ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПАРОВЫХ И ГАЗОВЫХ ТУРБИН Принцип действия паровых и газовых турбин, условия их работы и конструкция из "Сварные конструкции паровых и газовых турбин " Паровые и газовые турбины являются первичными двигателями, назначение которых — приводить в движение генераторы электрического тока, компрессоры, водяные насосы, корабельные винты и т. п. [c.5] Наибольшую единичную и суммарную мощность имеют турбины, предназначенные для привода генераторов электрического тока. Эти турбины являются важнейшей частью оборудования современных тепловых электростанций. [c.5] Тепловые электростанции вырабатывают около 80% всей электроэнергии, расходуемой в народном хозяйстве (промышленностью, транспортом и бытовыми потребителями). Паротурбинные электростанции составляют в настоящее время подавляющую часть тепловых электростанций. Газовые турбины пока применяются на компрессорных станциях магистральных газопроводов и в некоторых отраслях промышленности. Они найдут широкое применение также и на электростанциях, когда возрастет мощность единичных агрегатов и надежность газотурбинных установок станет столь же высокой, как надежность паротурбинных. [c.5] В настоящее время газовые турбины находятся еще на начальном этапе своего развития, однако ряд свойственных им важных преимуществ по сравнению с другими первичными двигателями дает основание считать, что их роль в энергетике будет возрастать. . [c.5] Рассмотрим основные принципы работы и принципиальные схемы паротурбинных и газотурбинных электростанций. [c.5] Тепловые электрические станции представляют собой сооружения, предназначенные для преобразования химической энергии топлива в электрическую энергию. Это преобразование происходит в ряде теплообменных аппаратов и машин, составляющих в совокупности оборудование тепловой электростанции. [c.5] В паротурбинной электростанции топливо (твердое, жидкое или газообразное) сжигается в топке парового котла и образующиеся при этом горячие газы омывают трубные секции котла, по которым циркулирует вода, а затем — смесь воды и пара. В трубных секциях котла, носящих название пароперегревателя, горячие газы нагревают уже чистый пар до температуры, значительно превосходящей температуру насыщения при господствующем в котле давлении. [c.5] Работа, совершаемая паром, выражается во вращении ротора турбины, способного отдавать мощность приводимой машине, например, генератору электрического тока. [c.6] После турбины пар конденсируется в конденсаторе и конденсат пара в виде питательной воды возвращается в котел. [c.6] При полной нагрузке турбины давление и температура пара после клапанов в клапанной и сопловой коробках мало отличаются от их значений в паропроводе свежего пара. При частичной нагрузке давление после клапанов в некоторых конструкциях существенно снижается (при так называемом дроссельном регулировании), в других же конструкциях (при количественном регулировании) давление и температура в отдельных сопловых коробках уже при частичных нагрузках мало отличаются от соответствующих параметров свежего пара. [c.7] Расширяясь в турбине 6, пар совершает работу, вращая ротор, с которым -связан генератор электрического тока 7. В работающей турбине, имеющей конденсатор 12, давление и температура пара, как указывалось выше, по мере его расширения существенно снижаются. Конденсация пара в конденсаторе происходит благодаря тому, что через него по множеству латунных трубок прокачивается большое количество охлаждающей воды, подаваемой по трубопроводу 13. Для конденсации каждого килограмма пара через конденсатор необходимо прокачивать около 50 кг охлаждающей воды. Так, например, в конденсатор паровой турбины 100 ООО квт поступает около 360 т ч пара, для конденсации которого через конденсатор прокачивается 18 ООО—20 ООО м 1ч охлаждающей воды. [c.7] Образующийся в конденсаторе конденсат откачивается конденсатным насосом 14, который направляет его через охладитель парового эжектора 15 и подогреватели конденсата 18 и 19 ъ деаэратор 21. Паровой эжектор служит для удаления из конденсатора воздуха, проникающего в систему через неплотности. Подогреватели конденсата являются частью регенеративной системы подогрева питательной воды котла за счет тепла пара, отбираемого в некотором количестве из турбины на разных стадиях его расширения, еще до достижения паром давления в конденсаторе. Количество пара, отбираемого для целей регенерации, составляет 12- -18% от общего количества поступающего в турбину пара. [c.7] В деаэраторе конденсат дополнительно подогревается паром, также отбираемым из турбины. В деаэратор вводится некоторое дополнительное количество питательной воды, сверх поступающего из конденсатора, для восполнения неизбежных утечек конденсата и пропариваний, всегда имеющих место в системе трубопроводов, арматуры, машин и насосов электростанций. Дополнительная вода, подаваемая в деаэратор, предварительно подвергается специальной химической обработке для удаления из нее веществ, могущих образовать в котле накипь. [c.7] Для предотвращения коррозии материала котла и труб вся вода в деаэраторе подвергается дегазации с целью удаления из нее растворенного кислорода и углекислоты. [c.7] Из деаэратора питательная вода забирается питательным насосом котла, который прокачивает ее через регенеративные подогреватели высокого давлеиия 23 и по трубопроводу 24 подает в котел 25. Трубы 16, 17 и 20 служат для удаления конденсата греющего пара из регенеративных подогревателей. Применение регенеративного подогрева питательной воды повышает коэффициент полезного действия паросиловых установок. Это происходит за счет того, что скрытая теплота парообразования, которая в конденсаторе при конденсации пара безвозвратно теряется (отводится с охлаждающей водой), в регенеративных подогревателях используется для нагрева воды, поступающей в котел, т. е. в котле затрачивается соответственно меньше топлива. [c.7] В современных паротурбинных установках начальное давление пара составляет 90 130 170 240 ата, а соответствующие этим давлениям температуры пара 500 535 565 и 580° С. При этих параметрах пара считается еще возможным применять в паротурбинных установках стали перлитного и ферритного классов. При дальнейшем повышении начальных параметров пара значительно увеличивается стоимость материалов, а применение сложнолегированных аустенитных сталей затрудняет, в частности, и сварочные работы. [c.8] Переход с параметров 90 ата, 500° на 130 ата, 565° дает на каждый 1 ООО ООО кет установленной мощности экономию топлива в 220 тыс. тонн в год переход с параметров 130 атл, 565° на 240 ата, 580° дает дальнейшую экономию в топливе в 195 тыс. тонн. Экономия в топливе указана в условных единицах, исходя из предположения, что, сгорая, 1 кг топлива выделяет 7000 ккал. В действительности же средняя калорийность топлива ниже и цифры, показывающие действительную экономию топлива, будут выше указанных. На фиг. 1 показана принципиальная тепловая схема сравнительно простой паровой электростанции. Современные паротурбинные установки часто выполняются по значительно более сложным схемам число подогревателей питательной воды достигает 8—10, в схему включаются испарители добавочной питательной воды, так как котлы очень высокого давления могут питаться только чистым дестиллятом. Турбины больших мощностей, работающие паром высоких параметров, состоят из нескольких цилиндров, через которые пар проходит последовательно. В наиболее современных установках пар, пройдя через цилиндр высокого давления, возвращается в котельную, где повторно подогревается до начальной температуры или близкой к ней, после чего направляется в цилиндр среднего давления для дальнейшего расширения. Намечаются к строительству паротурбинные установки с двумя промежуточными перегревами пара. [c.8] Вернуться к основной статье