3.2.3 Механізми управління турбіною
При паралельній роботі на одну електричну мережу частота обертання ротора турбіни визначається частотою мережі, і після включення агрегату в мережу виникає необхідність в штучній дії на важіль зв’язку 2 (рисунок 3.2.3) для переміщення зв’язаного з ним золотника сервомотора регулюючого клапана. Механізм, за допомогою якого здійснюється така дія на систему регулювання турбіни, носить назву механізму управління турбіною.
За допомогою цього механізму можна також змінити частоту обертання ротора на холостому ходу, що необхідно для узгодження її з частотою мережі при синхронізації генератора з мережею.
В системах регулювання частоти обертання застосовуються два принципово відмінних механізму управління: з додатковою пружиною та з дією на передаточний механізм.
Принцип роботи системи регулювання частоти обертання, яка має МУТ з додатковою пружиною:
Пружина 2 (рисунок 3.2.5) може бути натягнена або послаблена за допомогою маховика 1. При натягуванні пружини 2 муфта 3, яка пов’язана з пружиною 4 та вантажем 5, переміщається донизу, що відповідає зменшенню частоти обертання ротора та збільшенню навантаження на генератор. Важіль 6 повертається донизу відносно точки b з'єднання його з сервомотором 7, що приведе до перестановки вниз золотника 8, який відкриє підведення масла під поршень сервомотора і злив з камери над поршнем. Поршень переміститься вгору та збільшить відкривання регулюючих клапанів для більшого пропуску пари в турбіну. Після перестановки золотника важелем зворотного зв’язку а b у відсічне положення турбіна буде працювати при новому навантаженні.
Рисунок 3.2.5 – Система регулювання частоти обертання, що має МУТ з додатковою пружиною
3.2.4 Системи регулювання конденсаційних турбін
Система регулювання конденсаційних турбін без промперегріву.
Режим роботи конденсаційного паротурбінного агрегату визначається потужністю, що віддається генератором до загальної електричної мережі; при встановлених режимах вона дорівнює потужності, що виробляється турбіною.
Система регулювання конденсаційної турбіни представлена на рисунку 3.2.6. В даній схемі використовується відцентровий регулятор швидкості. При підвищенні частоти обертання ротора вантажі регулятора 10 розходяться, та збільшення зазору а заставляє золотник 9 зміститись вправо. Зміщення золотника змінює положення вікна відносно кромки Т, що регулює тиск масла в лінії гідравлічного зв’язку Б. Тиск масла в лінії Б зменшується, що викликає зміщення донизу відсічного золотника 15. При цьому збільшується підведення масла з лінії А в лінію Б через нижні вікна цього золотника, що встановлює тиск в лінії Б. Зміщення золотника 15 донизу відкриває вікно підведення в камеру М сервомотору та вікно зливу з камери Н. За рахунок перепаду тиску на поршень, що виникає поршень зміщається вниз, прикриваючи регулюючі клапани, що приведе до зменшення частоти обертання ротора. Одночасно з початком руху поршня сервомотору донизу почне переміщатись зв’язаний з ним важелем 12 золотник 13, зменшуючи злив масла з лінії Б через вікна зворотного зв’язку в своїй нижній частині. Це приведе до підвищення тиску в лінії Б, яке приведе до підйому та установки у відсічне положення золотника 15. Оскільки сервомотор при збільшенні частоти обертання зміститься вниз та зменшить навантаження турбіни, то мета регулювання буде досягнута .
При скиданні навантаження, коли переміщення золотника 9 в бік відбійної пластини регулятора 10 буде значним, відкриваються вікна К, різко знижуючи тиск в лінії В. Золотник 11 зміщається вниз. Плаваюча букса 18, яка слідує за золотником 11, не встигає за ним, оскільки може переміщатись тільки з суворо визначеною швидкістю, що приводить до зливу масла з камери над поршнем 16, яке до цього утримувалось там за рахунок перекришки О. Поршень 16 зміщається вгору і нижнім торцем відкриває злив з лінії Б, викликаючи миттєве зміщення золотника 15 та закриття сервомотору 14. Букса 18 управляється золотником 11 за допомогою відсічного поясу Ж. На верхній пояс Е букси 18 діє тиск масла з лінії А. На нижній торець букси в камері И діє тиск масла, що підводиться з лінії А через відсічний пояс Ж та отвір Д. При зміщенні золотника 11 вниз підведення масла до камери И зменшується і букса 18 також починає зміщатись вниз, слідуючи за золотником 11. Коли частота обертання ротора перестане змінюватись та золотник 11зупиниться, букса 18 дожене його та відновить необхідне значення перекришки О. Дія прискорювача 17 припиниться.
Потужність та частоту обертання ротору турбіни можливо змінювати за допомогою МУТ. Це здійснюється шляхом переміщення верхнього кінця верхнього кінця важеля 6 при обертанні привода 5, що дає зміщення штока 4 та золотника 8, що змінює положення регулюючої кромки Т відносно вікна в золотнику 9. В системі регулювання є обмежувач потужності. Момент досягнення турбіною встановленої потужності фіксується появленням сигналу від букси сигналізатора 1 механізму приводу 2. Колесо 3 зубчастої передачі при обертанні механізмом 2 може переміщатись вздовж золотника 8, змінюючи зазор S. З певного моменту при зміщенні вліво золотник 9 починає переміщати зубчасте колесо 3, золотник 8, шток 4 та важіль 6. Нижній кінець важеля ( точка Л) переміщається вліво. При цьому сигналізатор 1 під дією пружини переміщається слідом за важелем, відкриваючи вікно Г в сильфоні, що приведе до замикання контактів електроконтактного манометру та появи сигналу про необхідність зменшити навантаження.
Система регулювання конденсаційних турбін з промперегрівом.
Системи регулювання потужних парових турбін виконуються електрогідравлічними, тобто такими, що містять електричну та гідравлічну частини, які взаємно пов'язані. Поява в системі регулювання електричної частини зумовлене недостатністю регулювання по швидкості та прискоренню для турбін блочних установок.
Рисунок 3.2.6 - Система регулювання конденсаційної турбіни без промперегріву
Електрична частина системи регулювання (ЕЧСР) складається з електричних датчиків частоти обертання, потужності, тиску свіжої пари та тиску пари проміжного перегріву; функціональні блоки, що забезпечують утримання турбіни на холостому ходу після повного скидання навантаження, а також блоки, що покращують якість роботи системи регулювання.
Основний принцип дії ЕЧСР складається в тому, що при різкій зміні електричного навантаження або відключенні генератора від мережі електричний імпульс надходить в систему регулювання безпосередньо від електричних пристроїв генератора до того, як почнеться зміна частоти обертання ротора та вступить в роботу регулятор частоти обертання турбіни. При відключення генератора від мережі імпульс в ЕЧСР подається від вимикача генератора.
Рисунок 3.2.7– Система регулювання конденсаційної турбіни з промперегріву:
1,2 – сервомотори ЦВТ та ЦСТ;
3,4,5 – сервомотори скидальних клапанів паропроводів промперегріву, стопорних клапанів ЦВТ і ЦСТ;
6 – золотник регулятора частоти;
7 – регулятор частоти;
8 – резервний бак змащування підшипників регулятора частоти;
9 – масляні вимикачі;
10 – автомат безпеки;
11 – електромагнітний вимикач;
12 – золотник автомата;
13 – обмежувач потужності;
14 – проміжний золотник;
15 – електромеханічний перетворювач;
16 – слідкуючий золотник електрогідравлічного перетворювача;
17 – бак САР;
18, 19 – насоси САР;
20 – пружинні акумулятори;
21 – золотник зворотного зв’язку.
Окрім того по другому каналу надходить імпульс, пропорційний прискоренню ротора.
Гідравлічна частина уніфікованої системи регулювання зображена на рисунку 3.2.7 та працює наступним чином:
Регулюючі клапани ЦВТ оздоблені індивідуальними сервомоторами 1. Сервомотори 2 регулюючих клапанів ЦСТ переміщають по два клапани. Відсічні золотники сервомоторів мають кінематичні зворотні зв’язки з кулачками. Переміщення регулюючих клапанів турбін проводиться по сумі ряду дій, більшість з яких формується в ЕЧСР.
В гідравлічній частині є безшарнірний відцентровий регулятор частоти 7, який дозволяє зберегти надійність системи при скиданні навантаження в умовах тимчасового відключення ЕЧСР. Управляючі сигнали дії регулятора частоти, МУТ та ЕГП сумуються диференціальним поршнем проміжного золотника 14. Камера з одного боку поршня цього золотника з’єднана з проточною імпульсною лінією А, зливом масла з якої управляють слідкуючі золотники регулятора частоти та ЕГП. З іншого боку на поршень діє постійна сила напірного тиску масла. Рівновага поршня можлива лише при незмінному тиску в імпульсній лінії А, що забезпечується зміною відкриття вікон а при русі поршня. Через вікна а масло надходить в лінію А. Зміна управляючого сигналу викликає переміщення поршня підсилювача та жорстко зв’язаної з ним букси проміжного золотника, що через проточний золотник 21викличе зміну тиску масла в лінії В, що управляє золотниками головних сервомоторів 1 та 2. Проміжний золотник 14 відсічний. Його встановлення у відсічне положення виконується переміщенням золотника, що розташований всередині рухомої букси. Це переміщення проводиться через важільну передачу поршнем золотника 21, що знаходиться під дією тиску в лінії В.