15 МОДЕРНИЗАЦИЯ РОТОРА ЦНД ТУРБИНЫ К-300-240 ЛМЗ ГРЭС 2400 МВт
Газодинамические исследования ступеней ЦВД натурных и экспериментальных турбин, проведенные ВТИ и ЛМЗ, показали, что можно добиться значительного снижения удельного расхода тепла на турбоустановку путем усовершенствования ступеней низкого давления. Так зафиксировано наличие высоких потерь в ступенях ЦНД в периферийных и корневых сечениях, где КПД снижается по сравнению со значениями в средней зоне лопаток на 20-30%.
Одной из основных причин снижения экономичности корневых сечений является неблагоприятная форма меридионального обвода. Корневые обводы диафрагм ступеней К-300-240 ЛМЗ во входном участке коническими со значительным углом наклона от оси турбины периферии и переходом на цилиндрические поверхности на выходе в области косого среза направляющих лопаток. При такой форме меридионального обвода потери энергии в прикорневой зоне ступеней возрастают из-за отрывов потока в диафрагмах и уменьшения конфузорности (или появления диффузорности течения ) в рабочих лопатках этой зоны ступеней.
В периферийных сечениях, кроме неблагоприятной формы меридионального обвода, на увеличение потерь существенно влияют утечки пара через неуплотненные радиальные зазоры под лопатками.
Как показали исследования , неплавность меридионального обвода является основной причиной искривления меридиальных линий тока, которое, в свою очередь, приводит к значительному изменению давлений по радиусу в межступенчатых зазорах и, как следствие, к изменению теплового перепада по высоте ступеней.
В исследованиях структуры потока ступеней низкого давления на натурных и экспериментальных турбинах было значительное увеличение углов \\\ в периферийной зоне, в частности в последней ступени это в значительной мере связано с раскруткой пера рабочих лопаток. В дальнейшем существенная раскрутка рабочих лопаток последней ступени была подтверждена ЛМЗ теоретическими расчетами и прямым экспериментом на модели. Проведенные ЛМЗ и ЦКТИ специальные опыты на модельной паровой турбине с установкой на рабочих лопатках ступени z-образных связей показали заметное повышение ее экономичности от ликвидации раскрутки лопаток.
С использованием данных газодинамических исследований ЛМЗ разработал модернизацию части ЦНД турбин К-300-240 ЛМЗ, головной образец которой был установлен на блоке Кармаковской ГРЭС.
В проекте модернизации в измененном корпусе ЦНД полностью сохранены тепловые перепады на ступени и их геометрические характеристики: высота рабочих лопаток, диски, обойм, количество направляющих и рабочих лопаток.
Модернизация проточной части турбины заключалась замене диафрагм и рабочих лопаток ЦНД исходной конструкции, обеспечивающими улучшение аэродинамики за счет опрямления корневого и периферийного сечения меридиальных обводов и выполнения всех ступеней с цельнофрезерованны-ми бандажами рабочих лопаток. Проточная часть модернизированного ЦНД приведена на чертеже.
Корневой обвод первых четырех ступеней ЦНД выполнен прямолинейным с углом наклона 8030 от оси турбины и получен путем соответствующего формирования поверхностей тела диафрагм и рабочих лопаток.
Периферийные обводы диафрагм и рабочих лопаток этих ступеней с целью обеспечения плавных переходов от ступени опрямлены и выполнены таким образом, что наклон внутренних конических поверхностей бандажей лопаток совпадает с наклоном обводов диафрагм последующих ступеней. Углы раскрытия обводов диафрагм 2, 3 и 4 ступеней составляют соответственно 27, 34, 41 градус. Углы установки направляющих лопаток и диафрагм первых четырех ступеней изменены по результатам расчетов пространственного потока для обеспечения принятых при проектировании тепловых перепадов.
Рабочие лопатки первых четырех ступеней ЦНД выполнены с цельнофре-зерованными косыми бандажами, имеющими цилиндрическую наружную поверхность, что допускает в установку развитых радиальных уплотнений независимо от осевых перемещений ротора, а также предотвращает раскрутку рабочих лопаток.
Диафрагма последней ступени сохранена неизменной. Однако, на периферии диафрагмы предусмотрена установка нового козырька, служащего для уплотнения радиального зазора рабочими лопатками и для улавливания влаги, стекающей по обводам. Профиль рабочей лопатки последней ступени также оставлен без изменения, новые лопатки выполнены с цельнофрезеро-ванными бандажами с цилиндрическими наружными и внутренними поверхностями.
Ожидаемое при выполнении модернизации повышение экономичности по оценке завода составляет примерно 3% ЦНД, что составляет снижение удельного расхода тепла на 18 ккал/кВтч.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.