ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Работа турбины при переменной тепловой нагрузке теплофикационных отборов из "Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки " Напомним, что тепловая нагрузка сетевого подогревателя в основном определяется двумя факторами температурой сетевой воды на выходе из подогревателя и ее расходом. [c.332] Требуемая температура сетевой воды на выходе из сетевого подогревателя при имеющемся температурном напоре определяет температуру конденсации (а значит, и давления) греющего пара. Учет гидравлического сопротивления паропроводов, подводящих пар от турбины к подогревателю, однозначно определяет то давление пара в месте отбора в паровой турбине, которое обеспечивает требуемую температуру сетевой воды. При этом расход пара в отбор должен изменяться примерно пропорционально расходу сетевой воды, и, следовательно, расход пара на турбину должен изменяться вместе с изменением расхода отбираемого пара. Учитывая эти обстоятельства, рассмотрим различные условия работы турбины и теплофикационной установки. [c.332] Наиболее простым для анализа является режим с одноступенчатым теплофикационным отбором, хотя его следует избегать в условиях эксплуатации, поскольку он менее экономичен, чем режим с двухступенчатым теплофикационным отбором (тем не менее, в широкой гамме возможных режимов теплофикационной турбины и для него есть место). [c.332] В рассматриваемом случае теплофикационная турбина работает как турбина с противодавлением [или по-другому — как турбина с ухудшенным вакуумом и конденсацией пара в сетевом подогревателе (СП)]. Следовательно, наиболее опасным режимом при работе турбины по тепловому графику с одноступенчатым отбором является режим минимального нагрева сетевой воды и максимального теплофикационного отбора. В этом случае давление за последней ступенью предотборного отсека будет минимальным, а теплоперепад последней ступени возрастет не только по этой причине, но из-за увеличенного расхода пара. Это приведет к увеличению изгиб-ных напряжений в лопатках предотборной ступени. [c.332] При работе по тепловому графику с двухступенчатым отбором пара на теплофикацию в совершенно аналогичные условия попадают рабочие лопатки последней ступени отсека, расположенного перед верхним теплофикационным отбором. Ясно, что при двухступенчатом отборе условия работы последней ступени промежуточного отсека облегчаются, так как расход пара через него меньше, чем при работе с одноступенчатым отбором. [c.332] Поэтому с целью ограничения напряжений изгиба в рабочих лопатках последних ступеней предот-борных отсеков в инструкции по эксплуатации вводят ограничения по нижнему пределу давления в камерах отборов (в камере нижнего теплофикационного отбора при работе с одноступенчатым нагревом и в камере верхнего теплофикационного отбора при работе с двухступенчатым отбором). Обычно выход за нижний предел давления не допускается. [c.332] Пример 11.16. В турбине Т-250/300-23,5 ТМЗ при работе с одноступенчатым подогревом сетевой воды не допускается уменьшение давления в нем менее нижнего предела (50 кПа) независимо от расхода свежего пара (а точнее —- от расхода пара в отбор). При этом максимальный расход пара составляет примерно 590 т/ч и тепловая нагрузка 330 Гкал/ч. При работе с двумя теплофикационными отборами вводятся ограничения по расходу свежего пара, приведенные в табл. 11.2. [c.333] Повышение давления в камерах теплофикационных отборов разгружает лопатки предотборных ступеней от изгибных напряжений, но приводит к опасности перегрева проточной части ЦНД. Дело заключается в том, что повышение давления в отборе приводит к повышению температуры пара в нем и, следовательно, перед ЦНД. Поскольку при работе по тепловому графику ЦНД работает при малорасходном режиме с большим выделением тепла, то высокая исходная (перед ЦНД) температура пара приводит к росту температуры пара в ЦНД и перегреву проточной части. [c.333] Другим способом, не имеющим этого недостатка, является либо снижение тепловыделения в ЧНД (поддержание глубокого вакуума), либо введение охлаждения (либо то и другое вместе). Охлаждение ЧНД, как правило, снимает ограничения, аналогичные приведенным в табл. 11.3, но имеет свои недостатки (сложность устройств и их обслуживания, эрозия рабочих лопаток и др.). [c.334] Рассмотрим работу промежуточного отсека турбины (рис. 11.24). При проектировании турбины проточная часть отсека формируется так, чтобы распределить общий расход пара на номинальном режиме между сетевыми подофевателями таким образом, чтобы обеспечить требуемую тепловую нафузку 2то и максимальную экономичность. [c.334] При изменении режима теплофикационной установки, работающей по тепловому фафику при заданных температуре сетевой воды после установки и ее расходе, через промежуточный отсек турбины протекает вполне определенный расход пара, а за ним устанавливается вполне определенное давление. Эти параметры таковы, что при их реализации обеспечивается заданная тепловая нафузка. Для того, чтобы понять, каковы будут эти параметры, представим себе, что в подогревателе СП происходит нафев сетевой воды до некоторой произвольной температуры t [например, t = (t + t2)/2]. Это означает, что для СП, должен отбираться пар, давление которого /7. 1 определяется температурой конденсации f н- 5, где 5 С — температурный напор, и потерей давления в паропроводе от места отбора до СП I. [c.334] Расход пара через ЦНД может изменяться от нуля (например, при полностью закрытой задвижке, установленной на ресивере ЦНД турбины Т-250/300-23,5 ТМЗ) до конденсационного, когда обеспечивается максимальная мощность турбины. При этом ЦНД работает со скользящими начальными параметрами на входе, когда давление и температура перед регулирующей диафрагмой, т.е. в камере нижнего теплофикационного отбора изменяется в соответствии с работой теплофикационной установки. [c.335] Параметры за ЦНД определяются не только расходом пара в конденсатор, но и режимом работы конденсатора. При работе на циркуляционной воде, особенно при использовании охлаждающей поверхности не только основного, но и теплофикационного пучка можно получить очень глубокий вакуум, составляющий всего несколько килопаскалей. При работе с использованием только теплофикационного пучка и относительно холодной подпиточной воды для тепловой сети вакуум в конденсаторе будет хуже, однако все-таки достаточно глубоким. При работе с охлаждением теплофикационного пучка конденсатора прямой сетевой водой, достигающей 70 °С, давление в конденсаторе может повышаться до 45—50 кПа, угрожая безопасной работе турбины. [c.335] Таким образом, по расходу пара и по параметрам на входе в ЦНД и в конденсаторе диапазон режимов работы ЦНД может быть чрезвычайно широким. Однако при всем их многообразии наибольшую опасность и наибольшее влияние на экономичность оказывают малорасходные режимы, в частности, при работе турбины по тепловому фафику. [c.335] Для того чтобы понять проблемы работы ЦНД в малорасходных режимах, рассмотрим качественную сторону течения пара в его проточной части при уменьшении расхода пара. Заметим, что уменьшение расхода пара осуществляется прикрытием регулирующей диафрагмы. Подчеркнем, что газодинамическая картина течения пара при глубоком снижении расхода весьма сложна и недостаточна исследована. Поэтому в настоящей книге речь идет только о качественном описании явления с тем, чтобы оператор турбины понимал, по крайней мере, физическую сущность протекающих процессов. [c.335] Потребление мощности означает превращение механической энергии вращения ротора ЧНД в тепло, разогревающее пар, от которого нагревается проточная часть. Главная опасность при превышении температуры проточной части, по мнению турбинных заводов, состоит в том, что оно может привести к отделению от лопаток противо-эрозионных стеллитовых пластин, особенно в том случае, если они припаяны, а не приварены. При этом следует учитывать, что повышенный разогрев последней ступени обычно происходит при повышенном давлении за последней ступенью и, следовательно, увеличенной влажности. Все это способствует быстрому эрозионному износу входных кромок рабочих лопаток последних ступеней. [c.336] Дополнительная опасность разогрева связана с использованием титановых проволочных связей, ползучесть материала которых проявляется при умеренных температурах, возможностью неравномерного разогрева ступиц насадных дисков и ослаблением их посадки на валу, разогревом выходных патрубков и смещением встроенных в выходные патрубки подшипников и появлением повышенной вибрации. [c.336] Последняя формула позволяет также установить, как можно исключить чрезмерный нагрев проточной части ЧНД при работе турбины по тепловому фафику, не прибегая к специальным системам охлаждения, о которых речь пойдет ниже. [c.338] ЦНД путем установки специальной задвижки на ресивере и введение охлаждения ЦНД сторонним паром уменьшенной температуры. [c.338] Вернуться к основной статье