6.1. Организация нерегулируемого теплофикационного отбора

Исходные данные задаются индивидуально. Это могут быть расход отбираемого пара G_от и давление в отборе Р_от, или тепловая нагрузка Q_от и температурный график теплосети t_под/t_обр.

Для организации нерегулируемого отбора подбирается ступень, где давление примерно соответствует заданному или найденному давлению в отборе Р_от. По-возможности, организуемый отбор целесообразно совме-щать с ближайшим патрубком регенеративного отбора. Естественно, это приведет к некоторой коррекции давления Р_от. Фрагмент тепловой схемы с отбором приведен на рис. VIII.1. Давление в камере значительно снижа-ется, что сопровождается увеличением теплоперепада предотборной ступе-ни и уменьшением теплоперепадов послеотборных ступеней. Изменение теплоперепадов, естественно, сопровождается снижением КПД. В послед-них ступенях турбины, где теплоперепады снижаются очень сильно, КПД может стать отрицательным. Это значит, что ступени не только не будут вырабатывать полезной мощности, но будут отнимать часть мощности от вала турбины, т. е. от предыдущих ступеней. В предотборной же ступени помимо снижения КПД сильно возрастают напряжения в рабочих лопатках и диафрагме. Методика расчетов при организации отбора приведена в Приложении VIII.

6.2. Перевод конденсационной турбины на ухудшенный вакуум

При ухудшении вакуума (повышении давления в конденсаторе) возрастает температура отработавшего пара и температура насыщения. Это позволяет использовать его для подогрева сетевой или подпиточной воды. Использование конденсатора в качестве сетевого подогревателя значительно снижает стоимость реконструкции, так как позволяет обой-тись без специального сетевого подогревателя. Переход с теплофикацион-ного (зимнего) режима на конденсационный (летний) осуществляется простым переключением задвижек. Летом в трубки конденсатора подается охлаждающая вода, а зимой – сетевая, рис. IX.1. Необходимое противодав-ление в конденсаторе определяется требуемой температурой нагрева сетевой воды. Так, для нагрева сетевой воды до температуры 90 ^оС давле-ние в конденсаторе должно составлять 0,82 бар, до 100 ^оС – 1,2 бар и т. д. Столь значительное ухудшение вакуума вызывает, естественно, уменьше-ние теплоперепада турбины и как следствие – электрической мощности (на 35–40 %). Причем уменьшение теплоперепада приходится на несколько последних ступеней и особенно – самой последней. Их КПД резко снижа-ются и могут достигать отрицательных значений. Одновременно повыша-ется температура отработавшего пара. Логичным представляется удаление этих ступеней вплоть до тех, давление в которых остается прежним (расчетным). Удаляются диафрагмы и снимаются с дисков рабочие лопатки, или же насадные диски полностью снимаются с вала после их нагрева. Однако если турбоагрегат предполагается использовать на тепло-фикационном режиме только в отопительный период (зима), а в остальное время (лето) он должен работать при нормальном вакууме в расчетном конденсационном режиме, то после удаления нескольких последних сту-пеней и обратного перевода турбины на нормальный вакуум теплоперепад последней из оставшихся ступеней очень сильно возрастет. Это приведет к резкому увеличению напряжений в диафрагме и рабочих лопатках, что заставит значительно снижать расход свежего пара, следовательно, элект-рическую мощность. Поэтому при переводе турбины на ухудшенный ваку-ум необходимо рассматривать оба варианта и оценивать все последствия реконструкции, включая оценку напряжений в наиболее нагруженных деталях. Это позволит сформулировать рекомендации по усилению профилей лопаток, замене диафрагм, снижению расхода пара и пр.

Первый вариант перевода – без удаления последних ступеней. На теплофикационном режиме (зима) относительный внутренний КПД этих ступеней резко снижается, снижая КПД всей турбины. Однако после перевода турбины на нормальный вакуум после окончания отопительного сезона (лето) турбина сможет работать в обычном расчетном режиме. Напряжения в деталях турбины при этом не возрастают. Этот вариант может подойти для установок, тепловая нагрузка которых резко снижается с окончанием отопительного сезона.

Второй вариант перевода – с удалением нескольких последних ступеней, давление за которыми в расчетном режиме ниже принятого противодавления. На теплофикационном режиме (зима) все оставшиеся ступени турбины будут работать с расчетным КПД. Однако после окончания отопительного сезона и перевода турбины на нормальный вакуум (лето) теплоперепад последней из оставшихся ступеней резко возрастет. Это будет сопровождаться значительным увеличением напряжений в рабочих лопатках и диафрагме, что заставит значительно снижать расход пара и мощность турбины или усиливать проблемные детали. Такой вариант может подойти для установок с постоянной тепловой нагрузкой (например, с нагрузкой горячего водоснабжения).

Методика расчетов при переводе на ухудшенный вакуум приведена в Приложении IX.