36.Задачей системы смазки паровой турбины явля­ется надежная подача необходимого количества масла к подшипникам для того, чтобы

• уменьшить потери мощности на трение в подшипниках;

• предотвратить износ поверхностей трения;

• отвести теплоту, выделяющуюся при трении, а также передаваемую от горячих частей турбины.

Переход на независимый привод насосов смазки от электродвигателей стал возможным благодаря достаточно высокой надежности питания собственных нужд на современных мощных электростанциях.

Снятие главного масляного насоса с вала турбины и переход к автономным насосам с электроприводом были ускорены применением различных жидкостей в системах регулирования (воды или огнестойкого синтетического масла) и смазки (минерального масла).

Задача резервирования маслоснабжения подшипников кардинально решается применением противоаварийных емкостей — бачков, встроенных в крышки подшипников агрегата (рис. 19). Масло от насоса поступает в бачок, откуда по двум трубкам подводится к вкладышу подшипника. По одной из них масло подается при нормальной работе, когда бачок находится под давлением.

При прекращении подачи масла от основных и аварийных насосов давление в бачке снижается до атмосферного и масло поступает в подшипник по другой трубке самотеком. Одновременно защита по падению давления в системе смазки отключает генератор от сети.

3 8. Принципиальная схема эжектора изображена на рис. 6. Рабочее тело (пар — в пароструйном эжекторе, вода — в водоструйном) подается под давлением в приемную камеру, откуда через сопло (или несколько сопл) с большой скоростью направляется в камеру смешения, соединенную с паровым пространством конденсатора. Струя рабочего тела (пара или воды), обладая большой кинетической энергией, увлекает за собой паровоздушную смесь из камеры в суживающуюся часть канала переменного сечения и далее поступает в диффузор, в котором происходят торможение потока и преобразование кинетической энергии в потенциальную. Вследствие этого давление на выходе из диффузора превышает давление во внешней среде.

Рис. 6. Принципиальная схема эжектора; 1 — приемная камера; 2 — сопло; 3 — камера смешения; 4 суживающаяся часть канала; 5 — диффузор

водоструйные эжекторы, рабочим телом в которых служит вода, отбираемая из напорного циркуляционного водовода в количестве 5—7 %. Водяные эжекторы могут создавать более глубокий вакуум, чем пароструйные. Однако отсасываемый пар и его теплота теряются.

41.

Рис 7. Принципиальная схема двухступенчатого пароструйного эжектора:

I , II — первая и вторая ступени эжектора;

1 — приемные камеры; 2 — сопло; 3 — диффузор; 4 — холодильник; 5 — вход паровоздушной смеси; б — выхлоп эжектора; 7 — подвоя рабочего пара; 8 — вход охлаждающей волы; 9 — сброс дренажа; 10 — отвод дренажа и конденсатор

Отсасываемая из кон­денсатора паровоздушная смесь поступает в прием­ную камеру первой ступени эжектора и далее через диффузор направляется в холодильник, где проис­ходит конденсация пара. Образовавшийся конден­сат удаляется в конденсатор, а неконденсируюшиеся газы с примесью пара попадают во вторую сту­пень эжектора. Через патрубок газы (выпар) из хо­лодильника второй ступени удаляются в атмосферу, а конденсат перепускается в холодильник первой ступени (линия 9) и затем в конденсатор (линия 10). Рабочее тело в двухступенчатом эжекторе, изобра­женном на рис. 8.16, практически не теряется.

43. Обводное парораспределение чаще всего применяют вместе с дроссельным. Однако в ряде случаев оно сочетается и с сопловым парораспределением для обеспечения перегрузки турбины сверх экономической мощности.

К первой ступени пар подводится через клапан 1, который работает как дроссельный до тех пор, пока давление перед соплами первой ступени не станет равным давлению свежего пара. Как только давление перед первой ступенью станет близким к давлению свежего пара, начинает открываться обводный клапан 2, через который часть пара, обходя первую группу ступеней, направляется непосредственно к третьей ступени.

Рис. 7. Распределение расходов пара при обводном парораспределении конденсационной турбины

Расход пара через первую группу ступеней достигает своего максимума G₁^макс при р₁/p₀=1, т.е. когда давление р₁ перед первой ступенью турбины равно давлению р₀ свежего пара.

По мере открытия второго клапана расход пара G_x через него растет, но при этом повышается давление р_х в перегрузочной камере и соответственно уменьшается расход пара G_I через первую группу ступеней. Дуга эллипса аb, разделяющая суммарный пропуск пара на два потока (рис.7), нанесена на диаграмму путем расчета относительного расхода пара G₁/G₀ через первую группу ступеней по формуле Флюгеля при различных суммарных пропусках пара через турбину.

При расчете и эксплуатации обводного парораспределения необходимо строго следить за тем, чтобы расход пара через первую группу ступеней при всех режимах, даже при полностью открытом обводном клапане 2, был достаточен для отведения теплоты, выделяемой в результате потерь на трение и вентиляцию в ступенях этой группы.

В турбинах с обводным регулированием, рассчитанных на высокую начальную температуру пара, вместо наружного применяют внутренний обвод пара, осуществляемый обычно из камеры регулирующей ступени в одну из промежуточных ступеней (рис.), При этом после достижения экономичной нагрузки и допустимых параметров пара в камере регулирующей ступени дальнейшее нагружение турбины производится одновременным открытием обводного клапана и регулирующего клапана.

45. P_u=G(c_1u-c_2u),

М_т= P_u·r= G(c_1u-c_2u) ·r,

N_т= М_т·ω= G(c_1u-c_2u) ·r·2π·n.

46.При выборе системы парораспределения надо исходить из назначения турбины. Если турбина предназначается для покрытия базовой нагрузки электрической сети, ее следует проектировать с как можно более высоким КПД. Такая турбина в процессе эксплуатации должна работать по возможности с постоянной номинальной нагрузкой и может быть выполнена с небольшим числом регулирующих клапанов при сопловом парораспределении или даже с чисто дроссельным парораспределением.

Из-за значительного колебания электрических нагрузок в энергосистемах большинство паротурбинных установок, включая блоки мощностью 500 и даже 800 МВт, необходимо проектировать для работы не только при полной, но и при значительно (до 50%) сниженной нагрузке. При этих условиях наиболее рациональной является система соплового парораспределения.

Однако кроме экономичности следует учитывать также и условия надежности работы турбины. В турбинах с сопловым парораспределением в лопатках регулирующей ступени возможно возникновение значительных динамических напряжений изгиба из-за парциального подвода пара.

Немаловажным является и то обстоятельство, что изменение нагрузки турбины при сопловом парораспределении приводит к значительно большим колебаниям температуры пара в промежуточных ступенях, чем при дроссельном парораспределении.

Преимущества соплового парораспределения проявляются при большом расчетном теплоперепаде регулирующей ступени в режиме переменной нагрузки турбины. Вместе с тем увеличение Н₀₀^р.ст приводит к снижению экономичности турбины при ее полной нагрузке.

Отсюда следует, что для турбин, работающих длительное время с полной нагрузкой, предпочтительнее выбирать меньший теплоперепад регулирующей ступени, а для турбин, работающих с резко переменной нагрузкой, — больший теплоперепад.

Задача о выборе числа сопловых сегментов при сопловом парораспределении и о влиянии числа регулирующих клапанов на экономичность турбин при сниженной нагрузке обычно решается исходя из графика их нагрузки. На рис.9 представлены кривые изменения мощности в зависимости от расхода пара через турбину для чисто дроссельного парораспределения (кривая bc) и для идеального соплового парораспределения с бесконечно большим числом сопловых групп (кривая bа).

При уменьшении расхода пара мощность турбины с дроссельным парораспределением снижается больше, чем мощность турбины с идеальным сопловым парораспределением.

Выигрыш мощности зависит от числа групп сопел.

П ереход от четырех к большему числу сопловых групп дает совсем небольшую дополнительную мощность, но усложняет конструкцию турбины. Поэтому, как правило, при сопловом парораспределении применяют четыре сопловые группы и очень редко шесть — восемь сопловых групп.

Рис. 16. Треугольники скоростей при расчетном и уменьшенном теплоперепадах ступени

48.

Рис. 17. Треугольники скоростей при расчетном и увеличенном теплоперепадах ступени

49. С появлением блочной компоновки теплосило­вой установки пуск турбины стали производить од­новременно с растопкой котла, т.е. на скользящих параметрах пара, причем не только повышение час­тоты вращения и включение генератора в сеть, но и повышение нагрузки турбины вплоть до полной осуществляется при постепенно нарастающих дав­лении и температуре свежего пара, при полностью открытых регулирующих клапанах.

При регулировании мощности органами парораспределения турбины в котле и паропроводах свежего пара поддерживается постоянное номинальное давление. При регулировании же мощности котлом, когда регулирующие клапаны турбины полностью открыты и нагрузка изменяется примерно пропорционально давлению свежего пара, длительная работа при пониженном давлении повышает надежность и долговечность поверхностей нагрева котла и паропроводов, идущих к турбине.

Кроме того, поскольку давление пара перед тур­биной меняется (скользит) плавно, а температура пара поддерживается постоянной (номинальной), то при полностью открытых регулирующих клапа­нах температура большинства ответственных эле­ментов турбины сохраняется неизменной. Благода­ря этому при изменении нагрузки отсутствует не­равномерность температурных полей в поперечных сечениях корпуса турбины, вызывающая термиче­ские напряжения, специфические для частичной на­грузки турбин с сопловым парораспределением; не появляются относительные тепловые расширения (или укорочения) ротора; снижаются напряжения изгиба, особенно динамические, в лопатках первой ступени. Перечисленные обстоятельства заметно улучшают надежность и маневренность турбины, не говоря уже о возможности упрощения ее конст­рукции (путем отказа от соплового парораспределения) и повышения экономичности за счет этого от­каза при номинальном режиме.

Изменение экономичности турбинной установки при переходе с клапанного регулирования мощности на регулирование способом скользящего давления видно из процесса расширении пара в h,s-диаграмме (рис.10.) в ЦВД конденсационной турбины с высокими начальными параметрами пара и промежуточным перегревом, имеющей дроссельное парораспределение, при расчетном (Go) и половинном (G/G0 = 0,5) расходах пара для двух случаев:

-при постоянном давлении свежего пара;

-при скользящем давлении свежего пара.

Рис. 6.25. Процесс расширения пара в h,s-диаграмме в ЦВД конденсационной турбины с дроссельным парораспределе­нием