ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Глава двенадцатая. Обслуживание теплофикационных паровых турбин и турбоустановок при нормальной работе из "Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки " Линия АС соответствует режиму работы по тепловому фафику. С уменьшением тепловой нафуз-ки удельный расход тепла на выработку электроэнергии увеличивается, сначала медленно, а затем все быстрее, главным образом вследствие роста потерь энергии с вентиляционным потоком пара в ЧНД и ростом относительных потерь в электрогенераторе и подшипниках. [c.345] На этом же фафике отмечены значения для удельных расходов тепла для ряда конденсационных турбоустановок. Видно, что практически всегда при 2т выработка электроэнергии теплофикационными турбоагрегатами более экономична, чем конденсационными. При этом, конечно, следует обязательно помнить, что это результат не большего совершенства теплофикационных турбоагрегатов или турбоустановок, а способа расчета экономичности, при котором объективно возникающая экономия топлива при комбинированной выработке электроэнергии и тепла относится на производство электроэнергии. [c.345] Любые нестационарные режимы всегда связаны со снижением надежности и экономичности энергетического оборудования. Задача эксплуатационного персонала состоит в том, чтобы вести эти режимы в строгом соответствии с инструкцией, составленной на основе расчетов и опыта эксплуатации аналогичного оборудования, допуская лишь минимальное снижение надежности и небольшой перерасход топлива. [c.345] При изменении режима работы турбоустановки давления и температуры в проточной части турбины изменяются. Последствия этого при очень медленном изменении режимов рассмотрены выше. Ниже рассматриваются явления, возникающие при относительно быстром изменении параметров в проточной части турбины. [c.345] Быстрое изменение расхода пара и, следовательно, давления в проточной части опасно для турбоустановок, имеющих большие аккумулирующие емкости пара (например, промежуточный паропере-феватель). В этом случае осевые усилия, приложенные к различным роторам (например, ЦВД и ЦСД), изменяются во времени по-разному, и это приводит к появлению значительной неуравновешенной осевой силы. [c.345] К еще большим последствиям приводит изменение температуры в проточной части. [c.345] Основным следствием изменения температуры является возникновение в деталях турбин и других элементах турбоустановки нестационарного распределения температур — нестационарных температурных полей. В свою очередь это приводит к двум явлениям. [c.346] Во-первых, детали турбины в среднем прогреваются по-разному. Это приводит к тому, что их тепловое расширение оказывается различным в различные моменты времени, и поэтому возникает опасность задеваний вращающихся деталей о неподвижные, освобождения отдельных деталей на валу, затруднения свободного теплового расширения одних деталей относительно других. [c.346] Во-вторых, в деталях вследствие неравномерного прогрева возникают температурные напряжения, приводящие при их циклическом повторении к трещинам малоцикловой усталости. [c.346] При быстром повышении температуры пара ротор турбины нагревается быстрее, чем корпус, поскольку его масса меньше, а поверхность и интенсивность теплообмена с паром значительно больше. Поэтому ротор расширяется быстрее статора, и это вызывает опасность осевых задеваний в проточной части. При подаче в турбину пара с температурой более низкой, чем температура ее деталей, происходит сокращение ротора относительно статора. Это явление еще более опасно, чем относительное расширение ротора, поскольку осевые зазоры между рабочим диском и предшествующей по ходу пара диафрагмой всегда меньше, чем между диском и стоящей за ним диафрагмой. [c.346] При частичной нафузке турбины в камере регулирующей ступени температура пара, прошедшего через полностью и частично открытые клапаны, будет различной, температура за дугой подвода пара, питаемой от частично открытого клапана, будет большей из-за дросселирования пара в клапане. [c.346] Неравномерный нагрев корпуса турбины по окружности приводит к его изгибу вследствие того, что более нагретые образующие корпуса расширяются сильнее, чем менее нагретые. [c.346] Первые испытания турбины Т-100-12,8 ТМЗ показали, что при нагрузке примерно 30—45 МВт разность температур между верхом и низом корпуса ЦВД составляла 70—80 °С. При этом корпус изгибался осью вверх со стрелой прогиба 0,7—0,8 мм. Одной из причин такого прогиба оказалось сильное дросселирование пара в частично открытом клапане (с 3,3 до 0,3 МПа), вследствие чего разность температур составила 88 °С другой причиной были неудовлетворительные условия для окружной циркуляции пара в камере регулирующей ступени. В результате принятых мер удалось уменьшить разность температур верха и низа корпуса до 10 °С. [c.346] Аналогичные явления возникают и в деталях турбины корпусе, роторе и т.д. Действительно, отдельные зоны детали стремятся расшириться в соответствии со своей температурой, однако поскольку все зоны детали связаны в единое целое, то это невозможно. Деталь в целом расширяется в соответствии со своей средней температурой. Поэтому в зонах детали, имеющих более высокую температуру, чем средняя, возникают сжимающие напряжения. Наоборот, в элементах, имеющих температуру более низкую, чем средняя, возникают напряжения растяжения. [c.347] Следует запомнить, что температурные напряжения в любой точке детали пропорциональны разности температуры в этой точке и средней температуры детали. Поэтому, если поверхность детали нагревается быстро, а сама деталь не успевает прогреваться (т.е. ее средняя температура остается низкой), возникают высокие температурные напряжения. Наоборот, если температура поверхности детали изменяется медленно и мало отличается от средней температуры, возникающие температурные напряжения будут небольшими. [c.347] Пример 11.20. Определить температурные напряжения в стержнях конструкции, приведенной на рис. 11.36, Э, если температуры стержней соответственно равны = = 550 °С 12= 150 °С Т- = 150 °С, а стержни выполнены из стали 20МФЛ. [c.347] В последних соотношениях х — коэффициент поперечного сужения (коэффициент Пуассона) — характеристика материала, указывающая, какую долю продольного удлинения составляет поперечное сужение. Для сталей х =0,3. [c.348] Используя значения и а,, из предыдущего примера и полагая значение коэффициента Пуассона х = 0,3, по формуле для плоской стенки получаем ст = - 86,7 МПа. [c.348] Многократное повторение высоких температурных напряжений при каждом пуске, остановке или резком изменении нагрузки приводит к появлению в деталях трещин малоцикловой усталости (см. гл. 17). [c.348] В некоторых случаях высокие температурные напряжения могут вызвать хрупкое разрушение детали (см. 17.2). [c.348] Вернуться к основной статье