Система регулирования турбины

Система регулирования предназначена для автоматического поддержания заданной скорости вращения или электрической мощности при работе генератора в электрической сети и заданного давления в камере регулируемого отбора (рис. 2.4).

По принципу работы система регулирования является однонасосной гидродинамической системой регулирования, автономной и связанной. Автономность системы регулирования означает, что изменение одного из регулируемых параметров не приводит к изменению другого параметра. Связанность системы регулирования заключается в том, что изменение каждого из регулируемых параметров воспринимаются соответствующими регуляторами и исполнительными механизмами одновременно и взаимосвязано. Поскольку турбина имеет два регулируемых параметра: скорость вращения ротора или мощность и давление пара отбора, то имеются и две системы парораспределения, управляющие подачей пара в ЧВД и ЧНД турбины с помощью специальных двух импульсных линий, обеспечивающих работу золотников с сервомоторов регулирующих клапанов.

Рис. 2.4. Система регулирования турбин 1 — масляный бак; 2 — инжектор; 3 — главный масляный насос; 4 — механизм управления (синхронизатор); 5 — трансформатор давления; 6 — отсечной золотник сервомотора ЧВД; 7— сервомотор ЧВД; 8 — отсечной золотник сервомотора ЧНД; 9 — сервомотор ЧНД; 10 — датчик давления; И — механизм управления датчика давления.

Напор центробежного главного масляного насоса, который образован радиальными сверлениями в гребне упорного подшипника ротора, используется в качестве импуль­са для регулирования скорости вращения турбины. Центробежный главный масляный насос спроектирован так, чтобы его характеристика была близка к горизонтальной при значительных изменениях расхода масла через насос. Во всасывающей линии насоса-регулятора, расположенного непосредственно на валу турбины, необходимо создать избыточное давление масла 0,3—0,5 бара, что достигается за счет работы маслоструйного инжектора, помещенного в масляном баке.

При изменениях частоты вращения ротора турбины одновременно изменяется давление масла в импульсных линиях системы регулирования вследствие изменения давления нагнетания насоса пропорционально квадрату числа оборотов ротора, а также из-за изменения сливной площади, окон трансформатора давления (усиленный импульс). Оба эти импульса суммируются, что способствует увеличению быстродействия системы регулирования, давление и расходы масла в импульсных линиях на всех статических режимах работы приняты постоянными.

Давление масла в импульсных линиях изменяется в зависимости от режима работы турбины от 2,5 до 4,5 бар, что и приводит к разному воздействию импульсного масла на положение отсечных золотников системы парораспределения ЧВД и ЧНД. При понижении давления масла в импульсных линиях ниже 3 бар отсечные золотники «И» и «П» на схеме рис. 2.4 под действием установленных в них пружин перемещаются вниз, открывая подачу силового масла давлением 5,5 бар на сервомоторы в верхние полости, что заставляет поршни сервомоторов и их штоки двигаться вниз увеличивая открытие клапанов. Открытие регулирующих клапанов ЧВД и ЧНД увеличивает расход острого пара в голову турбины и пара в конденсатор.

При движении поршней сервомоторов вниз происходит перекрытие окон слива масла из импульсных линий и давление в них возрастает, что заставляет отсечные золотники сервомоторов возвратиться в среднее положение и прекратить подачу масла на сервомоторы. Последующие изменения числа оборотов, мощности или давления в регулируемом отборе пара происходит также посредством изменения давления масла в импульсных линиях с последующим перемещением сервомоторов регулирующих клапанов ЧВД и ЧНД.

Для изменения числа оборотов турбины при неизменной нагрузке при режиме холостого хода или при работе в изолированной сети, а также при изменении мощности при параллельной работе в электрической сети предназначен синхронизатор. Он является механизмом управления, который изменяет начальное натяжение пружины трансформатора давления — основного регулятора числа оборотов или мощности турбины. Синхронизатор работает как непосредственно от ручного воздействия, так и за счет реверсивного электромотора, управляемого дистанционно с электрического щита ТЭЦ МЭИ. Изменение числа оборотов турбины на холостом ходу может быть выполнено в пределах ± 5 % от номинального, т.е. от 2850 об/мин до 3150 об/мин. Изменение мощности турбины синхронизатором может проводиться в пределах от нуля до 120 % от номинальной, т.е. до 4800 кВт.

Для изменения давления пара в камере регулируемого отбора в пределах от 4 до 6 бар служит регулятор давления отбора, также непосредственно связанный, как с импульсными линиями системы регулирования, так и импульсом давления пара в отборе. Разница в действии регулятора давления в отличие от синхронизатора состоит в том, что давление в импульсных линиях ЧВД и ЧНД изменяются с обратным знаком. Так, если требуется увеличить давление отбора, то воздействуя на винт регулятора давления, вращая его по часовой стрелке, изменяется давление в импульсной линии ЧВД в сторону уменьшения, что вызовет открытие клапанов ЧВД и увеличение давления в импульсной линии ЧНД, что вызовет прикрытие клапанов и уменьшение пропуска пара в конденсатор. Все эти операции в системе парораспределения вызовут увеличение давления в камере отбора, что и требовалось по заданию на повышение давления. При пуске и при работе турбины с малой электрической нагрузкой (не более 25% от номинальной) регулятор давления выводится из работы с помощью специального эксцентрикового выключателя.

Все исполнительные механизмы системы регулирования размещены компактно в корпусе блока регулирования, который устанавливается и крепится сверху на крышке переднего подшипника турбины.