2.3 Система защиты турбины

Турбина снабжена системой защиты для быстрого прекращения подачи пара в турбину путем закрытия стопорных и регулирующих клапанов ЦВД и ЦСД в следующих случаях:

- при повышении числа оборотов турбины на 10÷12% сверх номинальных;

- при срабатывании электромагнитного выключателя от блочных защит котла и турбины.

- в случае отказа в работе обоих центробежных выключателей срабатывает защита от разгона при повышении числа оборотов на 14% сверх номинальных (доп. защита);

Защиты турбины при повышении числа оборотов на 10÷12% сверх номинальных, осуществляется двумя центробежными выключателями бойкового типа. Каждый из бойков действует через рычаги на свой золотник. Действие защиты при повышении числа оборотов на 14% сверх номинальных осуществляется в золотнике регулятора скорости и действует на золотники масленых выключателей.

Система защиты турбины снабжена электромагнитным выключателем, отключающих турбину при действии соответствующих защит.

Поступление пара в турбину может быть прекращено так же путем нажатия на кнопку ручного выключателя турбины непосредственно у турбины или дистанционно со щита управления.

При срабатывании электромагнитных выключателей открывается слив через золотник из линии дополнительной защиты, что приводит к снижению давления и срабатыванию масленых выключателей.

При снижении давления рабочей жидкости в напорной линии до 20 кгс/см² и при отключении турбины от руки путем воздействия на кнопку ручного выключателя так же происходит снижение давления в линии дополнительной защиты и срабатывание золотников масленых выключателей.

Во всех случаях срабатывания защиты происходит расцепление рычагов либо от действия центробежных выключателей, либо от действия масляных выключателей, перемещающихся вниз из-за падения давления в линии дополнительной защиты. При расцеплении рычагов происходит перемещение вниз золотников центробежных выключателей, что приводит к закрытию сервомоторов автоматических затворов ЦВД И ЦСД и, кроме того, к закрытию всех сервомоторов регулирующих клапанов ЦВД и ЦСД.

В период между испытаниями защиты повышением числа оборотов турбины исправность центробежных выключателей проверяется поочередно при работе турбины под нагрузкой наливом огнестойкой жидкости без срабатывания остальных элементов системы защиты и без снижения нагрузки турбины.

2.4 Конденсационная установка турбины к-300-240-лмз

Конденсационная установка турбины предназначена для поддержания давления отработанного пара за последними ступенями ЦНД на минимально возможном уровне с целью увеличения срабатываемого теплового перепада в проточной части турбины и, следовательно, увеличения термического КПД турбоустановки.

Конечное давление отработанного пара, на которое производился тепловой расчёт турбины, равно 3,5 КПа (25,75мм рт. ст.), что соответствует температуре пара (выхлопа) 26,4⁰С. При этом для расчёта, температура охлаждающей (циркуляционной) воды принята 12⁰С.

Отработанный пар, попадая из выхлопных патрубков в межтрубное пространство конденсатора, конденсируется, отдавая циркуляционной воде, проходящей по трубкам конденсатора, скрытую теплоту конденсации при данном давлении. При этом каждый килограмм отработанного пара отдаёт циркуляционной воде 547,5 Ккал тепла (при расчётном давлении и влажности пара).

В эксплуатации об остаточном (абсолютном) давлении в конденсаторе судят по величине вакуумаНв мм рт. ст., который является разностью между атмосферным (барометрическим) давлениемВ и абсолютным (остаточным) давлением в конденсатореР_к и который замеряют специальным ртутным прибором, называемым вакууметром

, (2.1)

где Вбарометрическое давление, мм рт. ст.;

Р_кабсолютное (остаточное) давление в конденсаторе, мм. рт. ст.;

Н вакуум, мм рт. ст.

Вакуум в конденсаторе, выраженный в процентах, определяется по формуле:

(2.2)

Абсолютное давление в конденсаторе Р_к, ата, определяется по формуле:

(2.3)

Для создания и поддержания вакуума применяются специальные отсасывающие устройства – водоструйные эжекторы, которые удаляют из конденсатора воздух и другие неконденсирующиеся газы, попадающие в него вместе с паром и через неплотности тех частей турбины, которые работают под разрежением (давлением ниже атмосферного).

Наиболее достоверно о вакууме вообще и об абсолютном (остаточном) давлении в конденсаторе можно судить по температуре среды (пара в конденсаторе), значение которой является температурой насыщения пара при данном давлении. Определив по указанной температуре абсолютное давление и, зная барометрическое (атмосферное) давление в данный момент, по разнице этих давлений определяется значение вакуума в конденсаторе.

Из формулы определения вакуума видно, что его значение может меняться при неизменном абсолютном давлении в конденсаторе ввиду изменения барометрического давления. Подобное изменение на экономичности турбоустановки не сказывается, чего нельзя сказать при изменении абсолютного давления в конденсаторе.

В приведенной ниже таблице 2.3 представлены значения абсолютного давления в конденсаторе и температуры насыщения водяного пара.

Таблица 2.3 - Значения абсолютного давления в конденсаторе и температуры насыщения водяного пара

tконд., 0С	Рк, КПа	Рк, мм рт. ст.	tконд., 0С	Рк, КПа	Рк, мм рт. ст.
10	1,25	9,21	30	4,32	31,82
11	1,33	9,84	31	4,58	33,70
12	1,43	10,52	32	4,85	35,66
13	1,53	11,23	33	5,13	37,73
14	1,63	11,99	34	5,42	39,90
15	1,74	12,79	35	5,73	42,18
16	1,85	13,63	36	6,06	44,56
17	1,97	14,53	37	6,40	47,07
18	2,10	15,48	38	6,75	49,69
19	2,24	16,48	39	7,13	52,44
20	2,38	17,54	40	7,52	55,32
21	2,53	18,65	41	7,93	58,34
22	2,69	19,83	42	8,36	61,50
23	2,86	21,07	43	8,81	64,80
24	3,04	22,38	44	9,28	68,26
25	3,23	23,76	45	9,77	71,88
26	3,43	25,21	46	10,28	75,65
27	3,63	26,74	47	10,82	79,60
28	3,85	28,35	48	11,38	83,71
29	4,08	30,04	49	11,97	88,02

Изменение конечного давления пара в пределах выше расчётного (3,5 КПа) оказывает большое влияние на вырабатываемую турбиной мощность. Так, изменение конечного давления пара на 1КПа приводит для турбины К-300-240 к изменению развиваемой мощности на 2860 КВт.

В таблице 2.4 приведена нормативная температура отработанного пара в зависимости от температуры циркуляционной воды на входе в конденсатор при N=300МВт с расходом воды через конденсатор 36000м³/час и расходом пара на конденсатор 600т/час.

Таблица 2.4

t′ ц/в, 0С	t″к, 0С	t′ ц/в, 0С	t″ к,0С
5	22,7	18	32,7
10	26,4	20	34,6
12	27,9	22	36,4
14	29,4	24	37,8
16	31,1

Вакуум в конденсаторе, при котором получаются наиболее высокие технико-экономические показатели работы турбинной установки, исходя из расхода электроэнергии на привод циркуляционных насосов, называется экономичным вакуумом, т. е. когда отношение прироста мощности на клеммах генератора за счёт увеличения расхода цирк. воды к увеличению мощности на привод цирк. насосов равно или близко к 1,0 немногим превышая её.

Предельным вакуумом называется понятие, когда углубление вакуума не приводит к дополнительному расширению пара на последних ступенях ЦНД турбины и увеличению скорости истечения пара, а, следовательно, к росту кинетической энергии его и развиваемой мощности.

Глубина вакуума во время работы блока определяется следующими характеристиками:

• величиной присоса воздуха в вакуумную систему через неплотности отдельных узлов, в случае превышения величины присосов над производительностью эжекторной установки для данных условий;

• расходом охлаждающей (циркуляционной) воды через конденсатор, который характеризуется и задаётся кратностью охлаждения при номинальной нагрузке для турбины К-300-240-ЛМЗ, при этом нагрев циркуляционной воды должен составлять 8⁰С.

• чистотой поверхностей трубок конденсатора, практически во время эксплуатации загрязняются внутренние поверхности отложениями минеральных солей, содержащимися в охлаждающей воде, микро водорослями и простейшими живыми организмами, которые при определенных температурных условиях интенсивно развиваются и образуют на внутренней поверхности трубок слизистый слой толщиной до 2-х мм. Различного рода отложения приводят к ухудшению теплопередачи от пара к воде, что вызывает снижение вакуума на соответствующую величину.

Увеличение величины присосов за пределы производительности эжекторов или загрязнение трубок конденсатора приводит к росту температурного напора конденсатора. Температурный напор определяется как разность между температурой насыщения при данном давлении в конденсаторе (выхлопа) и температурой охлаждающей воды на выходе из конденсатора.

Величина температурного напора является показателем совершенства теплопередачи от пара к воде, который зависит от указанных выше причин.

Величина температурного напора конденсатора задаётся нормативными характеристиками, зависит от входной температуры охлаждающей воды и находится в пределах 5-10⁰С. Причём, чем выше температура охлаждающей воды, тем ниже температурный напор.

Качество работы конденсатора характеризуется также такими показателями, как переохлаждение конденсата и качество конденсата.

Переохлаждением конденсата называется разность между температурой насыщения пара в конденсаторе и температурой конденсата в конденсатосборнике. Эта разность всегда должна быть не ниже «0». В случае, когда это условие не выполняется, то это говорит о дополнительных потерях тепла в конденсаторе.

Переохлаждение конденсата может вызвать высокий уровень конденсата в случае подтопления нижних рядов трубок конденсатом или слишком большой расход циркуляционной воды - последнее относится к низкой температуре охлаждающей воды.

Качество конденсата по солесодержанию (жёсткости) зависит от гидравлической плотности конденсатора (нарушение вальцовки или другие дефекты конденсаторных трубок), при которых циркуляционная вода попадает в паровое пространство конденсатора и смешивается с конденсатом, ухудшая его показатели.

Увеличение содержания кислорода в основном конденсате может возникнуть при переохлаждении конденсата или вследствие повышенных присосов воздуха в вакуумную систему, а также при нормальной плотности вакуумной системы, но при наличии присосов на НОУ.