42.Какие общие отличительные черты имеют все особые режимы работы турбины.

Основной общей отличительной чертой всех особых режимов является то, что они - неэкономичны. Это вытекает уже из известного свойства паровой турбины как теплового двигателя, а именно: паровая турбина имеет максимальный КПД только на одном, расчетном режиме - режиме номинальной мощности (в номинальном режиме).

Из того факта, что особые режимы не соответствуют основному расчетному (номинальному) режиму можно сделать также предварительный вывод и о том, что они (конечно, в различной степени) неблагоприятны и с точки зрения надежности.

Однако сразу же необходимо отметить одно важное обстоятельство: несмотря на внешнюю кажущуюся очевидность того факта, например, что при работе на режимах частичной нагрузок (т.е. - на малых мощностях) надежность турбины должна быть выше, эта «очевидность» обманчива. На самом деле, как мы убедимся в дальнейшем, именно режимы работы на частичных нагрузках являются самыми неблагоприятными для турбины с точки зрения ее надежности (причем, чем меньше расход пара на турбину, тем «хуже» для нее).

Поэтому необходимо четко представлять физическую сторону явлений для того, чтобы делать правильные для эксплуатации выводы.

Все особые режимы являются обусловленными задачами эксплуатации, а зачастую - и вынужденными. Это значит, что они выполняются или вследствие команд диспетчерского пункта энергосистемы (которые, в свою очередь, связаны с какими-то вынужденными обстоятельствами), или по причине необходимости выполнения определенных операций (проверок), или в результате нарушений структуры ПТУ (например, аварийное отключение каких-либо элементов ПТУ) и т.д.

Все особые режимы работы турбины, таким образом, в общем являются неблагоприятными для турбины и нежелательными с точки зрения ее эксплуатации. Поэтому практически все они ограничены по длительности соответствующими документами.

43.Указать особенности режима работы турбины при малых объемных расходах пара.

Изменение давления пара перед группой ступеней (перед турбиной) пропорционально изменению расхода пара.

Определяющим является не сколько массовый, сколько - объемный расход пара (объемный пропуск пара), величина которого зависит не только от положения регулирующего клапана РК, но и от давления в конденсаторе (которое влияет на величину удельного объема пара).

Величина располагаемого теплоперепада ступени (отсека, турбины) изменяется прямо пропорционально изменению квадрата объемного расхода.

Наиболее ощутимое изменение теплоперепада при изменении расхода пара происходит на последней ступени турбины, которая первой «чувствует» изменение расхода. Это связано с тем, что на последней ступени сильнее всего изменяется противодавление.

Отсюда следует важный вывод: при анализе работы турбины на режимах с объемным расходом пара, отличном от номинального, прежде всего необходимо рассматривать работу именно последней ступени. Это тем более важно, что последняя ступень турбины является наиболее напряженной по условиям работы и наиболее сложной по расчету и конструктивному исполнению.

Физические особенности работы последней ступени турбины при малых расходах пара. Последняя ступень турбины в силу своего расположения первой «почувствует» не только изменение массового расхода, но и - изменение давления в конденсаторе (причин которого - множество). Таким образом, последняя ступень наиболее чувствительна к изменению объемного расхода пара. А он влияет на величину располагаемого (а следовательно - и внутреннего) теплоперепада.

Как известно, последняя ступень турбины имеет самые большие геометрические размеры в радиальном направлении. Поэтому изменением параметров пара по радиусу пренебрегать нельзя. Несмотря на использование таких конструкторских приемов, как закрутка (в том числе - «обратная») и тангенциальный наклон рабочих лопаток, эти изменения довольно значительны, что приводит к изменению пространственной геометрии потока. В этой связи особенно важную роль играет изменение реактивности в каждом сечении ступени.

В общем случае реактивность ступени при уменьшении объемного расхода уменьшается. Причем, чем меньше величина начальной степени реактивности (а это, как известно, имеет место у корня рабочих лопаток, т.е. в нижней части осевого зазора ступени), тем сильнее изменяется величина реактивности.

Уменьшение реактивности практически выражается в затормаживании парового потока (в связи с уменьшением величины давления в осевом зазоре). Это в наибольшей степени выражено у корня лопатки, что приводит к перестройке парового потока: линии тока «отжимаются» к периферийной зоне, т.е. поднимаются в меридиональном направлении, что изображено на рис.2. «Полезная» площадь рабочей лопатки т.о. уменьшится, и «работать» будет только верхняя, периферийная часть лопатки, расход через которую увеличится. В корневой и периферийной зонах осевого зазора образуются вихри, вращающиеся вокруг оси ротора со скоростью, почти равной окружной скорости рабочего колеса.

По мере уменьшения объемного расхода пара такая же картина течения потока начнет иметь место поочередно на всех ступенях по направлению к первой, т.е. распространяясь в «нос» турбины. Необходимо повторить, что эксплуатационными причинами всех этих описанных выше процессов могут быть:

а) уменьшение массового расхода пара вследствие прикрытия регулирующего клапана;

б) рост давления в конденсаторе (что приводит к снижению удельного объема пара, или, по-другому, к росту его плотности);

в) совместное действие обоих факторов (а и б).