Системы парораспределения паровых турбин

22. Системы парораспределения паровых турбин.

Существует несколько способов изменения мощности турбины:

ü Дроссельное – все количество свежего пара, подводимого к турбине, регулируется од-ним или несколькими одновременно (параллельно) открывающимися клапанами, по-сле которых пар направляется к общей сопловой группе;

ü Сопловое – пар протекает через несколько регулирующих клапанов, каждый из кото-рых подводит пар к самостоятельному сопловому сегменту, причём открытие клапанов производится последовательно;

ü Обводное – после полного подвода пара к первой ступени для дальнейшего увеличе-ния пропуска пар подводится к одной из промежуточных ступеней;

ü Способом скользящего давления.

Дроссельное парораспределение:

На входе в турбину устанавливается РК, в котором происходит дросселирование пара. При этом изменяется проходное сечение РК, а также происходит изменение теплоперепада. Процесс дросселирование идёт при постоянной энтальпии.

Основные потери – потери на дросселиро-вание.

– на расчётном режиме при дросселировании

Потери дросселирования растут, если мощность уменьшается.

Потери дросселирования уменьшаются, если растёт теплоперепад, следовательно по-тери на дросселирование для конденсационных турбин меньше, чем для противодавленче-ских.

Сопловое парораспределение:

При сопловом парораспределении впуск пара в турбину управляется несколькими регулирующими кла-панами. От каждого клапана пар направляется к само-стоятельному сопловому сегменту. Открытие клапанов производится последовательно. Таким образом, при сопловом парораспределении потери от дросселирова-ния пара при уменьшенном пропуске через турбину от-носятся не ко всему количеству пара, а только к той его части, которая протекает через частично открытый клапан. Поэтому экономичность турбины с сопловым парораспределением при изменении пропуска пара сохраняется более устойчиво, чем турбины с дроссельным парораспределением. Существенное преимущество имеет сопловое парораспределение, например, для тур-бин с противодавлеиием, в которых потери от дросселирования оказываются большими.

Обводное парораспределение:

Во всех ступенях турбины, в том числе в первой ступени, пар подводится по всей окружности, так что степень парци-альности всюду равна единице. Пар, проходящий через клапан поступает к первой ступени при уменьшенном расходе, дросселируясь в этом клапане. После полного открытия клапана 1 начинает открываться обводной клапан 2, так что часть пара, обходя первую группу ступеней, направляется непосредственно к третьей ступени. Поскольку проходные сечения третьей ступени больше, чем первой ступени, откры-тие второго клапана позволяет пропустить через последующие ступени, начиная с третьей, увеличенное количество пара и, таким образом, повысить мощность турбины. Обводное парораспределение такого типа обычно сочетается с дроссельным способом изменения расхода пара. Как правило, оно используется для перегрузки турбины.При внешнем обводе, когда пар ко 2-му клапану подаётся с начальными параметрами, возникает проблема с применением в ступенях более прочных, жаростойких, жаропрочных сталей.Расход через первую группу ступеней не должен быть слишком мал, так как может быть разогрев пара и лопаток в этих ступенях.

Способ скользящего давления:

Поскольку энергетические блоки (котёл и турбоустановка) электростанций на органи-ческом топливе не только работают при номинальной мощности, но часто меняют свою нагрузку, то очевидно, что при проектировании и эксплуатации их должны быть обеспечены следующие условия: 1. изменение нагрузки не должно приводить к снижению надёжности блока;2. изменение нагрузки должно проходить с возможно меньшим по сравнению с номи-нальным режимом ухудшением показателей экономичности.

При регулировании мощности агрегата с помощью органов парораспределения турби-ны, котёл и паропроводы свежего пара постоянно находятся под действием номинального начального давления.

При регулировании мощности котлом, когда нагрузке агрегата соответствует примерно пропорционально изменяющееся начальное давление, длительная работа при пониженном давлении повышает долговечность металла поверхностей нагрева котла и паропроводов, идущих к турбине.Одновременно повышается надёжность работы турбины. Поскольку при этом давле-ние пара перед турбиной меняется (скользит) соответственно нагрузке, а температура пара поддерживается постоянной, то неизменной оказывается температура в большинстве ответ-ственных элементов турбины. Благодаря этому при изменении нагрузки не появляются допол-нительные тепловые расширения, нет неравномерного прогрева по окружности, специфиче-ского для частичной нагрузки турбин с сопловым парораспределением, уменьшаются напря-жения, особенно динамические, в лопатках первой ступени, т.е. повышается надёжность рабо-ты турбины, улучшается её способность к маневрированию.