Турбіни із протитиском

ТУРБІНИ ДЛЯ КОМБІНОВАНОЇ ВИРОБКИ ТЕПЛА І електричної енергії.

Турбіни із протитиском.

Мал. 19.1. Принципова схема установки з турбіною з протитиском типу Р і конденсаційної турбіною.

Свіжий пар з параметрами p0 і t0 підводиться до турбіни 1 з котла. У турбіні відбувається розширення пара до кінцевого тиску рк. відпрацьована пара надходить до споживача теплоти 4.

Для турбін з протитиском характерний режим роботи по тепловому графіку (витрата відпрацьованого пара визначено тепловим споживачем).

Що розвивається турбіною без відборів елек-тричних потужність N0

Так як ККД # 951; ое при постійних пара-метрах пара залежить від об'ємного пропуску пара через турбіну, а наявний теплоперепад Н0 не змінюється, то потужність турбіни з протитиском однозначно визначається витратою Gп пара і не може бути змінена без зміни теплового споживання.

Як правило, графіки споживання теплової та електричної енергії не збігаються і турбіна з протитиском, працюючи ізольовано, не може повністю забезпечити споживачів електричною енергією. Тому в сучасних енергетичних системах турбіни з протитиском встановлюють паралельно з конденсаційними турбінами 2. При паралельній роботі турбіна з протитиском виробляє лише ту електричну потужність, яка визначається пропуском пара, необхідного теплового споживача, а решта вироблення електричної енергії забезпечується конденсаційними турбінами. У години максимальних теплових навантажень в лінію теплового споживача до-додавали скороченої свіжий пар. якщо витрата пара, необхідний тепловим споживачем, перевищує максимальну пропускну здатність турбіни. Редукційно-охолоджувальна установка (РОУ) 3 дозволяє також забезпечувати теплового споживача 4 паром в період зупинок турбіни 1.

Та обставина, що електрична потужність, що розвивається турбіною з протитиском, цілком визначається навантаженням теплового споживача, часто не дозволяє досить ефективно використовувати встановлену потужність турбоагрегату, що обмежує сферу застосування турбін з протитиском.

19.2. ТУРБІНИ З ПРОМІЖНИМ регульованим відбором пари

Конденсаційні турбіни з регульованими відборами пари можуть одночасно удо-влетворять зовнішніх споживачів електричною енергією та теплотою, тому вони отримай-ли широке поширення. На відміну від турбін з протитиском у турбін з регульованими відборами пара вироблення електричної енергії не залежить від теплового навантаження.

Турбіна з регульованим відбором пари складається з двох частин (рис. 19.2, а): група ступенів 1, розташованих до відбору, називається частиною високого тиску (ЧВД). а група ступенів 2 від відбору до конденсатора 3-частиною низького тиску (ЧНД). Свіжий пар підводиться до турбіни з тиском p0 і температурою t0 через стопорний 8 і регулює 7 клапани. У ЧВД пар розширюється до тиску Рп. яке підтримується постійним і визначається тепловим споживачем 9. Пройшовши ЧВД, потік пара G0 ділиться: частина пара Gп через отсечной 4 і зворотний 5 клапани йде до теплового споживача 9, а частина пара Gк направляється через регулюючі органи 6 в ЧНД, де розширюється до тиску pк в конденсаторі 3. РОУ 10 служить для постачання пари теплового споживача 9 в період зупинки турбіни 1.

Мал. 19.2. Принципова схема (а) і процес розширення пара (б) в h, S -діаграмме турбінної установки з регульованим відбором пари

Електрична потужність турбіни Nе з одним регульованим відбором пари (без урахування відборів пара на регенерацію) визна-ляется з виразів:

внутрішні відносні ККД турбіни, ЧВД, ЧНД; # 951; м - механічний ККД; # 951; ег- ККД генератора.

Виключивши з (6.2) витрата пара в кондом-Сатор Gк, отримаємо вираз для витрати свіжої пари на турбіну з відбором пари

При постійних використаних Теплоперепад ЧНД Нi "і всієї турбіни Нi витрата пара на турбіну з регульованим відбором за-висить від електричної потужності Nе і відбору пара Gп на теплове споживання.

Особливості турбін з регульованим відбором пари:

1. Для турбін з відбором в залежності від теплового навантаження прийнято розрізняти дві групи режимів: конденсаційні і теплофікаційні.

Режим роботи турбіни, коли витрата пара в регульований відбір дорівнює нулю, називають конденсаційним.

Теплофікаційні режими характеризуються наявністю теплового навантаження. Залежно від її характеру турбіни можуть мати режим роботи по тепловому або електричному графіку. При роботі турбіни по тепловому графіку електрична потужність визначається тепловим навантаженням і не може бути змінена без відповідної зміни теплового споживання. На таких режимах регулюючі органи ЧНД знаходяться в нерухомому положенні, а зміна навантаження теплового споживача і потужності турбіни забезпечується органами паророзподілу ЧВД. При цьому можливий режим роботи турбіни з протитиском, коли регулюючі органи ЧНД закриті і весь пар направляється в регульований відбір. У такому режимі через ЧНД примусово пропускається кілька пара для відводу теплоти тертя обертових елементів ротора.

На режимах роботи турбіни по електричному графіку регулюючі органи ЧНД можуть мати довільну ступінь відкриття. Для турбін з регульованим відбором пари, які працюють по електричному графіку з незалежним завданням електричного навантаження, характерні наявність теплового навантаження, яка обмежує можливість зниження електричної потужності нижче мінімального значення, що визначається регульованим відбором пари, і можливість збільшувати електричну потужність до максимальної за рахунок пропуску пари в конденсатор .

2. Різноманіття можливих режимів роботи турбін з відбором пари визначає зміна в широкому діапазоні кількості пара, що протікає через ЧВД. Тому в турбінах з відбором пари застосовують сопловий паророзподіл.

3. У турбіні з відбором пари (рис. 19.2) регулювання піддаються потоки пара, що надходять як в ЧВД, так і в ЧНД, причому тиск пара, що відводиться до теплового споживача, підтримується постійним і не залежним від потужності і витрати пара.

Якщо в результаті неправильної роботи системи регулювання регулюючі органи ЧНД закриються раніше, ніж регулюючі клапани ЧВД, то корпус ЧВД і примикають до нього трубопроводи можуть опинитися під повним тиском пари, що йде з котла, що призведе до механічних пошкоджень цих елементів турбоустановки. Для запобігання можливих аварійних ситу-ацій на паропроводі, пов'язаному з камерою відбору, обов'язково встановлюють запобіжний клапан 11 (рис. 19.2).

4. До турбіні з регульованим відбором пари примикає паропровід відібраного пара, що має велику ємність. Якщо при раптовому відключенні генератора закриються регулюючі органи ЧНД, то пар з паропроводу відбору може піти назад через ЧНД в конденсатор. При цьому пар, розширюючись в ЧНД, може розігнати турбіну до швидкості, що викликає її руйнування. Для запобігання турбіни від розгону на паропроводах як регульованих, так і нерегульованих відборів обов'язково встановлюють лічильники води 5. Крім того, передбачено примусове закриття відсічного клапана 4 і регулюючих органів 6 одночасно із закриттям регулює 7 і сто-порно 8 клапанів на лінії підведення свіжого пара в турбіну (рис. 19.2).

5. Коли лінія відбору пара харчується від декількох турбін, можливе істотне зниження тиску в ній при аварійній зупинці одного з турбін. При цьому різко зростає перепад тисків на діафрагмах останніх ступенів ЧВД турбін, що залишилися в роботі, що може привести до їх механи-ного пошкоджень. Ця небезпека тим більше, чим вище тиск відібраного пара. Для підвищення надійності роботи турбіни повинно бути передбачено пристрій, що відключає доступ пари в турбіну або лінію відбору при раптовому підвищенні перепаду тисків на останньому щаблі ЧВД. У теплофікаційних турбінах такої небезпеки не існує, так як діафрагма останнього ступеня ЧВД цих турбін розрахована на зменшення тиску в відборі до нуля.