Многоступенчатая турбина активного типа и процесс расширения в ней в h - s диаграмме .Коэффициент возврата теплоты.

На входе в турбину свежий пар поступает к со­плам первой ступени, установленным в сопловом коробке. Рабочие лопатки первой и последующих ступеней расположены на дисках, откованных заод­но с валом. После рабочих лопаток первой ступени пар поступает к соплам второй ступени, располо­женным в диафрагме. Диафрагмы второй, третьей и четвертой ступеней установлены в пазах корпуса турбины. Для уменьшения протечек пара через за­зор между валом и диафрагмой в паз расточки диа­фрагмы устанавливается диафрагменнос уплотне­ние. На рис. 4.1 показано также распределение вдоль оси турбины давления р и крутящего момента М на валу. Давление пара уменьшается в каждой ступени немного. В активных ступенях это снижение давлсния осуществляется в сопловых лопатках. Крутящий момент на валу от ступени к ступени увеличивается за счет суммирования крутящих моментов, создавае­мых паровым потоком в каждой ступени. Через пра­вый конец вала от турбины к приводимой машине передастся мощность, определяемая моментом М на валу и угловой скоростью ротора ω: N=Mω

Процесс расширения пара в h-s-диаграмме для турбины, состоящей из четырех активных ступеней, представлен на рис. 4.2. По мере расширения пара от ступени к ступени давление егоуменьшается, а удельный объем увеличивается. В результате этого длина сопловых и рабочих лопаток вдоль проточ­ной части также увеличивается. Интенсивность воз­растания высоты лопаток определяется значениями соответствующих чисел М для ступени. С увеличе­нием числа М интенсивность возрастания высот ло­паток повышается. При числах М, близких к нулю (приближение к условиям течения несжимаемой жидкости), высоты лопаток практически не изменя­ются вдоль проточной части.

Одним из преимуществ многоступенчатой тур­бины является использование части потерь энергии предыдущих ступеней для получения полезной ра­боты в последующих ступенях. Потери энергии в ступени переходят в теплоту и повышают энталь­пию пара за ступенью. В области перегретого пара это приводит к повышению температуры пара за ступенью, а в области влажного пара к увеличению степени сухости пара х. За счет повышения темпе­ратуры или степени сухости пара тсплоперспад сту­пени увеличивается по сравнению с теплоперепа-дом этой ступени, отсчитанным по основной изоэн-тропе идеального расширения пара в турбине. Из рис. 4.2 видно, что Н₀^”>(H₀^”)^’ и т.д. Это повышение теплоперепадов, как извест­но, вызывается расхождением изобар в Л, s-диа­грамме в направлении увеличения энтропии.

Таким образом, если суммировать теплоперспадыступеней ,то их сумма ока­жется больше теплоперспада турбины по основной изоэнтропе Н₀:

Σ Н₀ ⁱ - H ₀ = Qi=1

Здесь Q— возвращенная теплота потерь энергии ступеней, которая увеличивает располагаемую энергию ступеней многоступенчатой турбины по сравнению с одноступенчатой.

За счет явления возврата теп­лоты внутренний относительный КПД турбины по­вышается по сравнению с внутренним относитель­ным КПД одиночной ступени. Это увеличение КПД определяется коэффициентом возврата теплоты, ко­торый изменяется в пределах от 0,02 до 0,10 в зави­симости от Н₀, числа ступеней и КПД.

 

Особенности пуска, остановка и эксплуатация турбин.

Технология пуска турбины в большой степени зависит от температурного состояния оборудования перед ним. В соответствии с этим различают пуски из холодного, неостывшего и горячего состояний. Эта классификация (для энергоблоков) производит­ся по температуре турбины и главных паропрово­дов перед пуском.

Если котел и паропроводы блока ТЭС полно­стью остыли, а температура турбины не превышает 150 °С, то считают, что пуск происходит из хо­лодного состояния. Для мощных энергоблоков для остывания до такой температуры требуется не менее 90 ч. Пускам из горячего состояния со­ответствует температура турбины 420—450 °С и выше. Такая температура достигается за 6—10 ч. Промежуточным значениям температуры турбины перед пуском соответствуют пуски из неостыв-шего состояния.

На практике обычно пусками из горячего состоя­ния называю! пуск после ночного простои, из неос-тывшего состояния — после простоя в субботу и воскресенье, из холодного состояния — после про­стоев большей длительности. Пуск турбины из лю­бого температурного состояния должен проводиться с учетом явлений, возникающих при нестационар­ных тепловых режимах, рассмотренных выше.

Всякое удлинение пуска приводит к дополни-тельным затратам топлива. Поэтому пуск должен производиться быстро, однако не в ущерб надежно­сти. Таким образом, основной принцип проведения пуска состоит в том, что он должен проводиться со скоростью, максимально возможной по услови­ям надежной работы.

Пуск турбины запрещается при неисправ­ности основных приборов, показывающих протекание теплового процесса в турбине и ее меха­ническое состояние. К 1аким приборам относятся та­хометр, приборы, измеряющие температуру и давле­ние свежего пара и пара промежуточного перегрева, а также вакуум и температуру в выходном патрубке.

Пуск турбины запрещается при неисправ­ности системы защиты. Хотя система защиты имеет несколько независимых контуров, пуск турби­ны не разрешается, если неисправен хотя бы один из контуров, обеспечивающих прекращение подачи па­ра в турбину. Автомат безопасности турбины (каж­дый из бойков или каждое из колец) должен быть правильно настроен и безупречно работать.

ОСТАНОВКА ТУРБИНЫ И ЕЕ ПУСК ИЗ ГОРЯЧЕГО И НЕОСТЫВШЕГО СОСТОЯНИЙ

Явления, возникающие в турбине при снижении нагрузки и остановке

При снижении расхода пара через турбину в ее проточной части изменяются давление и температу­ра. Наиболее сильное влияние на режим остановки турбины оказывает изменение температуры, осо­бенно для неблочных турбин, а также для тех блоч­ных турбин, снижение нагрузки которых осуществляется при номинальном давлении свежего пара. Если снижение нагрузки производить скольжением начального давления без изменения начальной тем­пературы пара, то температура в проточной части изменяется также мало.

Изменение температуры в проточной части тур­бины приводит к тем же явлениям, какие возникают и при се пуске: появляется несовместность тепловых расширений отдельных дета­лей, а в них самих возникают тем пературные напряжения. Однако при остановке турбины эти явления проявляются специфически, поэтому они требуют отдельного рассмотрения.

Наиболее опасным явлением при остановке тур­бины является относительное сокращение ротора основной причиной которого является поступление в камеру регулирующей и последующих ступеней пара пониженной температуры. Ротор, омываемый паром по большой поверхности и с высокой интен­сивностью, быстро охлаждается и сокращается. Корпус турбины, имеющий гораздо большую массу и экранированный во многих случаях обоймами, охлаждается хуже, поэтому отстает от ротора в сво­ем сокращении.

Остановка турбины в горячий резерв

При остановке турбины в горячий резерв пред­полагается ее пуск после относительно короткого времени. Как правило, это остановки на ночь или на субботу и воскресенье.

При остановке турбины в горячий резерв необ­ходимо сохранить ее температуру как можно бо­лее высокой, так как это не только сократит и облег­чит последующий пуск турбины, но и уменьшит по­терн теплоты на нагрев се деталей до номинальной температуры. С этой точки зрения наилучшим спо­собом остановки турбины был бы мгновенный сброс нагрузки. В этом случае не происходило бы охлаждения турбины во время разгружения. Сброс любой нагрузки, особенно полной, является очень серьезным испытанием для турбины, поэтому как способ остановки он вообще неприемлем. Можно говорить об очень быстрой разгрузке турбоагрегата и отключении его от сети. Однако мощность многих турбоагрегатов в настоящее время настолько вели­ка, что может составлять значительную долю мощ­ности энергосистемы, в которой они работают. Бы­строе исключение из работы значительной мощно­сти в этом случае может привести к неустойчиво­сти работы всей энергетической системы. Поэтому такой способ не применяется.

Обслуживание систем маслоснабженияи смазки

Надежность систем маслоснабжения и смазки обеспечивается тщательным уходом за всем обору­дованием и внимательным наблюдением за пара­метрами, характеризующими работу. В инструкци­ях по эксплуатации обязательно указывается давле­ние в системах регулирования, смазки и на всасы­вающей стороне масляных насосов.

Для нормальной работы турбины должен пра­вильно функционировать масляный бак, обеспечи­вая длительную сохранность масла, отделение от него воздуха, шлама и твердых частиц. Уровень масла в баке должен соответствовать требованиям инструкции по эксплуатации и проверяться с преду­смотренной регулярностью (обычно 1 раз в смену). Одновременно необходимо следить за исправно­стью сигнализации о минимально допустимом уровне и разностью уровней в грязном и чистом от­секах масляного бака.

 

38.Геометрические характеристики решеток сопловых и рабочих(….)Графики зависимости эффективного угла выхода от относительного шага и угла установкипрофиля.

Геометрические характеристики сопловой ре­шетки осевой ступени приведены на рис. 2.25. Здесь представлены меридиональное сечение (по­лученное при пересечении плоскостью, проходя­щей через ось турбины) и развертка цилиндриче­ского сечения по среднему диаметру ступени.

Потери энергии и другие газодинамические ха­рактеристики решеток зависят от геометрической формы канала между соседними лопатками, которая определяется формой профиля лопатки.

Поэто­му основной геометрической характеристикой ре­шетки следует считать тип и форму профиля лопат­ки. На рис. 2.25 показана решетка с суживающими­ся каналами и соответствующей формой профиля, применяемая для потоков с дозвуковыми скоростя­ми. Формы профилей для других условий течения будут рассмотрены ниже.

Рассмотрим часто используемые геометрические характеристики сопловых решеток:шаг решетки t₁ — расстояние между соседними

профилями; измеряется отрезком между сходствен­ными точками соседних профилей; горло O₁| — минимальный размер канала на вы­ходе из решетки; измеряется диаметром вписанной в канал окружности; эффективный угол выхода потока α_1э = arcsin 0₁\t₁. Этот геометрический параметр

в большой степени определяет направление потока за решеткой; хорда профиля b₁ — расстояние между наибо­лее удаленными точками профили (в цилиндриче­ском сечении); ширина решетки В₁ — расстояние по перпенди­куляру к фронту решетки. Фронтом решетки назы­вается линия, параллельная направлению окружной скорости рабочих лопаток; угол установки профиля в решетке α_y — угол между направлением, противоположным направле­нию окружной скорости, и касательной к выходной и входной кромкам профиля. Изменяя угол установ­ки профиля в небольших пределах, при формирова­нии решетки можно получить различные значения эффективного угла выхода <Х|_Э; толщина выходной кромки лопатки Δ _1Kp —диа­метр окружности, вписанной между обводами про­филя вблизи выходной кромки; высота (длина) лопатки на выходе из решетки l₁— размер канала на выходе из решетки, измеряе­мый по радиусу ступени;

Определения геометрических характеристик для сопловой решетки справедливы и для рабочей ре­шетки. Геометрические характеристики рабочей решетки приведены на рис. 2.26 и имеют следую­щие обозначения:

 

 

 

 

---

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 462; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!