Классификация потерь в турбине. Общая классификация тепловых двигателей. Обзор развития паровых турбин, страница 3

Пар подводится к соплам по всей окружности через один или несколько одновременно открывающихся дроссельных регулирующих клапанов. Эти клапаны открываются полностью только при номинальной мощности турбины. При этом пар дросселируется незначительно и потери в клапанах ΔН_К составляют несколько процентов. При неполной нагрузке турбины дроссельный клапан открыт лишь частично, при этом происходит дросселирование всего количества свежего пара по линии АБ, которое сопровождается уменьшением расхода пара через турбину, а также уменьшением располагаемого и использованного теплоперепада. Относительный внутренний КПД турбины при этом уменьшается, т.к. . Таким образом, основным недостатком дроссельного парораспределения является то, что с уменьшением нагрузки турбины экономичность ее работы существенно уменьшается. Однако основным преимуществом является простота, высокая экономичность при полном открытии  клапанов и большая надежность, т.к. пар подводится по всей окружности.

Сопловое парораспределение.

При сопловом регулировании свежий пар поступает к соплам первой регулируемой ступени через несколько клапанов. Обычно от 3 до 10. Эти клапаны называются сопловыми или регулирующими. Каждый клапан обслуживает свою группу сопел. При номинальной мощности турбины все клапаны открыты полностью. При уменьшении нагрузки турбины регулирующие клапаны закрываются поочередно. И степень парциальности подвода пара уменьшается. Дросселирование пара происходит только в одном из клапанов. Так как при сопловом парораспределении через каждый клапан проходит лишь часть общего количества пара, то потери от дросселирования меньше чем в турбине с дроссельным парораспределением. КПД турбины с сопловым парораспределением более устойчив к изменению нагрузок, чем у турбин с дроссельным парораспределением. В стационарных мощных турбинах сопловое парораспределение получило наибольшее широкое распространение. Однако из-за парциального подвода пара рабочие лопатки подвергаются воздействиям переменной силы, возникающей из-за того, что лопатки попеременно проходят перед открытыми и закрытыми соплами. Это уменьшает вибрационную надежность лопаток.

Обводное парораспределение.

Рассмотрим схему а). Для увеличения мощности турбины открывают обводной клапан 2. В результате давление за обведенной группой ступеней увеличивается и увеличивается расход пара через ступени, расположенные за обводным клапаном. Расход пара и мощность вырабатываемые обведенными ступенями уменьшаются. Но в целом обеспечивается увеличение мощности турбины, несколько в ущерб КПД. Парораспределение в внутренним обводом отличается только тем, что используется пар частично отработавший в турбине.

Валоповоротное устройство турбины (ВПУ).

ВПУ предназначено для медленного вращения ротора турбины перед пуском в процессе прогрева и при остывании после остановки турбины. Если после остановки турбины оставить ротор в неподвижном состоянии, то из-за неравномерности охлаждения произойдет временный изгиб. Этот изгиб вызван тем, что холодные слои среды скапливаются в нижней, а горячие в верхней частях турбины. Поэтому волокна вала, расположенные снизу сокращаются быстрее и ротор выгибается вверх, приобретая кривизну. Пуск турбины с разбалансированным ротором приведет  к сильной вибрации и возможным задеваниям ротора в проточной части. Искривление неподвижного вала ротора произойдет и при пуске из холодного состояния во время прогрева при пуске обязательно должен медленно вращаться с помощью ВПУ с частотой около 4÷5 об/мин. ВПУ включает в себя редуктор и электродвигатель. Вращение к валу турбины передается через червячную передачу. ВПУ автоматически отключается при частоте вращения ротора, несколько превышающей частоту его вращения.