсеков паровых турбин. Представлены эмпирические зависимости относительного внутреннего КПД отсеков турбины, полученные по результатам тепловых испытаний действующей турбоустановки.
В качестве практической значимости исследований разработана модель паротурбинной установки (ПТУ) типа  ПТ-60-130/13 с применением объектно-ориентированного языка программирования. Даны рекомендации по описанию классов объектов в составе ПТУ. Разработанная модель ПТУ позволяет моделировать любые режимы работы в зависимости от электрической и тепловой нагрузок, а также учитывать влияние отклонения внешних факторов от номинальных значений при разработке системы поправок или оценки увеличения затрат топлива, связанных с этими отклонениями.

1. Flexibility assessment of a modified double-reheat Rankine cycle integrating a regenerative turbine during recuperative heater shutdown processes. S. Zhang, M. Liu, Y. Ma, J. Liu & J. Yan Energy 2021: 121068. 10.1016/j.energy.2021.121068.

2. Методические указания по тепловым испытаниям паровых турбин. МУ 34-70-093-84.

3. Flexibility enhancement versus thermal efficiency of coal-fired power units during the condensate throttling processes. K. Zhang, Y. Zhao, M. Liu, L. Gao, Y. Fu, & J. Yan Energy 2021, 218: 119534. doi.org/10.1016/j.energy.2020.119534.

4. Матричное представление модели тепловой схемы электрической станции. А. Е. Барочкин, В. П. Жуков, Е. В. Барочкин, Г. В. Ледуховский. Вестник Ивановского государственного энергетического университета 2018, 6.

5. Методика расчета энергетических характеристик теплофикационной турбины с учетом экономичности части низкого давления. К. Н. Бубнов, А. Е. Барочкин, В. П. Жуков, Г. В. Ледуховский. Вестник Ивановского государственного энергетического университета 2020, 2.

6. Татаринова Н. В., Сущих В. М. Исследование расходных и мощностных характеристик последних отсеков теплофикационных паровых турбин. Проблемы региональной энергетики 2019, 3 (44).

7. Учет эффективности отсеков проточной части турбоустановок при расчетном анализе их энергетических характеристик. К. Н. Бубнов, А. Е. Барочкин, В. П. Жуков, Г. В. Ледуховский. Вестник Ивановского государственного энергетического университета 2019, 3.

8. Gubarev A. Y., Kudinov A. A., Eremin A. V., & Ziganshina S. K. (2020, December). Application of a small deviation method in the study of the influence of external factors on gas turbine unit operation. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1683, No. 4, p. 042006). IOP Publishing. DOI 10.1088/1742-6596/1683/4/042006.

9. Паровые и газовые турбины для электростанций: учебник для вузов А. Г. Костюк, В. В. Фролов, А. Е. Булкин, А. Д. Трухний; под ред. А. Г. Костюка. М.: Издательский дом МЭИ 2016.

10. Трухний А. Д. Парогазовые установки электростанций: учебное пособие для вузов М.: Издательский дом МЭИ 2013: 648.