ПАРОРОЗПОДІЛ В ПАРОВИХ ТУРБІНАХ

Окрім регульованих клапанів, перед турбіною встановлюють один або два автоматичних стопорних: клапана. При підводі пари до турбіни по одному паропроводу встановлюється один автоматичний стопорний клапан. При великих витратах пари (200 - 250 т/год і вище) пара до турбіни підводиться по двом паропроводам і на кожному з них встановлюється по автоматичному стопорному клапану. Під час роботи турбіни незалежно від її навантаження ці клапани завжди повністю відкриті.

Принципові схеми паророзподілу для турбін представлені на рисунку.

Дросельний паророзподіл

При дросельному паророзподілу (схема а) пара підводиться до сопел одночасно по всьому колу (ε=1). Подвід пари до сопел може здійснюватися через один або два клапанів, що одночасно відкриваються

Якщо свіжа пара надходить в турбіну тільки через дросельний клапан 1, то останній відкривається повністю тільки при номінальній потужності турбіни.

При часткових навантаженнях турбіни дросельний клапан відкривається тільки на частину свого ходу. Таким чином, при часткових навантаженнях відбувається дроселювання всієї кількості свіжої пари, яка надходить в турбіну. Дроселювання пари супроводжується втратами деякої частини наявного теплоперепаду турбіни і погіршенням ккд.

На рисунку представлений тепловий процес турбіни при номінальному (суцільні лінії) і часткових навантаженнях (пунктирні). Із збільшенням дроселювання (навантаження турбіни знижується) втрати від дроселювання ΔН ростуть і тим більше, чим менше навантаження. Наявний теплоперепад на проточну частину, а відповідно і використаний перепад тепла при недовантаженнях турбіни різко понижуються. Таким чином, робота турбіни з дросельним паророзподілом при недовантаженнях являється неекономічною.

Сопловий паророзподіл

При сопловому паророзподілу свіжа пара надходить до сопел першої ступені через декілька (від 3 до 10) клапанів, які називаються сопловими або регульованими. Кожний регульований клапан обслуговує свою групу сопел (схема б) в даному випадку є чотирьох регульованих клапанів (1, 2, 3 і 4).

При номінальному навантаженні турбіни всі регульовані клапани відкриті повністю, степінь парціальності впуску при цьому менше одиниці ε<1.

При змінах навантаження турбіни регульовані клапани послідовно відкриваються або закриваються. Тому степінь парціальності впуску регульованого ступеня змінюється в залежності від числа відкритих клапанів.

В межах відкриття кожного регульованого клапану відбувається дроселювання пари, що викликає втрати. Так, як при сопловому паророзподілу через кожний регульований клапан проходить лише частина загальної кількості пари, то втрати від дроселювання менші, ніж в турбіні з дросельним паророзподілом.

Коефіцієнт корисної дії турбін з сопловим паророзподілом більш стійкий при зміні навантажень, чим ккд турбін з дросельним паророзподілом.

Обвідний паророзподіл

В турбінах з дросельним паророзподілом, як правило, застосовується паророзподіл з зовнішнім обводом (схема в). Особливо часто воно застосовується в турбінах реактивного типу.

Головний дросельний клапан підводить пару до всіх сопел першої ступені (ε=1). При повністю відкритому головному дросельному клапані звичайно розвивається економічна потужність. Перед соплами першої ступені при цьому досягається граничний тиск пари, який зберігається практично постійним і при збільшенні навантаження турбіни до номінальної.

Навантаження турбіни до номінальної потужності здійснюється шляхом впуску свіжої пари в проміжні ступені через камери А і А₁.

При підводі частини свіжої пари в камеру А тиск в останній підвищується, що приводить до збільшення витрати пари через всі наступні ступені турбіни, так як прохідне січення перенавантаженої ступені більше, ніж першої. Потужність турбіни росте, хоча витрата пари через ступені до камери перевантаження зменшується. Якщо на турбіні встановлений один обвідний клапан 2, то при його повному відкритті в камері А досягається деякий граничний тиск і потужність турбіни підвищується до номінальної.

Якщо на турбіні встановлені два обвідних клапана (схема в), то підвищення потужності до номінальної здійснюється вже перепуском пари в другу перевантажувальну камеру А₁. Витрата пари через всі ступені за камерою перевантаження при цьому збільшується, а через ступені до камери А₁ зменшується. Приріст потужності на ступенях турбіни за камерою А₁ відбувається швидше, ніж вона знижується на ступенях до цієї камери, тим самим забезпечується підвищення потужності до номінальної.

Тиск пари в камері А при номінальній потужності повинен бути нижче, ніж перед соплами першої ступені, а в камері А₁ меншим, ніж в камері А. При цьому забезпечується протікання достатньої кількості пари через перші ступені для відведення тепла, що розвивається в них при роботі в холосту. Однак звичайно ступені до камери перевантаження і при цьому режимі працюють не в холосту, а розвивають невелику потужність.

При обвідному регулюванні найбільш високий ккд турбіни досягається при економічному навантаженні, так як втрати від дроселювання при цьому мінімальні. При інших навантаженнях турбіни ккд її значно погіршується, особливо при часткових навантаженнях.

Звичайно сучасні турбіни з дросельним регулюванням постачають одним перевантажувальним клапаном. Рідше роблять дві або навіть три ступені перевантаження.

В турбінах з сопловим паророзподілом, хоча і рідше, також застосовується обвідне регулювання (схема г). При цьому пара може підводитися як в камеру регульованої ступені через клапан 6, так і до сопел третьої або навіть четвертої ступені через клапан 5.

В турбінах з сопловим регулюванням застосовується інколи внутрішній обвід пари з однієї проміжної ступені, звичайно з камери першої ступені, в іншу (клапан 6 на схемі г).