
- •2.Патентный обзор и анализ найденной информации
- •2.1 Некоторые пути повышения эффективности и корозионной устойчивости лопаток последних ступеней цсд и цнд
- •Снижение интенсивности коррозионных и эрозионных повреждений элементов проточной части
- •2.2Некоторые рекомендации по повышению экономичности теплофикационных турбин
- •1.3.3.1 Т-100-130 и пт-135-130 на Красноярской тэц-2
- •2.3 Выводы по аналитическому обзору
2.Патентный обзор и анализ найденной информации
2.1 Некоторые пути повышения эффективности и корозионной устойчивости лопаток последних ступеней цсд и цнд
Использование саблевидных лопаток
Одним из путей повышения эффективности ЦНД конденсационных и теплофикационных паровых турбин как на номинальном, так и на переменных режимах является выполнение сопловых лопаток последней ступени саблевидными. Данное техническое решение, предложенное МЭИ более 30 лет назад [8], в настоящее время широко применяется в турбинах некоторых зарубежных фирм (Сименс, Мицубиси) и положительно влияет на экономичность их работы. Повышение эффективности последней ступени обеспечивается при этом в первую очередь путем увеличения реактивности в нижней половине ступени и снижения градиента ее изменения по высоте, а также выравнивания по радиусу поля выходных скоростей, что, кроме уменьшения потерь с выходной скоростью, значительно улучшает условия работы выхлопного патрубка. Кроме того, в каналах, образованных саблевидными лопатками, снижается поперечный градиент давления, что способствует уменьшению концевых потерь.
В настоящее время разработана методика квазипространственного расчета, позволяющая производить выбор оптимальной конструкции соплового аппарата и ступени в целом [9]. На базе расчетных исследований с использованием данной методики сотрудники ОАО ЛМЗ разрабатывают ступени с саблевидными лопатками для мощных конденсационных турбин. Проведенный анализ показал, что применение данного технического решения в ступени с лопаткой последней ступени высотой 960 мм повышает ее экономичность на номинальном режиме на 2…3 %, а в режимах с уменьшенным объемным расходом пара в ЦНД — более чем на 5…6 % (рисунок 1.5).
Такие
режимы, как известно, реализуются в
теплофикационных турбоустановках
практически в течение всего
отопительного периода и в значительной
степени в летние месяцы. Создание
соплового аппарата последней ступени
с саблевидными лопатками для этих турбин
является перспективной задачей.
Рисунок
1.5 - Влияние саблевидности сопловых
лопаток на экономичность последней
ступени с высотой лопаток L=960
мм (относительный
объемный расход пара)
Снижение интенсивности коррозионных и эрозионных повреждений элементов проточной части
Практика эксплуатации теплофикационных турбин, не имеющих промежуточного перегрева пара, выявила повышенный эрозионный износ входных кромок рабочих лопаток ЦНД и коррозионные повреждения лопаточного аппарата и дисков ЦСД, работающих в зоне фазового перехода. Кардинальное решение указанных проблем связано с разработкой и реализацией мероприятий по совершенствованию конструкции проточной части. Представляет интерес исследование возможности облегчения условий эксплуатации с помощью режимных мероприятий. Одним их таких мероприятий является реализация
режимов
работы турбины со скользящим давлением
свежего пара при сохранении и даже
увеличении его температуры. Такая
организация работы энергоблока в
условиях частичных паровых нагрузок
приводит к повышению начальной энтальпии
пара во всех промежуточных ступенях. В
результате точка фазового перехода
(рф, tф)
сдвигается в область меньших температур,
что должно благоприятно сказаться на
условиях работы лопаточного аппарата,
подверженного коррозионному
воздействию. Имеющиеся в настоящее
время экспериментальные данные
показывают прямую зависимость
интенсивности коррозионного процесса
от температуры (повышение в 2-3 раза при
ростеtф на каждые
100). При эксплуатации теплофикационной
турбины в режимах скользящего давления
не только снижается уровень температуры
в течке фазового перехода, но и уменьшается
продолжительность работы отдельных
ступеней в этой зоне, так как в зависимости
от нагрузки турбины она располагается
в разных ступенях [10].
Одним из основных факторов, влияющих на интенсивность эрозии входных рабочих лопаток ступеней низкого давления, является высокий уровень степени влажности пара, поступающего в ЧНД. Переход турбины на работу со скользящим давлением свежего пара позволяет ее уменьшить практически на всех возможных режимах.
Повышенный
эрозионных износ рабочих лопаток связан
также с особенностями течения рабочей
среды в первой ступени ЦНД, имеющей
регулирующую поворотную диафрагму. Как
показали расчеты, учитывающие реальную
картину течения в сопловом аппарате
этой ступени, действительные потери
энергии в РД существенно ниже, а степень
влажности соответственно выше, чем
определяемые по традиционной методике
при условии «чистого» дросселирования
[10, 11]. В соответствии с результатами
расчетных исследований для реальных
условий работы теплофикационных турбин,
не имеющих промежуточного перегрева
пара, степень влажности уже и первой
ступени низкого давления в диапазоне
режимов при
= 0,1...0,2 может превышать 6...11 % (в зависимости
от давления в нижнем отборе), причем в
большинстве случаев она оказывалась
выше, чем в номинальном конденсационном
режиме. Следует отметить, что для
современных
конденсационных
турбин допускаемый уровень конечной
(за последней ступенью) степени
влажности составляет не более 8...9%.
В связи с этим представляются целесообразными организация глубокой сепарации влаги пара перед его поступлением в ЧНД, а также усовершенствование системы влагоудаления из ступеней низкого давления на основе уточненных данных по массовому количеству влаги, структуре течения и параметрам пара в проточной части на переменных режимах.