7. Скользящее и комбинированное скользящее регулирования давления пара, преимущества и проблем

В начале ознакомительная часть(ее надо почитать!) Писать надо с пункта Работа турбины на частичных нагрузках при скользящем регулировании.

При эксплуатации оборудования (энергоблоков) на частичных нагрузках, особую роль в выборе технологии режима играет конструктивное решение системы парораспределения турбины.

В настоящее время в теплоэнергетике на современных турбинах используется либо сопловое парораспределение, либо дроссельное.

При использовании соплового парораспределения могут быть реализованы следующие технологические способы (режимы) регулирования:

регулирование на номинальном давлении перед турбиной

Сопловое

парораспределение регулирование на скользящем давлении Р₀=var, t₀=const

комбинированное регулирование:

1 этап - Р₀= const; 2 этап - Р₀=var.

При наличии на турбине дроссельного парораспределения можно реализовать только два способа регулирования:

н а номинальном давлении Р₀= const.

Дроссельное

парораспределение

на скользящем давлении Р₀=var.

При использовании указанных способов регулирования можно рассматривать их эффективность с нескольких точек зрения:

• тепловая экономичность режима;

• надежность длительной эксплуатации;

• простота и удобство реализации.

При работе на частичных нагрузках, при дроссельном парораспределении и работе с постоянным давлением перед регулирующим клапаном, снижение нагрузки определяется расходом пара на турбину. Уменьшение расхода пара производится за счет частичного прикрытия регулирующего клапана на входе в турбину. В результате проходное сечение клапана уменьшается, расход пара уменьшается, вследствие этого происходит дросселирование потока пара идущего на турбину. Так как у нас имеется только один регулирующий клапан, то весь поток пара подвергается дросселированию

В результате дросселирования, происходит существенное снижение давления, которое изменяется пропорционально снижению расхода пара. На рис. 3.2 представлен процесс расширения пара в h-s диаграмме, при работе турбины с дроссельным парораспределением на частичной нагрузке. Как видно из рис.3.2. происходит существенное смещение процесса вправо. При этом считаем, что процесс дросеелирования происходит без внутренних потерь. В результате чего hо остается постоянной. В результате смещения процесса вправо резко снижается срабатываемый перепад , что наряду с уменьшением расхода приводит к более быстрому снижению мощности и приводит к снижению экономичности.

Как видно из рис. 3.2 используемый теплоперепад существенно снижается.

(h_o-h_K)>(h_o-h_kf)

Рис. 3.2. Процесс расширения пара в турбине при работе на частичной и номинальной нагрузке с дроссельным парораспределением и постоянным давлением перед турбиной

Кроме этого, при использовании режима с постоянным давлением вследствие дросселирования происходит понижение температуры пара, причем это снижение может быть довольно значительным.

При использовании соплового парораспределения и постоянного давления перед клапанами наибольшим механическим нагрузкам подвергается первая регулирующая ступень. Для этого рассмотрим схему соплового парораспределения (рис.3.4) .

Рис.3.4. Схема соплового парораспределения.

При изменении расхода пара через регулирующую ступень изменяется давление в сегментах сопловой коробки и в её камере. Давление пара в КРС при этом изменяется пропорционально его расходу. Поскольку при частичной нагрузке часть клапанов может быть полностью открыта, а другие лишь частично, теплоперепады по этим потокам и перепады давлений в них различны, диск регулирующей ступени нагружается механически неравномерно и в нём возникают изгибные напряжения. Чтобы по возможности избежать одностороннего давления пара на диск выбирают соответствующую очерёдность подачи пара в сопловую коробку одновременно с диаметрально-противоположных сторон.

Работа турбины на частичных нагрузках при скользящем регулировании.

Использование скользящего давления возможно при блочной компоновке оборудования. В этом случае начальное давление понижается за счет уменьшения расхода питательной воды и регулирования его насосом. При этом начальная температура остается постоянной, а регулирующие клапаны остаются в открытом положении.

Процесс расширения пара в регулирующей ступени и регулировании при постоянном и скользящем давлении представлен (дроссельное парораспределение) на рис. 3.10.

При этом процесс расширения при Р₀= const идет по линии hо, а при Р₀=var по линии tо=const.

При Р₀=var начальная энтальпия даже возрастает, температурное состояние регулирующей ступени, всей проточной части и температура пара на выходе из ЦВД остается более высокой так как отсутствует процесс дросселирования.

Из рис. 3.10. видно, что температурное состояние регулирующей ступени практически не меняется во всем диапазоне изменения нагрузки, поэтому надежность этого режима для турбоагрегата выше.

Работа на частичных нагрузках при постоянном давлении может быть использована как для дроссельного так и для соплового парораспределения.

Недостатком такой работы, как говорилось выше, является существенное снижение экономичности при дросселировании в регулирующих клапанах, а также захолаживания проточной части турбины в районе регулирующей ступени в ЦВД вследствие дросселирования и сопровождающего этот процесс снижения температуры пара.

Работа оборудования на частичных нагрузках при комбинированном регулировании.

Одним из способов повышения экономичности блоков с сопловым парораспределением во всем диапазоне нагрузок состоит в применении комбинированного способа регулирования нагрузки.

В этом случае в области больших нагрузок блок работает при постоянном давлении, а начиная с мощности, соответствующей моменту полного открытия клапанов, подводящих пар к двум группам сопел регулирующей ступени (точка В), переводится на скользящее давление с полностью открытыми регулирующими клапанами, управляющими подводом пара только к двум группам сопел регулирующей ступени, и полностью закрытыми остальными клапанами.

В этом случае реальное сопловое парораспределение по существу превращается в дроссельное и начиная с точки В перевод на скользящее давление обеспечивает те же преимущества, какие имеет скользящее давление перед работой блока с дроссельным парораспределением при постоянном давлении.

Для более полного использования преимуществ комбинированного давления оно должно сочетаться с регулированием угловой скорости питательного насоса.

Изменение КПД регулирующей ступени для различных способов регулирования приведено на рис. 3.14.

Рис.3.14 Зависимость изменения термического КПД цикла ПТУ от относительного расхода пара и способа регулирования.

1 – Дроссельное парораспределение (регулирование);

2 – Скользящее парораспределение (регулирование);

3 – Сопловое реальное распределение (регулирование);

4 – Комбинированное регулирование

5 – Идеальное сопловое регулирование