Теплофикационной турбин - турбины с противодавлением и производственным регулируемым отбором пара

Чтобы скачать работу - поделитесь ею с друзьями в социальной сети!!!

                        57   58    59     60

57  Регулирование теплофикационных турбин

Теплофикационные турбины (с регулируемыми отборами пара или с противодавлением), обеспечивают комбинированную выработку электрической и тепловой энергии для независимых друг от друга потребителей.

В теплофикационной турбине как объекте регулирования имеется несколько связанных регулируемых параметров — частоты вращения ротора и давлений пара в отборах или за турбиной (противодавления).

   В последнее время все чаще в качестве регулируемого параметра служит температура прямой сетевой воды или разность температур прямой и обратной сетевой воды, характеризующая тепловую нагрузку турбины.

Система регулирования турбин типа Т поддерживает в заданных пределах два регулируемых параметра — частоту вращения и давление в отопительном отборе. Поэтому она имеет два регулятора — частоты вращения и давления, управляющих двумя главными сервомоторами систем парораспределения ЧВД и ЧНД.

Системы автоматического регулирования теплофикационных турбин с регулируемыми отборами пара или с противодавлением имеют кроме регулятора скорости ещё и регулятор давления, работа которого протекает в соответствием с уравнением расходов:

G=Gпо +Gк +Gакк или   G=Gпо +Gк +V/RT·dp/dτ, 

где Gпо, Gк  — расход пара в производственный отбор и в конденсатор соответственно; 

Gакк= V/RT·dp/dτ — расход пара, аккумулируемый в объёме V парового пространства турбины и паропроводов от турбины до теплового потребителя при изменении давления в регулируемом отборе.

Статическая характеристика регулирования давления пара в отборе  рпо= f(Gпо), имеет вид, аналогичный статической характеристике регулирования частоты вращения турбины.

Рис. 12а. Статическая характеристика регулирования давления в отборе

При изменении расхода пара в отбор Gпо  от номинального до нуля  статическая ошибка регулирования составляет рх х – рном .

Наклон статической характеристики регулирования определяется отношением статической ошибки к номинальному давлению пара в отборе р0, т.е,

δ= (рх х – рн.н)/ р0,

называемой степенью неравномерности (статизмом) регулирования давления пара в отборе турбины.

Рис. 13. Принципиальная схема несвязанного регулирования теплофикационной турбины с отбором пара.

Рис. 13а. Принципиальная схема связанного регулирования теплофикационной турбины с отбором пара.

Рис. 14. Принципиальная схема регулирования турбины с противодавлением

Рис. 15. Принципиальная схема регулирования турбины с противодавлением и регулируемым отбором пара.

На турбинах ТМЗ применяется гидродинамическое регулирование частоты вращения. Импульсным органом регулятора частоты вращения является импеллер — центробежный масляный насос, установленный на валу турбины. Давление масла в линии нагнетания импеллера меняется пропорционально квадрату частоты вращения. Это изменение давления воспринимается мембраной регулятора 1 и  жестко соединенной с ней стальной лентой. Прогибаясь, лента меняет площадь сливного сечения f1 , управляя дифференциальным сервомотором первой ступени усиления. Выполненный как одно целое с ним золотник регулятора частоты вращения меняет площади сечений слива масла из импульсных линий В и Н, управляющих главными сервомоторами ЧВД и ЧНД. 

Аналогично управляет своим золотником унифицированный с регулятором частоты вращения мембранно-ленточный регулятор давления отопительного отбора.

Масло в импульсные линии В и Н подводится через дроссели самовыключения 11 отсечных золотников 13 и через дроссели обратной связи 12 главных сервомоторов 14. 

58 Статическое и астатическое регулирование

Рассмотренные принципиальные схемы регулирования осуществляют статическое регулирование. Это означает, что при работе турбины в изолированной сети изменение нагрузки приводит к отклонению частоты вращения в пределах неравномерности. Изменение регулируемого параметра можно свести к нулю смещением статической характеристики, воздействуя на МУТ (рис.9). Механизм, который осуществляет эту операцию автоматически, называют изодромным устройством или просто изодромом.

 Рис. 9. Поддержание постоянного значения регулируемого параметра смещением статической характеристики 

Рис.10. Схема изодромного регулирования:

1 — регулятор частоты вращения; 2 — отсечной золотник; 3 — сервомотор;

4 — катаракт

В схемах изодромного, или астатического, регулирования после завершения переходного процесса регулируемый параметр восстанавливает исходное значение.

       При полностью закрытом дросселе полости катаракта будут разобщены. Несжимаемость масла делает обратную связь жесткой и рассматриваемая схема ничем не будет отличаться от схемы на рис. 2.

        На начальном этапе переходного процесса система регулирования с изодромным устройством действует как обычная система с жесткой обратной связью и со степенью неравномерности δд, которую называют временной или динамической. Как показано на рис. 9, при изменении нагрузки от Nэ1 (точка 1) до Nэ2 (точка 2) частота вращения увеличится с n1 до n2 .

        На втором этапе переходного процесса изодромное устройство небольшим дополнительным прикрытием главного сервомотора постепенно снизит частоту вращения с n2 до n1. На рис. 9 этому соответствует постепенное смещение статической характеристики вниз до тех пор, пока она не пересечет линию n1 = const при Nэ = Nэ2 (точка 3). Так как на установившихся режимах работы обеспечивается n = n1  = const, то степень неравномерности δс , называемая остаточной или статической, у такой системы регулирования оказывается равной нулю.

59   Цикл ГТУ с многоступенчатым сжатием воздуха и многоступенчатым расширением газа

Как было установлено выше, в ГТУ значительная доля работы затрачивается на сжатие воздуха в компрессоре. Поэтому для повышения экономичности ГТУ следует всемерно стремиться к уменьшению работы компрессора.

Работа, затрачиваемая на сжатие воздуха в компрессоре, есть техническая работа, определяемая выражением (3.2) . Очевидно, что она будет тем меньше, чем меньше удельный объем сжимаемого воздуха, который, в свою очередь, тем меньше, чем меньше его температура. С этой целью, например, в тихоходных поршневых компрессорах производят охлаждение воздуха в процессе его сжатия в цилиндре. В ГТУ же, где применяются ротационные компрессоры, охлаждение воздуха в процессе сжатия невозможно, процесс в них протекает адиабатно и сопровождается значительным ростом температуры воздуха. Поэтому уменьшить затрачиваемую работу здесь возможно только, если по достижении некоторого промежуточного давления воздух вывести из компрессора в теплообменник, где охладить его до первоначальной температуры, а затем снова направить в следующую ступень компрессора для продолжения сжатия. vdp l К

С другой стороны, на примере цикла ПТУ, было показано, что увеличить среднюю температуру подвода теплоты в цикле и работу турбины можно, если при расширении рабочего тела при некотором промежуточном давлении к нему подвести дополнительное количество теплоты. Это должно привести к повышению КПД цикла.

Осуществление этих общих соображений рассмотрим на примере ГТУ с двухступенчатым сжатием воздуха и двухступенчатым расширением газа, принципиальная схема которой приведена на рис. 8.12, а действительный цикл в T,s диаграмме -на рис. 8.13. Атмосферный воздух сначала сжимается необратимо адиабатно в компрессоре низкого давления КНД до состояния 2д при промежуточном давлении р2. Затем он направляется в промежуточный охладитель ОХ где при постоянном давлении отдает теплоту охлаждающей воде и температура его снижается до первоначальной (тч. 3 на рис. 8.13). После этого в компрессоре высокого давления КВД воздух сжимается адиабатно необратимо до состояния 4д при конечном давлении р4, с которым поступает в камеру сгорания высокого давления КСВД, куда подается и топливо. При изобарном сгорании топлива здесь образуются продукты сгорания состояния 5.

Адиабатное необратимое расширение этого газа сначала производится в турбине высокого давления ТВД до давления р6, с которым он поступает в камеру сгорания низкого давления КСНД, куда также подается топливо. В продуктах сгорания после КСВД остается еще большое количество кислорода, что позволяет провести процесс изобарного сгорания топлива и в КСНД, в результате чего температура рабочего тела повышается до Т7. Окончательное расширение газа до

атмосферного давления происходит в турбине низкого давления ТНД и в состоянии 8д он выбрасывается в атмосферу.

Рис. 8.12

Рис. 8.13

Работа такой ГТУ определяется как разность работ двух турбин и двух компрессоров

, д КНД д КВД д ТНД д ТВД д ГТУ l l l l l

а подведенная теплота –как сумма теплот, подведенных в двух камерах сгорания

, дКСНД дКСВД д q q q 1

и формула для внутреннего КПД цикла принимает вид

(8.16) ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 6 7 4 5 3 4 1 2 8 7 6 5 1 д д д д д д д дГТУ мн i h h h h h h h h h h h h q l

Важной задачей при расчете многоступенчатого цикла является выбор промежуточных давлений при сжатии воздуха и при расширении газа. Подойти к ее решению при выборе промежуточных давлений сжатия в компрессорах можно следующим образом.

Естественным является стремление распределить давления таким образом, чтобы суммарная работа сжатия воздуха была бы наименьшей. Работу, затрачиваемую в каждом компрессоре,

можно представить уравнением (3.14). Просуммировав их и исследовав сумму на минимум, найдем, что минимальная работа сжатия достигается, когда степени повышения давления в каждом компрессоре βi одинаковы. Отсюда

(i =1,2,...z) (8.17) z конечн i pp 1 /

где рконечн -конечное давления сжатого воздуха, z –число ступеней сжатия. При таком распределении давлений в каждом компрессоре затрачивается одинаковая работа. Аналогично можно установить, что максимальная работа расширения газа получается, когда степени понижения давления в каждой турбине одинаковы и равны T i

(i =1,2,…y) (8.18) y конечн T i pp 1 /

где y -число ступеней расширения газа (число турбин). Заметим, что число компрессоров и турбин в ГТУ не превышает трех.

При распределении давлений между компрессорами и турбинами могут дополнительно учитываться и другие условия. Например, ГТУ с двухступенчатым сжатием и двухступенчатым расширением может быть выполнена не в одновальном, а в двухвальном варианте, причем на одном валу расположены компрессоры и одна из турбин, на другом –турбина и генератор. В этом случае промежуточное давление при расширении газа выбирается так, чтобы мощность турбины на компрессорном валу равнялась мощности компрессоров.

60    Конструкция паровой турбины

1 — вал турбины; 2 — диски; 3 — рабочие решетки; 4 — нижняя половина корпуса; 5 — верхняя половина (крышка) корпуса; 6 — диафрагмы (нижние половины); 7, 8 – сопловые решетки; 9 – уплотнения диафрагмы; 10 – сопловая решетка первой ступени давления; 11 – переднее уплотнение; 12 – заднее уплотнение; 13 – опорные подшипники; 14 – упорный подшипник; 15 — соединительная муфта; 16 — червячная передача; 17 — масляный насос; 18 — фундаментные плиты; 19 — регулятор скорости; 20 — масляный бак; 21 — регулятор безопасности; 22 — камера отбора; 23 — окна для отбора пара; 24, 27 — опорные фланцы корпуса; 25, 26 — фланцы опорных блоков

Турбина состоит из вращающейся части — ротора и неподвижной части — статора. К ротору относятся вал и закрепленные на нем диски с рабочими лопатками. Статор включает в себя паровпускные органы, сопловые решетки, подшипники и др. Корпус турбины делается разъемным в горизонтальной плоскости по центровой линии вала. Нижняя его часть опирается на фундамент, а верхняя часть устанавливается на нижнюю и крепится по фланцам с помощью шпилек и гаек. Через паровпускные органы в сопловую коробку вводится свежий пар. Корпус заканчивается выхлопным патрубком, через который отработавший пар отводится из турбины.

В неподвижных каналах-соплах пар расширяется; при этом его давление и температура снижаются, скорость парового потока возрастает до нескольких сот метров в секунду и соответственно увеличивается его кинетическая энергия.

Она используется в подвижных рабочих лопатках, закрепленных на дисках, насаженных на вал турбины (рис. 2). Между дисками располагаются неподвижные перегородки — диафрагмы с закрепленными в них соплами. Диафрагма и диск с рабочими лопатками образуют ступень турбины.

При большом числе ступеней (20 — 30) турбина состоит из нескольких цилиндров. Частота вращения ротора паровых энергетических турбин обычно составляет 3000 об/мин или 50 с-1, что соответствует принятой в СНГ частоте переменного тока 50 Гц.

На каждой ступени турбины лишь часть внутренней энергии пара преобразуется в механическую энергию, передаваемую с вала турбины на вал генератора электрического тока. Увеличение числа ступеней приводит к повышению КПД турбинной установки, так как в этом случае каждая ступень «работает» в более оптимальном режиме. Однако увеличение числа ступеней оправдывает себя лишь до определенного предела, так как с ростом числа ступеней турбина усложняется и становится дороже.

Крупные энергоблоки, работающие при высоком и закритическом давлении пара, выполняются с промежуточным перегревом. Пар высоких параметров, совершая работу в турбине, на последних ее ступенях увлажняется, а это приводит к снижению КПД и эрозионному воздействию капелек влаги на лопатки турбины. При использовании же промежуточного перегрева пара не только понижается его конечная влажность, но и повышаются показатели тепловой экономичности цикла. На рис. 3 дана схема одной из наиболее распространенных в нашей энергетике конденсационных турбин К- 300 — 240 мощностью 300 МВт, работающей при начальном давлении пара 240 атм (23,5 МПа). Температура свежего пара принята 540 — 560 °С, частота вращения 3000 об/мин.

Другие работы

966314. drugoye С самого раннего детства я любила рассказы о звездах космосе.   Навсегда врезался в мою память рассказ о Юрии Гагарине о человеке покорившим небо о человеке подвиг и улыбка которого покорили нашу планету. Я горжусь Гагариным и мне кажется не я одна. Наверное им гордились гордятся и будут гордиться все жители нашей страны ведь Гагарин славный сын нашей великойРодины. Детство юного крестьянского паренька Юры Гагарина проходило в селе Клушино на Смоленщине. 966315. drugoye к.п.н. доцент М.В.   Ей присущи основные черты игры: эмоциональная насыщенность и увлеченность детей самостоятельность активность творчество. Все эти черты игры наилучшим образом способствуют развитию коммуникативных умений детей дошкольного возраста. Несмотря на все плюсы сюжетноролевой игры и на прекрасную возможность в непосредственной обстановке развитию детей коммуникативные умения не все воспитатели задумываются над этим. Сюжетноролевые игры специально не планируются воспитателем а проводится по просьбе детей. 966316. drugoye Виробники повинні доцільно слідкувати за цінами і характеристиками всіх товарів конкурентів і використову   Хоча максимальна ціна здатна визначатися попитом а мінімальна –витратами на встановлення фірмою середнього діапазону цін впливають ціни конкурентів та їх ринкові реакції. Фірмі необхідно знати ціни та рівень якості товарів своїх конкурентів. Фірма може доручити своїм представникам провести порівняльні закупівлі щоб співставити ціни та власні товари між собою. 966317. drugoye ТЕМАТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В ЭКОНОМИКЕ 213 с 30.   Герасин ГРАФИК ПРОВЕДЕНИЯ КОНСУЛЬТАЦИЙ И ПРИЕМА ЗАДОЛЖЕННОСТЕЙ ПО КАФЕДРЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В ЭКОНОМИКЕ 213 с 30. Наименование кафедры Дисциплина Преподаватель дата время аудитория математические методы в экономике ЭммаИмМпурМэп Мэ Мор Казаков О.4511 математические методы в экономике Мор Мпур.4509 4510 математические методы в экономике Математика Алибеков И. 966318. drugoye . с. Доржиев Ж.   6 ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ И ПРАВА Доржиев Ж. СЕМЕЙНОЕ ПРАВО Учебное пособие содержит материалы лекций краткий курс лекций прочитанных для юридических и неюридических специальностей ВСГТУ а также анализ современных проблем семейного права. Учебное пособиеп обсуждено и одобрено кафедрой Юриспруденции Института... 966319. drugoye Ru>   Ломоносова заочный финансовоэкономический институт link href= bitrix cche css s1 MIN312 kernel_min kernel_min.css143152072253744 type= text css rel= stylesheet link href= bitrix cche css s1 MIN312 pge_85c0fc2b62b5e9bc9e0f4c1bd92d404 pge_85c0fc2b62b5e9bc9e0f4c1bd92d404.css1430982530420 type= text css rel= stylesheet link href= bitrix cche css s1 MIN312 templte_54ec829795bd1cf3f71d554b9f1b... 966320. drugoye Башкирская Ассоциация Экспертов ОАО СВАРТЭКС Утверж   Атрощенко ПОЛОЖЕНИЕ О ПРОВЕДЕНИИ ТРЕТЬЕГО КОНКУРСА ЭКСПЕРТОВ ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИХ ЭКСПЕРТИЗУ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ г. Сроки проведения конкурса: 910 февраля 2012 года.ru Место проведение конкурса: ОАО СВАРТЭКС Контактная информация: Адрес: 450071 Россия Башкортостан г. ЖЮРИ КОНКУРСА Жюри конкурса утверждается генеральным директором Ассоциации Башкирская Ассоциация Экспертов по согласованию с руководителями организаций сотрудниками которых являются члены жюри. 966321. drugoye темам лекций Лекция 1 Как завести незатухающий ток в сверхпроводящее кольцо Как доказать что сопр   Лекция 6 Что такое критическая температура конденсации Что такое совместное осаждение Для чего понижают температуру подложки при осаждении некоторых пленок Для чего повышают температуру подложки при осаждении некоторых пленок Чем магнетронное распыление отличается от катодного В чем преимущество лазерного испарения Что такое химическое осаждение из газовой фазы Что такое молекулярнолучевая эпитаксия Лекция 7 Для чего применяется сверхбыстрая закалка при получении СП соединений Какие особые методы получения СП материалов вы... 966322. drugoye Московский государственный технический университет МАМИ УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе .   Рабочая программа дисциплины Электротехника и электроника Направление подготовки 221700 Стандартизация и метрология Профиль подготовки Стандартизация и метрология Квалификация степень выпускника Бакалавр Форма обучения очная Москва 2012 Цели освоения дисциплины Целью освоения дисциплины Электротехника и электроника является: теоретическое и практическое изучение электрических цепей и электронных устройств ; получение навыков расчета и анализа электромагнитных устройств и электрических машин; овладеть...