2. Режимы работы турбоустановки и их изменение

Свежий пар из котельного агрегата (КА) с параметрами: G_o – расход, р_o – давление, t_o – температура, i_o – энтальпия – через главную паровую задвижку и стопорный клапан поступает к четырем регулирующим клапанам цилиндра высокого давления (ЦВД). При сопловом регулировании расхода пара на турбину открытие клапанов, подводящих пар к соплам первой ступени турбины – регулирующей ступени ЦВД, осуществляется последовательно.

Пройдя регулирующую, а затем – восемь нерегулируемых ступеней, пар расширяется до давления в первом отборе р₁, расположенном на выходе из ЦВД. Затем часть пара уходит на регенеративный подогреватель высокого давления ПВД–7 (П7), а основной поток по ресиверным (перепускным) трубам подается в цилиндр низкого давления (ЦНД). Из ЦНД выполняют еще шесть отборов на регенерацию – последовательно (по ходу пара в проточной части) в подогреватели ПВД-6 (П6), ПВД-5 (П5) и предвключенный деаэратор (Д), ПНД-4 (П4), ПНД-3 (П3), ПНД-2 (П2), ПНД-1 (П1). Давления и энтальпии в соответствующих отборах обозначены на схеме как , , , , , , , , , , , . Кроме того, из 6-го отбора пар в количестве подается также на верхний сетевой подогреватель турбины (ВСП), а из 7-го отбора – на нижний сетевой подогреватель (НСП) в количестве .

Ротора обоих цилиндров турбины и ротор генератора связаны муфтами в единый валопровод, имеющий синхронную частоту вращения n=50с^-1.

Конденсационная установка турбины включает в себя собственно конденсатор (К), который связан по паровому пространству с выхлопом турбины и имеет основной трубный пучок и встроенный пучок (ВП), а также воздухоудаляющие устройства (эжекторы), конденсатные насосы (КН), конденсатосборник, трубопроводы добавочной воды, рециркуляции и другие. В конденсаторе при практически постоянном давлении , определяемом температурой насыщения , происходит конденсация поступающего туда пара при температуре, принимаемой равной . Теплота конденсации отводится охлаждающей водой: либо циркуляционной, подаваемой в основные пучки и отводящей эту теплоту в окружающую среду, либо технологической или сетевой водой, подаваемой обычно во ВП.

Для восполнения потерь рабочего тела в цикле установки предусмотрена подача в конденсатор добавочной воды в количестве после химводоочистки.

За сальниковым подогревателем установлен клапан рециркуляции, который в случае необходимости возвращает часть основного конденсата в количестве в паровое пространство конденсатора, не допуская снижения расхода основного конденсата через холодильник эжектора, сальниковый холодильник и сальниковый подогреватель ниже определенной величины, что обеспечивает надежную работу этих аппаратов. При поступлении конденсата по линии рециркуляции имеют место дополнительные потери теплоты в конденсаторе в случае охлаждения его циркуляционной водой.

Система регенерации турбины предназначена для подогрева конденсата и питательной воды. После клапана рециркуляции основной конденсат последовательно проходит П1, куда подается пар из 7-го отбора в количестве G₁; затем П2, куда поступает пар из 6-го отбора в количестве G₂; П3, получающий пар из 5-го отбора в количестве G₃; П4, питаемый паром в количестве G₄ из 4-го отбора. Отборы обычно нумеруют по ходу пара в проточной части, а подогреватели по ходу воды. Вода проходит внутри трубок соответствующих подогревателей (регенеративных, сетевых, конденсатора), а пар омывает эти трубки с внешней стороны. Конденсат греющего пара (дренаж) из П4 самотеком сливается в корпус П3. Дренажи подогревателей П3 и П2 дренажными насосами подаются в линию основного конденсата, что обеспечивает наивысшую тепловую эффективность схемы для этих подогревателей. Ввиду того, что подогреватель П1 во многих режимах отключается по пару и нагрева воды в нем тогда не происходит, наиболее эффективным способом отвода дренажа этого подогревателя является изображенный на схеме слив дренажей П1, сальникового подогревателя и холодильника эжектора в конденсатосборник конденсатора.

После ПНД конденсат направляется в деаэратор, который служит для удаления из воды растворенных в ней газов с целью предотвращения коррозии подогревателей, трубопроводов и поверхностей нагрева котлоагрегата. Деаэратор состоит из деаэрационной колонки и бака. Основной конденсат подается в верхнюю часть колонки, а греющий пар 3-го отбора через регулятор давления – дроссельный регулирующий клапан (ДРК) – в нижнюю. Давление пара на входе в деаэратор поддерживается на уровне 0,6 МПа, за исключением режимов, когда давление в отборе падает ниже этой величины, что обеспечивает постоянство температуры насыщения в деаэраторе (примерно 159°C). Охлаждаясь и конденсируясь, пар нагревает основной конденсат до указанной температуры, выделившиеся газы вместе с небольшим расходом пара удаляются из деаэратора из верхней части его колонки (выпар деаэратора).

Из деаэратора питательная вода в количестве питательным насосом (ПН) подается в котельный агрегат через подогреватели высокого давления (ПВД) П5, П6 и П7. Дренажи ПВД сливаются каскадно через регуляторы уровня, поддерживающие требуемый уровень жидкости в подогревателях, из П7 в П6, затем из П6 в П5, а потом из подогревателя П5 в деаэратор. При пониженной паровой нагрузке турбины, когда давления в П5 недостаточно для подачи дренажа в деаэратор, дренаж ПВД из П5 автоматически направляется в П4.

Поступающий в ПВД пар последовательно проходит три элемента подогревателя: пароохладитель, собственно подогреватель, охладитель дренажа, а питательная вода проходит вышеназванные элементы в обратной последовательности.

Теплофикационная установка турбины служит для подогрева воды тепловой сети. На подаче воды в НСП расположены сетевые насосы первого подъема (на схеме не показаны), создающие давление, необходимое для перекачки воды через сетевые подогреватели (они рассчитаны на давление воды до 0,78 МПа), а после ВСП расположены сетевые насосы второго подъема (СН), рассчитанные на подачу прямой сетевой воды через ПВК в тепловую сеть. В схеме установки возможно полное или частичное отключение сетевых подогревателей не только по воде (путем обвода), но и по пару (путем закрытия соответствующих задвижек).

Отборы турбины, из которых подают пар на сетевые подогреватели, называют соответственно нижним (седьмой отбор) и верхним (шестой отбор). Эти отборы называют также теплофикационными отборами, а группу ступеней ЦНД, расположенных между ними (22-я и 23-я в турбине) – промежуточным отсеком турбины. Предыдущий по ходу пара отсек турбины называют предотборным (он включает 20-ю и 21-ю ступени). Для отвода дренажа греющего пара сетевых подогревателей установлены дренажные насосы (ДН), откачивающие его в линию основного конденсата.

Теплофикационная паротурбинная установка типа Т-50 предназначена для производства и отпуска потребителям (из отопительных отборов) низкопотенциальной (до 125°C) тепловой энергии в виде горячей воды и привода электрогенератора частотой 50 Гц. Максимальный расход пара на турбину составляет 75 кг/с, начальные параметры пара – давление 12,75 МПа, температура 555°C. Турбина может работать в теплофикационном режиме, когда включены оба или только один нижний сетевые подогреватели и в них подается для нагрева сетевая вода, а также в конденсационном режиме, когда сетевые подогреватели отключены по пару и туда не подается сетевая вода.

Регулирование отпуска теплоты может осуществляться несколькими способами. Основной из них – путем изменения степени открытия РД ЧНД. При закрытии РД расход пара в конденсатор снижается, а на сетевые подогреватели (при неизменном расходе пара на турбину) – увеличивается. За счет этого возрастает тепловая нагрузка, что приводит, в свою очередь, к росту температуры сетевой воды на выходе из ВСП и НСП, росту давления насыщения в подогревателях, а следовательно – и давления в верхнем и нижнем отборах

Однако при полном закрытии РД расход пара в конденсатор нельзя уменьшить до нуля как в связи с конструкцией самой этой диафрагмы, так и для обеспечения вентиляционного пропуска пара в конденсатор, необходимого для отвода теплоты, выделяющейся ступенями ЧНД при работе в режиме потребления мощности (при малых пропусках пара).