Паралельна робота турбін

Сучасні ДРЕС і ТЭЦ об’єднуються в потужні енергетичні системи і працюють паралельно на загальну електричну мережу з приблизно постійною частотою. Частоту в електричній частині забезпечують підтриманням робочих чисел обертів генераторів.

На рисунку представлені статичні характеристики регулювання двох паралельно працюючих турбін.

Загальне навантаження на двох турбінах в певний момент рівне:

,

де - навантаження турбогенератора № 1,- турбогенератора № 2.

Припустимо, що навантаження в мережі понизилося на величину . Якщо не впливати на характеристики регулювання турбін синхронізаторами, то на обох турбінах понизяться навантаження і підвищаться відповідно числа обертів. На машині № 1 навантаження понизиться на і на машині № 2 - на . При цьому будемо мати .

Якщо подіяти синхронізатором, наприклад, на характеристику регулювання турбіни № 1, можна зняти навантаження на величину тільки з одного турбогенератора № 1 і отримати при цьому робочі числа обертів . Характеристика регулювання при цьому переміститься з початкового положення ab в положення а_xb_x.

Зміна навантаження в електричній мережі, якщо не впливати на синхронізатори, завжди буде призводити до зміни навантажень на турбінах і зміні чисел обертів (відповідно зміні частоти в мережі).

Величина зміни навантаження буде залежати від статичної характеристики. На турбіні, яка має пологу статичну характеристику, навантаження буде змінюватися більш сильно, ніж на турбіні з крутою характеристикою. Навантаження турбіни може самовільно змінюватися, якщо регулювання має недостатньо задовільний степінь нечутливості і на статичній характеристиці є пологі ділянки. При вказаних умовах турбіна буде працювати не стійко. Таким чином, статична характеристика регулювання з наявністю пологих ділянок і підвищеного степеня нечутливості є незадовільною, а робота турбін з такою характеристикою - ненадійної.

В енергетичних системах турбіни звичайно поділяють на «базові» і «пікові». Високоекономічні турбіни великої потужності, як правило, відносять до базових турбін. До пікових турбін належать турбіни, які мають більш низьку економічність.

З метою економії палива на електростанціях базові турбіни повинні, як правило, працювати з повним навантаженням, а пікові турбіни призначенні в основному для сприймання піків навантаження, що з’являються в електричній мережі.

Схеми маслопостачання турбін

В практиці турбобудування широке розповсюдження отримали два типи схем маслопостачання турбін: схеми з насосами об’ємного типу і схеми з відцентрованими насосами.

Схема з об’ємним насосом.

Масло з бака 3 всмоктується головним зубчатим насосом 1. По виході з насосу один потік масла з повним тиском, що розвивається насосом, надходить в систему регулювання 4 турбіни, а другий потік минає через редукційний клапан 5 до підшипників турбіни, генератора. Абсолютний тиск масла для системи змащування приймається в межах 1.4-1.8 бар.

Перед надходженням в підшипники масло заздалегідь минає через маслоохолодник 8, в якому і охолоджується. Для правильного розподілу масла по підшипникам в маслопроводах до останніх встановлюють обмежувальні діафрагми. Правильний розподіл витрати масла до підшипників визначається його нагрівом, що досягається підбором діаметрів отвору діафрагми, що вставляються в напірний маслопровід до кожного підшипника. Масло від підшипників збирається в зливний маслопровід, і повертається в масляний бак.

На маслопроводі в системі змащування передбачається запобіжний клапан 7, який перепускає надлишок масла в бак при підвищенні тиску, необхідного для змащування підшипників.

Злив масла з системи регулювання передбачений в напірну лінію до підшипників. В цьому випадку повна продуктивність масляного насосу визначається кількістю масла, яке потрібне для змащування підшипників.

Схема з об’ємним насосом

1. Головний масляний насос; 2. Редукторна передача; 3. Масляний бак; 4. Система регулювання; 5. Пружинний редуктор; 6. Маслоскидувальний клапан високого тиску; 7. Маслоскидувальний клапан низького тиску; 8. Маслоохолодник; 9. Допоміжний турбомасляний насос; 10. Зворотний клапан; 11. Аварійний електромасляний насос; 12. Електродвигун постійного струму; 13. Масло до підшипників.

Схема з відцентровим насосом.

Головний масляний насос 1 відцентрового типу безпосередньо з’єднаний з валом турбіни. Якщо лінія всмоктування такого насосу і робоче його колесо не заповнені маслом, то він не може підсмоктати масло з олійного баку. Для забезпечення надійності його роботи в лінії всмоктування створюють деякий надлишковий тиск 0.3 — 0.5 бар, що досягається встановленням інжектора 2, який занурюють під рівень масла в бак 3 і подає масло на всмоктування до насосу 1.

Схема з відцентровим насосом

1. Головний масляний насос; 2. Інжектор першої ступені; 3. Масляний бак; 4. Система регулювання; 5. Інжектор другої ступені; 6. Зворотний клапан; 7. Зворотний клапан; 8. Маслоохолодник; 9. Допоміжний турбомасляний насос; 10. Зворотний клапан; 11. Аварійний електромасляний насос; 12. Електродвигун постійного струму; 13. Масло до підшипників.

Перед пуском турбіни в роботу запускають насос 9, який призначений для подачі масла в систему регулювання 4 і до інжекторам 2 і 5. Масло від інжектора 5 з надлишковим тиском 1-1,5 бар проходить через маслоохолодник 8 і надходить в підшипники турбіни і генератора.

По мірі збільшення швидкості обертання ротора турбіни тиск масла в напірному патрубку відцентрового насоса поступово підвищується. Коли він стане вище тиску, що створюється допоміжним насосом 9, відкриється зворотний клапан 6 і водночас закриється клапан 10 на напірній лінії насоса 9. При досягненні такого режиму пуску турбіни насос 9 потрібно зупинити.