Преимущества пгу

• Парогазовые установки позволяют достичь электрического КПД более 50 %. Низкая стоимость единицы установленной мощности

• Парогазовые установки потребляют существенно меньше воды на единицу вырабатываемой электроэнергии по сравнению с паросиловыми установками

• Короткие сроки возведения (9-12 мес.)

• Нет необходимости в постоянном подвозе топлива ж/д или морским транспортом

• Компактные размеры позволяют возводить непосредственно у потребителя (завода или внутри города), что сокращает затраты на ЛЭП и транспортировку эл. энергии

• Более экологически чистые в сравнении с паротурбинными установками

Недостатки пгу

• Низкая единичная мощность оборудования (160—972,1 МВт на 1 блок), в то время как современные ТЭС имеют мощность блока до 1200 МВт, а АЭС 1200—1600 МВт.

• Необходимость осуществлять фильтрацию воздуха используемого для сжигания топлива

5-30. Неполадки в работе центробежных насосов

Неисправность	Причина появления	Способ устранения
Отсутствие подачи жидкости после пуска насоса	Недостаточное заполнение всасывающего трубопровода и насоса жидкостью	Повторить заливку при открытых воздушных кранах и закрытой задвижке на нагнетальном трубопроводе
	Неплотности или заедание приемного клапана	Демонтировать клапан и устранить дефекты
	Всасывающий трубопровод или сальник насоса пропускают воздух	Осмотреть трубопровод и сальник, устранить неплотности
	Неправильное направление вращения вала насоса	Поменять местами фазы у статора электродвигателя
	Засорение сетки приемного клапана	Прочистить сетку
Перегрузка двигателя при пуске	Пуск насоса при открытой задвижке напорного трубопровода	Закрыть задвижку и повторить запуск
	Задевание боковыми поверхностями рабочих колёс направляющего аппарата	Проверить сборку ротора и выставить ротор в среднем положении
	Перекос разгрузочного диска	Устранить перекос
	Забивка трубки, отводящей жидкости из камеры разгрузочного устройства, и осевого зазора	Прочистить трубку и зазор
Пониженная подача жидкости насосом	Засорение подводящего трубопровода, рабочего колеса, направляющего аппарата или фильтрующей сетки	Прочистить линию всасывания, каналы рабочего колеса и направляющего аппарата, фильтрующую сетку
	Образование воздушных мешков во всасывающем трубопроводе	Произвести перемонтаж всасывающего трубопровода
	Износ лопаток рабочего колеса или направляющего аппарата	Заменить изношенные детали
	Смещение рабочих колес относительно направляющего аппарата	Разобрать насос, правильно выполнить сборку
	Неисправности в системе регулирования насоса	Проверить работу регулирующей арматуры
	Просачивание воздуха через неплотности линии всасывания и сальники	Произвести подтяжку соединений, при необходимости сменить прокладки и набивку сальников
	Увеличение сопротивления в линии нагнетания	Проверить работу задвижек, осмотреть места возможных засорений и прочистить их
Уменьшение напора в процессе работы	Повреждение напорного трубопровода, попадание воздуха в перекачиваемую жидкость	Прикрыть задвижку напорного трубопровода, произвести его осмотр, устранить дефекты
Нагрев подшипников	Недостаточная подача масла	Прочистить масляные фильтры, проверить работу регулирующих клапанов маслосистемы
	Повышение температуры подаваемого масла	Проверить температуру и расход воды в масляном холодильнике
	Несоответствие применяемого смазочного материала инструкции	Сменить смазочный материал
	Износ подшипников	Ремонт насоса, замена подшипников
Вибрация насоса	Ослабление крепления насоса и электродвигателя к раме	Подтянуть крепление
	Ослабление крепления трубопроводов	Подтянуть крепления
	Кавитация	Прикрыть задвижку на напорной линии, уменьшить сопративление на всасывающей линии, снизить частоту вращения ротора. Если кавитация продолжается – остановить насос
	Расцентровка или динамическая неуравновешанность ротора	Ремонт насоса, балансировка ротора
	Повреждение подшипника	Ремонт насоса, замена подшипника
Нагрев электродвигателя	Нарушена вентиляция	Остановить насос, отключить двигатель и проверить чистоту вентиляционных каналов электродвигателя
	Повышение напряжения сети	Остановить насос и не включать до тех пор, пока напряжение не понизится
	Напряжение сети ниже номинального	Уменьшить подачу насоса
	Неисправности в насосе	Установить причину и устранить
	Неисправности в электродвигателе	Замена и ремонт электродвигателя

5-31. Системы автоматического регулирования турбин. Назначение, требования, регулируемые параметры

5-32. Нарушения и неполадки в работе поршневых нагнетателей

5-33. Системы автоматических защит турбины. Виды, назначение, принцип срабатывания

5-34. Характеристики центробежных насосов, подключенных последовательно и параллельно

5-35. Причины повреждения лопаток паровой турбины

излом происходит из-за появления в опасном сечении лопатки настолько высоких напряжений изгиба, что они превосходят предел прочности материала.

Излом из-за

1) попадания в турбину большого количества воды

Возникает пароводяная эмульсия, возрастает сопротивление вращению. При входе лопаток в эмульсию на них действует ударная нагрузка, взоникает опасность излома.

2) попадания в проточную часть посторонних предметов

небрежно выполненный ремонт, остатки сварочных работ, гайки.

3) сильные радиальные задевания вращающегося ротора о статорные детали.

возникают из-за сильного внезапного прогиба вала, вызванного разбалансировкой изза отрыва лопатки, либо попадания на ротор воды;

изза сильного прогиба корпуса при проявлении большой разности температур верхней и ниждей части корпуса.

5-36. Индикаторные диаграммы поршневых насосов

Индикаторная диаграмма — для различных поршневых механизмов графическая зависимость давления в цилиндре от хода поршня (или в зависимости от объёма, занимаемого газом или жидкостью в цилиндре). Индикаторные диаграммы строятся при исследовании работы поршневых насосов, двигателей внутреннего сгорания, паровых машин и других механизмов.

Индикаторная диаграмма парового двигателя паровоза (показана замкнутой красной линией)

Индикаторная диаграмма представляет собой замкнутую линию. По оси абсцисс откладывают величину хода поршня (или объём рабочей среды), а по оси ординат — давление.

По форме индикаторных диаграмм можно судить об исправности механизма, и при отклонении от нормальной формы диаграммы можно определять - в чём именно заключается неисправность. Иными словами, индикаторные диаграммы используют в технической диагностике поршневых механизмов.

Кроме того, с помощью индикаторных диаграмм можно определять индикаторную мощность и определять КПД механизма.

5-37. Назначение и условия работы сопловых и рабочих лопаток паровой турбины

Направляющие и рабочие лопатки по своему служебному назначению являются основными деталями паровых и газовых турбин как лопаточных двигателей. В совокупности они образуют проточную часть турбины, в которой происходит преобразование тепловой энергии рабочей среды (пара, газа) в механиче¬скую работу вращающегося ротора. Совокупность направляющих и рабочих лопаток называют лопаточным аппаратом турбины. Лопаточный аппарат является самой дорогой и наиболее ответственной частью турбины. Экономичность турбины — ее к. п. д.—в первую очередь зависит от качества выполнения лопаточного аппарата. Трудоемкость изготовления лопаток современной мощной паровой турбины достигает 42—45% от общей трудоемкости изготовления всех ее деталей. Лопатки турбин работают в очень тяжелых условиях. Они подвергаются сильному воздействию центробежной силы, изги¬бающему и пульсирующему воздействию рабочей среды, вызывающему вибрации лопаток, в которых легко могут быть возбуждены резонансные колебания. Все это происходит в первых ступенях турбины при высоких температурах рабочей среды, воздействующей на лопатки как химически, так и механически; в последних ступенях имеет место разъедание (эрозия) входных кромок лопаток частицами воды, содержащейся во влажном паре.

Сопловой аппарат первой ступени турбины обычно выполняют разборным с двухопорными соплами, так как он воспринимает наибольший перепад давления, но с необходимой свободой термического расширения. Все новые ГТУ имеют охлаждаемые сопловые лопатки с выпуском воздуха большей частью в выходную кромку. Этот воздух, смешиваясь с основным потоком газа, работает в последующих венцах турбины, поэтому его расход не наносит большого ущерба для экономичности турбины. Полые охлаждаемые сопловые лопатки изготовляют точным литьем (по выплавляемым моделям). Первая ступень турбины агрегата ГТК-16 ТМЗ имеет сварно-паяные лопатки. Для сопловых аппаратов последующих ступеней в стационарной практике применяют консольно-закрепленные лопатки. Неразборные сопловые аппараты применяют в виде сварных диафрагм. Для них требуются специальные конструктивные мероприятия по обеспечению термоэластичности и для избегания поводок. Предпочтительны полые и тонкостенные диафрагмы без горизонтального разъема.   Неохлаждаемые сопловые лопатки также желательно выполнять полыми для снижения термических напряжений в выходных кромках при внезапных остановах. Во всех случаях необходимо сводить к минимуму теплоотвод от сопловых лопаток к крепящим их деталям статора.   Сопловые аппараты двух и трехвальных ГТУ требуют жесткого допуска на площадь выходного сечения первой ступени каждой турбины для обеспечения расчетного распределения теплоперепадов между ними. В рабочем состоянии площадь у турбин высокого и низкого давлений увеличивается на разную величину.   Особого внимания в конструкции требуют регулируемые сопловые аппараты. Для уменьшения радиальных зазоров по концам лопаток примыкающие к поворотным направляющим лопаткам меридиональные поверхности должны быть выполнены по сферам, описанным радиусами из центра, расположенного на пересечении оси цапф лопатки с осью турбины.

А) Б)

В)

А - двухопорная воздухоохлаждаемая сопловая лопатка; Б - консольно закрепленная  направляющая лопатка турбины; В - регулируемый сопловой аппарат со сферическими ограничивающими поверхностями.

а - конвективного охлаждения с дефлектором; б - конвективно-пленочного охлаждения; в - проникающего охлаждения; г - внутристеночного охлаждения; 1 - дефлектор; 2 - литая лопатка; 3 - пористое покрытие; 4 - теплозащитное покрытие.

5-38. Принцип работы и область применения нагнетателей кинетического действия. Понятие удельной работы, напора и давления нагнетателей

Количество жидкости, подаваемой насосом в единицу време­ни, называют подачей. Ко­личество газа, подаваемого нагнетателем - вентилятором, ком­прессором, принято называть производительностью.

Системой СИ введена массовая подача т, кг/с, - масса рабочего тела, подаваемая нагнетателем в единицу времени. Очевидно, что т = ρ V для насосов и газовых машин; ρ - плот­ность рабочего тела, кг/м³; V - объемная подача насоса, объ­емная производительность газового нагнетателя, м³/с.

При отсутствии утечек рабочего тела массовая подача одина­кова для всех сечений проточной полости нагнетателя. Объем­ная подача приблизительно одинакова по всей длине проточ­ной полости только в насосах и вентиляторах. В компрессорах из-за значительного повышения давления плотность газа по длине проточной полости возрастает и объемная производи­тельность V = т / ρ уменьшается.

Напор, развиваемый нагнетателем, определяется формулой

H = p/ρg, где р - давление нагнетателя.

Напор представляет собой высоту H столба жидкости или газа, уравновешивающего давление р.

Энергетическое совершенство нагнетателей характеризует­ся их удельной полезной работой L_п, Дж/кг, т.е. расходом энер­гии на 1 кг массы подаваемой жидкости (газа)

L_п = p/ρ=gH.

Работа, подводимая на вал нагнетателя, L, Дж/кг, называет­ся удельной работой. Из-за потерь энергии в нагнетателе L> L_п.

Удельная работа компрессоров вычисляется в зависимости от вида термодинамического процесса, свойственного данному типу компрессора.

На вал работающего нагнетателя непрерывно подводится мощность от приводного двигателя. Введем понятие полезной мощности нагнетателя и мощности нагнетателя.

Полезная мощность нагнетателя N_п - работа, сообщае­мая нагнетателем рабочему телу в 1 с.

Руководствуясь соображениями размерности и формулой, можно записать

N_п=mLп/1000

или N_п=ρVgH/1000 - для насосов и вентиляторов;

N_п=ρVH/1000 - для компрессоров.

Мощность, подводимую на вал нагнетателя от приводного двигателя, называют мощностью нагнетателя и обознача­ют N, кВт,

Потери энергии в рабочем процессе нагнетателя определяют­ся неравенством

N_п < N или N_п = N-N_пот.

Энергетическое совершенство насосов и вентиляторов оце­нивается

η = N_п / N.

В рабочих условиях КПД нагнетателя зависит от многих фак­торов - конструкции и размеров машины, рода рабочего тела, режима нагрузки установки, характеристики системы трубопро­водов, подключенной к нагнетателю.

Эффективность установки в целом, состоящей из нагнетате­ля, промежуточной передачи и приводного двигателя, оцени­вается коэффициентом полезного действия уста­новки η = N_п /N_эл, где N_эл - электрическая мощность, подво­димая к двигателю.

5-41. Основные пути развития и совершенствования ДВС

5-42. Компрессоры центробежные и осевые, области применения и характеристики. Сопоставление показателей и обоснование преимущественных зон применения центробежных и осевых компрессоров

Осевые и центробежные компрессоры предназначены для сжатия различных газов. Повышение давления в компрессоре используется на полезную работу и преодоление сил трения в трубопроводах. Компрессор, следовательно, предназначается для перемещения газообразной среды из пространства с низким давлением в пространство с повышенным давлением.

Осевые и центробежные компрессоры различаются между собой направлением основного потока в рабочем колесе. В осевом компрессоре направление потока совпадает с осью вращения рабочего колеса, в центробежном компрессоре поток движется в радиальном направлении.

В осевых и центробежных компрессорах вследствие изменения относительной и окружной скоростей протекающего через рабочее колесо газа возникает статический напор, а вследствие повышения абсолютной скорости - динамический. Для превращения динамического напора в статический газ из рабочего колеса проходит через неподвижные каналы - диффузоры или направляющие аппараты, где вследствие постепенного увеличения проходного сечения скорость газа уменьшается и динамический напор превращается в статический. Повышение давления в осевом и центробежном компрессорах происходит в результате превращения кинетической энергии в потенциальную .

Современные осевые компрессоры могут иметь более высокий к.п.д. и большую производительность, чем центробежные. Но существующие познания в области осевых компрессоров сравнительно невелики, тогда как теория, расчет и конструирование центробежых компрессоров достаточно освоены, что подтверждается большим числом надежным в эксплуатации конструкций, а осевые компрессоры пригодны лишь в определенных пределах мощности, давления и производительности.

Осевые компрессоры используются для обогрева больших помещений, вентиляции, сушки и уничтожения тумана, отсасывания дымовых газов, увлажнения воздуха, утилизации отходящего тепла, отсасывания паров.

Особой областью применения осевых машин является охлаждение. Например установка осевых воздуходувок для охлаждения крупного двигателя внутреннего сгорания. В результате обширных исследовательских работ было достигнуто значительное снижение шума , возникающего при работе воздуходувок , и стало возможным их применение для установок кондиционирования воздуха , вентилирования и охлаждения театров и кино ,больниц , залов заседаний и школьных помещений . На моторостроительных заводах осевые воздуходувки с поворотными лопатками применяются в качестве тормоза для определения мощности двигателей и одновременно для их охлаждения.

Вследствие малых габаритных размеров и веса осевые машины находят все большее применение в транспортных установках для охлаждения и наддува двигателей всех видов, вентилирования и охлаждения железнодорожных вагонов, подачи больших количеств воздуха и газа в разных судовых установках.

В центробежных компрессорах давление газа создается за счет сил, возникающих от воздействия вращающхся лопаток на сжимаемый газ. Область применения центробежных компрессоров по удельным числам оборотов граничит непосредственно с областью осевых . В центробежных компрессорах по сравнению с осевыми могут быть осуществлены большие отношения давлений в ступени при меньшей производительности.

Центробежные воздуходувки применяются для сжатия чистого и запыленного воздуха или газов, для дутья в вагранки, доменные, плевильные, закалочные и обжигательные печи. Центробежные воздуходувки с успехом применяются в установках для пневматического транспортирования зерна, древесных опилок, хлопка и т.д. , а так же для подачи пылевидного топлива . В настоящее время в шахтах и рудниках , в дорожном строительстве , на машиностроительных заводах и в химической промышленности применяется преимущественно пневматический инструмент . Воздух . необходимый для привода большого числа пневматических инструментов, подается центробежными компрессорами с внешним или внутренним охлаждением.

5-44. Регулирование поршневых насосов

5-46. Способы изменения характеристик центробежного насоса