4. Маневренность турбин. Общая хар-ка. Основные факторы, опред. Маневренность турбин. Способы повышения маневренности и расширения регулировочного диапазона турбоагрегатов.

Маневренность ТЭС - способ­ность выполнять переменный суточный график электри­ческой нагрузки. Маневренность – это комплексное понятие, включающее в себя: допустимый диапазоизменения нагрузки; допустимую скорость изменения нагрузки; возможность длительное время работать на различных нагрузках и режимах, без ограничения надежности эксплуатации; продолжительность пуска оборудования из различных состояний.

Основные факторы маневренности: 1.Скорость изменения нагрузки: МВт/мин 2.Диапазон регулирования 3.Технический минимум (длительность работы на данном уровне) 4.Время пуска оборудования и набора нагрузки 5.Возможность подхвата нагрузки (приемистость) 6.Возможность экономичности 7.Ограничение ресурса, связанное с работой в переменных режимах 8.Ограничения, связанные с видом топлива

Характеристики: Регулировочный диапазон оборудования, это диапазон изменения нагрузки от минимума до максимума, без существенных переключений в технологической схеме, позволяющий выполнять действия изменения нагрузки в автоматическом режиме. Технологичский (регуировоный) диапазон –как правило применяется для теплофикационных турбин и определяется разностью между номинальной и минимальной нагрузкой оборудования (паровой турбины) при обеспечении заданного отпуска тепла с заданными параметрами. Технический минимум оборудования - определяется возможностью длительной работы оборудования, без существенного снижения надежности и долговечности оборудования

Основными факторами, определяющими маневренные характеристики паровых турбин, являются:

1) Температурные напряжения в толстостенных элементах, характеризующие опасность возникновения термоусталостных трещин;

2) Перемещения роторов ЧВД, ЧСД и ЧНД по отношению к соответствующему корпусу турбины (относительные перемещения), характеризующие опасность задевания вращающихся частей за неподвижные; 3) Усиление вибрации на частичных нагрузках.

Наибольшие температурные напряжения при изменении нагрузки возникают в роторах турбин ввиду наибольшей скорости изменения их температур. Наиболее опасными элементами являются паровпуск турбины, зона регулирующей ступени, выточки на валу турбины-галтели, тепловые канавки, где возникает местная концентрация напряжений.

Другим опасным элементом считается корпус ЦВД, наиболее толстостенная деталь турбины.

Температурные напряжения в корпусах турбин контролируются по разностям температур:

1) между верхом и низом корпуса; 2) по длине корпуса; 3) по толщине стенки корпуса; 4) по ширине фланцев горизонтального разъема; 5) между фланцами и шпильками; 6) между фланцами и корпусом.

Важным ограничивающим фактором маневренности турбин является относительное смещение роторов. Причина: со стороны входа пара в цилиндр обычно имеется упорный подшипник, фиксирующий положение ротора относительно корпуса в этом месте. При изменении нагрузки или при пусках температура ротора изменяется быстрее корпуса. Поэтому свободный конец ротора начинает смещаться относительно корпуса, в результате возникает опасность задевания неподвижных частей.

Одной из причин усиления вибрации турбин является неравномерный прогрев корпуса. Например, появление разности температур между верхним и нижним фланцами горизонтального разъема, а также между корпусом и фланцем приводит к усилению вибрации. Причиной этого является температурное коробление корпуса.

Причиной ограничения продолжительности работы турбины на малых нагрузках и на холостом ходу является чрезмерный нагрев выхлопного патрубка, что приводит к опасности разрушения лопаточного аппарата ротора ЧНД.

Способы

Для расширения маневренности паровых турбин проводят различные мероприятия. К конструктивным относятся: применение системы парового обогрева шпилек и фланцев горизонтальных разъемов турбин при пуске турбин; уменьшение ширины фланцев; локализация областей высоких температур путем экранирования ротора и области паровпуска; применение двустенной конструкции цилиндров (прежде всего - ЦВД); конструирование маневренных турбин с повышенными осевыми и радиальными зазорами; улучшение качества тепловой изоляции цилиндров путем использования метода напыления; применение системы охлаждения выхлопного патрубка ЦНД при малых нагрузках.

В процессе эксплуатации: предтолчковый прогрев перепускных труб при пусках энергоблоков;

- подача пара повышенной температуры на концевые уплотнения турбины при пусках блока из горячего состояния.