Регенеративные отборы пара как скрытый вращающийся резерв энергосистемы. Типы управления ректификационными и бражными колоннами – виды узлов отбора

72912 Класс 14 с, 17 СССР ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИ РЕТЕН ТЕЛ ЬСТВ Б, П. Тар ОМ ЕМЬ АРА РЕГУЛ И ВОДОМ ПАРОВАЯ ТУРБИН ИЛИЗаявлено 26 апреля 1945 г. за338319 в Комитет по изобретениям и открытиям при Совете Министров СССИзобретение направлено на устранение снижения к.п,д. турбины при изменениях давления отбора или подвода пара в широких пределах, Для этой цели отбор или подвод пара производится из нескольких выходов (входов) со специальным переключением одного выхода (входа) на другой.На чертеже изображена схема предлагаемой паровой турбины, у которой отбор состоит не из одного, а из нескольких, например 2, 3, 4, 5 и т. д., выходов за последовательно размещенными ступенями турбины, По мере снижения давления пара, необходимого потребителям, отбор переключается автоматически или вручную с выхода 2 на выходы 3, 4, 5 и т, д а при повышении этого давления производятся аналогичные переключения в обратном направлении. В результате таких переключений увеличивается или уменьшается число ступеней в предшествующей отбору части турбины и соответственно уменьшается или увеличивается их число в последующей части, благодаря чему, даже при весьма значительных изменениях давления регулируемого отбора, к.п.д, турбины не снижается, так как ступени ее всегда работают с устойчивыми, мало отклоняющимися от нормы теплоперепадами.Предлагается также ограничиться только одной регулирующей ступенью 1 и располагать ее в следующей за отоором или подводом пара части турбины. В этом случае отбор будет производиться не только из выхода 5, когда регулирующая ступень, как обычно, находится сразу за местом отбора, но при некоторых режимах также из выхода 4, 3 или 2, т, е. и в таких необычных условиях, когда последующая регулирующая ступень находится не в начале, а в середине следующей за отбором части турбины. В этих условиях регулируемость отбора также будет обеспечена.В турбине с несколькими регулируемьгми отборами могут быть выполнены переключаемыми как все отооры, так и некоторые из них и притом любые, Все сказанное выше применимо и к турбинам с регулируемыми промежуточными подводами пара, каждый из которых можно сделать переключаемым, применяя схему конструкции, анало72912гичную вышеописанной, Наряду со скачкообразными переключениями регулируемого отбора (подвода) с одного выхода на другой не исклю. чается возможность и более тонких изменений давления его в пределах работы на каждый из выходов путем обычной перестановки регулятора давления. Благодаря тому, что давления в соседних выходах различаются незначительно и отношения их близки к единице, при таких перестановках эффективность работы турбины почти не меняется.Осуществимо расширение границ изменения давления переключаемого регулируемого отбора (подвода) пара путем переключения его на соседние регулируемые отборы (подводы) или на выхлопной патрубок, причем давление в этих, последних также можно изменять перестановкой регулятора давления, а если они выполнены переключаемыми, то и путем переключений с одного выхода на другой,Предмет изобретения1. Паровая турбина с регулируемым отбором или подводом пара, отл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью устранения снижения к,п.д. турбины при изменениях давления отбора или подвода пара в широких пределах, отбор или подвод пара выполнен состоящим из нескольких выходов (входов) и переключается с одного выхода (входа) на другой таким образом, что при любом режиме отбор или подвод подключается к такому выходу (входу), при работе от которого теплоперепады предшествующих отбору или подводу пара и следующих за ним ступеней турбины остаются близкими к норме.2, Форма выполнения турбины по п. 1, о тл и ч а ю ща я с я тем, что в следующей за отбором или подводом пара части турбины располагается только одна регулирующая ступень, размещенная за последним выходом (входом) переключаемого отбора или подбора пара.Подп. к печ. 30/1 - 62 г, Формат бум. 70 Х 108/иЗак. 150/11 Тираж 200ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытийпри Совете Министров СССРМосква, Центр, М, Черкасский пер., д. 2/6 Объем 0,26 изд. л. Цена 5 коп.

Заявка

Таранов Б. П

МПК / Метки

Код ссылки

Паровая турбина с регулируемым отбором или подводом пара

Похожие патенты

Познаку воздействия от регулятора 22к электроприводу 19 последний перемещает тягу и связанный с ней золотник 14 вверх, соединяя полость 8 подпоршнем 4 через трубопровод 9, окна10 и 11 со сливным трубопроводом 13,При необходимости быстрого закрытия клапана 1 подается управляющеевоздействие на электромагнит 31,Перемещение якоря электромагнита исвязанного с ним рычага 30 приводитк перемещению упора 28 и освобождению тарели 24 от усилия пружины 29,при этом воздействием усилий от давления рабочей жидкости в полости 8под поршнем 4 на выключающую тарель24 последняя перемещается, открываяслив рабочей жидкости иэ полости 8под поршнем 4. В результате под действием усилия пружины 3 поршень 4,шток 5, траверса 6 перемещаются вниз,закрывая...

И экономичностны. Лля этого измеряют величину расходапара к потребителю и изменение заданиярегулятору ведут при отклонении этой величины от заданного значения.Потребитель производственного парануждается, как правило, в стабилизациивеличины давления поступающего к немупара. Давление пара в линии (камере) отбора превышает эту величину на потеродавления в соединительных трубопроводах.Поэтому при изменении потери давления(из-за изменения расхода) следует менятьдавление, поддерживаемое регулятором навыходе из турбины.На чертеже приведена схема реализацииспособа,Паровая турбина имеет часть 1 высокого давления и часть 2 низкого давления,парораспределитсльные органы 8 и 4, управляемые регулятором 5 давления, линию6 отбора и...

Органов 12 и 13, установленных на трубопроводах подвода пара к остальным потребителям.Положение задатчика регулятора 5 давления определяется величиной расхода пара к потребителю 8 наибольшего расхода пара. Например, при увеличении расхода пара к732558 Формула изобретения Составитель А.Техред К. ШуфТираж 583И Государственногделам изобретениМосква, Ж - 35, РП Патент г. Ужг лашникч овКорректор Г ПодписноеСССР тий б., д. 4/5 Проектная,Редактор М. ВасильеваЗаказ691/25 Назаро ЦНИИП по 113035,илиал ППо комитет й и откраушская н о род, ул. потребителю 8 наибольшего расхода пара положение задатчика регулятора 5 давления изменится в направлении прибавить и регулятор 5 давления переместит парораспределительные органы 3 и 4 турбины таким...

Cтраница 1

Регулируемый отбор пара производится снизу из выхлопного патрубка цилиндра высокого давления при давлении 6 - 8 ата. Кроме того, имеется два нерегулируемых отбора в цилиндре низкого давления после 10 - й и 13 - й ступеней, из которых пар поступает в подогреватели питательной воды. В подогреватель высокого давления пар поступает из регулируемого отбора сверх количества, идущего на производство.  

Регулируемый отбор пара у турбин типа АП имеет производственное назначение; у турбин AT регулируемый отбор предназначен для теплофикационных целей.  

Режим регулируемого отбора пара должен быть таким, чтобы турбина всегда работала с величиной отбора, близкой к номинальному. При небольшой величине отбора следует проверить экономическую обоснованность сохранения турбоустановки в работе.  

Давлением регулируемого отбора пара называется давление пара в отборном патрубке турбины перед запорной задвижкой.  

Давлением регулируемого отбора пара называют его давление в патрубке корпуса турбины, через который производится отбор. Номинальной величиной отбора называют наибольшее количество отбираемого от турбины пара, которое должно обеспечиваться при номинальной ее мощности.  

Турбина имела регулируемый отбор пара (имеющий значение для теплофикации) от 1 до 2 ата.  

Турбины без регулируемого отбора пара отмечены зяездочкой.  

Номинальная величина регулируемого отбора пара из турбины с одним регулируемым отбором - наибольшая величина отбора, при которой турбина развивает номинальную мощность; турбина с двумя регулируемыми отборами пара должна развивать номинальную мощность при номинальных величинах обоих регулируемых отборов.  

Поворотные диафрагмы регулируемых отборов пара проверяют до установки в цилиндр турбины. Для этого собранную диафрагму укладывают на подкладки так, чтобы сторона входа пара в сопла была расположена сверху. Затем на диафрагме собирают поворотное кольцо и через его окна проверяют плотность прилегания уплотнительных поясов. Пластинка щупа толщиной 0 05 мм не должна проходить в их стык. Необходимая плотность стыка достигается шабровкой поясков сначала по краске, а затем по блеску.  

Турбины без регулируемого отбора пара отмечены звездочкой.  

Поворотные диафрагмы регулируемых отборов пара проверяют до их установки в цилиндр турбины. Для этого собранную диафрагму укладывают на подкладки так, чтобы сторона входа пара в сопла диафрагмы была расположена сверху. Затем на диафрагме собирают поворотное кольцо и через его окна проверяют плотность прилегания уплотнительных поясов. Пластинка щупа толщиной 0 05 мм не должна проходить в их стык. Необходимая плотность стыка достигается шабровкой поясков: сначала по краске, а затем по блеску.  

При резервировании регулируемых отборов пара или противодавления теплофикационных турбин автоматическое включение особенно необходимо в тех случаях, когда по требованиям технологии производства не допускаются перерывы в подаче пара.  

Турбины без регулируемого отбора пара отмечены звездочкой. Величины параметров, заключенные в скобки, для вновь проектируемых турбин принимать не рекомендуется.  

Втех случаях, когда необходимо одновременно снабжать тепло­вых потребителей паром двух различных давлений, например для отопительных и промышленных целей, на ТЭЦ могут быть установлены турбины ПР с отбором и противодавлением или турбины ПТ с двумя регулируемыми отборами.

Схема турбины с противодавлением и регулируемым отбором пара показана на рис.6.4.

Рис 6.4 Схема турбины с противодавлением и одним регулируемым отбором пара:

1,3-части высокого и низкого давления, 2-регулирующий клапан, 4-конденсационная турбина, 5,6-тепловые потребители

Мощность турбины ПР, как и турбины Р, зависит от на­грузки тепловых потребителей. Поскольку турбина ПР мо­жет быть использована рацио­нально лишь при работе по тепловым графикам обоих потреби­телей теплоты, параллельно ей должна быть включена конден­сационная турбина 4, компенсирующая колебания электрической нагрузки.

Недостатком турбин ПР, как и турбин Р, является неполное использование электрического оборудования в периоды сокра­щенного теплового потребления.

6.4 Турбины с двумя регулируемыми отборами пара

Недостатки паротурбинных установок, использующих турбины с регулируемым отбором пара и противодавлением, связаны с тем, что электрическая мощность в них зависит от нагрузки тепловых потребителей, и в значительной мере устра­няются при использовании на ТЭЦ турбин с двумя регулируемы­ми отборами пара. Схема такой турбины показана на рис.6.5, а.

Рис 6.5 Схема турбины с двумя регулируемыми отборами (а) и h,s-диаграмма процесса расширения пара в ней (б):

1,2,3-части высокого, среднего и низкого давления, 4-конденсатор,

5,6-тепловые потребители

Турбина имеет три части: высокого 1 (ЧВД); среднего 2 (ЧСД) и низкого 3 (ЧНД) давлений, между которыми осуществляется промышленный (давление р п ) и теплофикационный (давление р т ) регулируемые отборы пара.

Поток пара D o , имеющий параметры р 0 и t o , расширяется в ЧВД до давления р п . При этом давлении часть пара D n отбирает­ся промышленным тепловым потребителем 6, а часть пара D o - D п проходит через регулирующие клапаны в ЧСД, где расширяется от давления отбора р т . При этом давлении производится второй отбор, из которого часть пара D T направляется теплофи­кационному потребителю 5, а остальной D o - D n - D т = D к через регулирующие органы поступает в ЧНД, а затем расширяется в конденсаторе до давления р к . Процесс расширения пара в h , s - диаграмме показан на рис.6.5,б.

Режим турбины с двумя регулируемыми отборами пара опре­деляется ее мощностью Р э , расходами пара, направляемого про­мышленному D n и теплофикационному D т потребителям, и рас­ходом пара D o в ЧВД. Графически зависимости между этими ве­личинами изображаются на диаграмме режимов, так же как для турбины с одним регулируемым отбором пара.

Однако в турбине с одним отбором пара диаграмма режимов изображает взаимную зависимость между тремя величинами D 0 , D n и Р э и поэтому может быть представлена поверхностью в трехмерном пространстве или, как показано на рис.6.3, сеткой кривых, которые можно рассматривать как линии пересечения этой поверхности с плоскостями постоянного расхода пара D n = const . Для турбины с двумя регулируемыми отборами пара так изобразить диаграмму режимов на плоскости невозможно, так как число переменных не три, а четыре.

Рис 6.6 Зависимость мощностей частей высокого, среднего и низкого давления турбины с двумя регулируемыми отборами от расхода пара

Для построения диаграммы режимов турбины с двумя отбо­рами пара вначале определяют зависимость мощности, развива­емой каждой частью турбины, от расхода пара. Выполнив рас­чет переменного режима и предполагая, что перед ЧСД и ЧНД состояние пара сохраняется неизменным, определяют зависи­мость электрической мощности от расхода пара P э = f (D ) для каждой из трех частей турбины. В качестве примера на диа­грамме, показанной на рис.6.6, для турбины с двумя регулиру­емыми отборами построены эти зависимости, причем мощности отдельных частей подсчитаны в долях от номинальной мощности всей турбины, а расход пара - в долях от его расчетного расхода через ЧВД. Если предположить, что отбор пара низкого давления не производится и через ЧНД мо­жет быть пропущен весь пар, по­ступающий в ЧСД, суммарная мощность ЧСД и ЧНД может быть представлена линией ае . Зная зависимость мощности ЧВД и суммарной мощности ЧСД и ЧНД от расходов пара че­рез них, можно построить диаграмму режимов турбины с одним (промышленным) отбором, как это, например, сделано в пра­вой части рис. 6.7.

Рис 6.7 Диаграмма режимов турбины с двумя регулируемыми отборами пара

Таким образом, правая часть рис.6.7 представляет собой диа­грамму режимов турбины с одним отбором пара, в которой его расход через ЧНД равен расходу через ЧСД. В левой части рис.6.7 линия ad представляет собой зависимость мощности ЧНД от расхода пара.

Пользуясь диаграммой, показанной на рис.6.7, можно для турбины с двумя регулируемыми отборами найти расход пара при заданной мощности и заданных расходах в отборы. Пусть зада­ны Р э , D n и D т и надо определить расход пара D o .

Допустим, что поток пара D T направляется через ЧНД в кон­денсатор турбины. Тогда, работая в ЧНД, этот пар выработал бы дополнительную мощность Р э III и мощность турбины составила Р э I = Р э + Р э III . Увеличение суммарной мощности турбины может быть найдено по диаграмме, если от точки А , соответствующей заданной мощности, провести линию АВ , параллельную линии ad , до пересечения в точке В с линией заданного расхода пара D T . При этом отрезком АС будет определяться дополнительная мощ­ность, выработанная в ЧНД в результате дополнительного расхода пара D т через ЧНД. Таким образом, отказываясь от отбора пара D т и направляя этот отбор в ЧНД, мы получили бы от тур­бины увеличенную мощность, определяемую на диаграмме точ­кой С , и одновременно перевели бы турбину на работу с одним регулируемым отбором пара.

Приняв этот фиктивный режим работы турбины, и пользуясь правой частью диаграммы, показанной на рис.6.7, можно определить суммарный расход пара через турбину при заданном его расходе D n первого отбора - точка Е .

Таким образом, используя диаграмму, заменяют режим тур­бины с двумя отборами пара некоторым фиктивным режимом, при котором его расходы через ЧВД и ЧСД остаются такими же, как при действительном режиме, а расход через ЧНД увеличива­ется на количество второго отбора. Связанное с увеличением рас­хода пара через ЧНД увеличение мощности турбины определя­ют по вспомогательной диаграмме в левой части рис.6.7.

Расход пара второго отбора не может быть произвольным и его максимальное количество (без учетa регенеративных отбо­ров)

где
- наименьший допустимый расход пара через ЧНД (кон­денсатор).

Поэтому второй отбор может быть выбран произвольно лишь в пределах от нуля до D т max .

Начальные параметры пара t o и р о , а также его давления в отборах р п и р т могут отклоняться от расчетных значений. В этом случае мощность турбины отличается от мощности, по­лученной по диаграмме режимов, и определяется с помощью спе­циальных поправочных коэффициентов.

Турбины с двумя регулируемыми отборами пара получили распространение на ТЭЦ, строящихся в районах крупного промышленного потребления теплоты. В этих районах необходим как пар высокого давления для промышлен­ных целей, так и пар низкого давления для отопления и горяче­го водоснабжения предприятий и прилегающих к ним жилых рай­онов.

Временное отключение регенеративных отборов пара—один из простых и эффективных способов быстрого получения дополнительной мощности . При этом пар, ранее поступавший в подогреватели, проходит в проточную часть последующих ступеней турбины, вырабатывая дополнительную мощность, что особо актуально для энергоблоков, работающих при скользящем начальном давлении, а также при необходимости использования регуляторов «до себя». Отключение пара регенеративных отборов помимо рассмотренного прямого увеличения мощности ведет к отсечению паровых объемов подогревателей и трубопроводов, инерция которых снижает скорость набора нагрузки при открытии регулирующих клапанов турбины.
Конечно, следует иметь в виду, что существуют определенные ограничения режимов, при которых допустимо отключение регенерации, обусловленные, в частности, надежностью работы лопаточного аппарата последней ступени и упорного подшипника. Для изыскания возможностей расширения диапазона режимов, допускающих отключение регенерации, ведутся многочисленные исследования. В частности, результаты работ ЦКТИ и Средазтехэнерго показывают возможность отключения ПВД при нагрузках, близких к номинальной.
Можно выделить два основных способа отключения регенеративных отборов. За рубежом нашли применение схемы, в которых питательную воду направляют в обвод подогревателей. Уменьшение теплообмена в подогревателе прекращает конденсацию пара и повышает давление, вследствие чего прекращается поступление пара в подогреватель и увеличивается мощность турбины. Такой способ отключения регенерации обладает значительной инерцией, обусловленной паровыми объемами, а также аккумуляцией теплоты в металле подогревателей и находящейся в них воде. При практической его проверке в опытах ЦКТИ на турбине ПТ-60-90/13 процесс изменения мощности начинался через 3 с после подачи команды и продолжался 30 с. Аналогичные результаты получены фирмой «Сименс» на конденсационном блоке 80 МВт.
Указанный способ отключения регенерации не устраняет вредного влияния паровых емкостей системы регенерации при открытии регулирующих клапанов турбины. Изменение температуры питательной воды происходит с большой скоростью (22 К/мин в опытах ЦКТИ), что ухудшает условия работы котельного экономайзера. Возможны также значительные скорости изменения температуры труб подогревателей, недопустимые по условиям прочности. t..
Отмеченные обстоятельства заставляют отдать предпочтение непосредственному прекращению подачи пара в подогреватели. Для его реализации могут быть использованы обратные клапаны регенеративных отборов . Практическая проверка этого способа была проведена ЦКТИ, Л ПИ и Средазтехэнерго на турбинах К-300-240, К-200-130, К-100-90 и ПТ-60-90/13. Проведению испытаний предшествовала работа по наладке автоматики обратных клапанов, что позволило повысить их быстродействие до 0,4— с. В программу испытаний входило исследование работы оборудования как на частичных нагрузках, так и в режимах, близких к номинальному. Регулирующие клапаны турбин поддерживались в неизменном положении ограничителями мощности. Опыты были повторены многократно.
При закрытии обратных клапанов для исследованных турбин мощность возрастала на 10— % (рис. 5.13). Продолжительность процесса набора мощности составляла соответственно 1 и 5 с для турбин К-100-90 и ПТ-60-90/13. Мощность турбины К-200-130 повышалась на 10—11 % за 8—10 с, в том числе на 3—4 % за первые 1—2 с. Аналогичные результаты дает отключение регенерации для турбины К-300-240 . Временное отключение регенерации, безусловно, не должно противопоставляться быстрому открытию регулирующих клапанов турбины. Напротив, наибольший эффект дает сочетание обоих способов.
При закрытии обратных клапанов снижение давления в подогревателях оказалось сравнительно небольшим. Это объясняется тем, что в существующей конструкции обратных клапанов усилия гидроприводов при больших положительных перепадах давлений на клапанах недостаточны для обеспечения плотного прилегания клапана к седлу. Поэтому клапаны по мере падения давления в подогревателе приоткрываются на некоторую величину. Это явление усиливается, особенно при больших нагрузках, вследствие повышения давления в камере отбора после закрытия обратных клапанов. На осциллограммах перемещения клапанов можно видеть, что после закрытия в первый момент времени
ДДПП — датчик давления промперегрева; ДМ — датчик вырабатываемой мощности; ПВД — подогреватель высокого давления; ПЗ — промежуточный золотник; ПП — промперегреватель; Р М — регулятор мощности; PC — регулятор скорости; С — сервомотор ЦВД; СО — сервомотор клапана регенеративного отбора; ЭГП — электрогидравлический преобразователь; £ — корректирующий импульс по положению клапанов регенеративных отборов клапаны приоткрываются на несколько миллиметров. Этим можно объяснить заниженное значение увеличения мощности при отключении регенерации по сравнению с ее возможным приростом согласно тепловому расчету. Изменение конструкции гидроприводов для обеспечения полного закрытия обратных клапанов или применение специальных отсечных клапанов может повысить величину и скорость набора мощности.
Наличие некоторого расхода пара в подогреватели, а также аккумуляция теплоты в металле трубок и корпусов подогревателей обусловили лишь незначительное изменение температуры питательной воды за ПВД и давления в деаэраторе при работе с отключенной регенерацией, вследствие чего не нарушается нормальный режим работы экономайзера и питательного насоса. гриль для шаурмы
Движение обратных клапанов в сторону открытия (см. рис. 2.7, 6) происходит с меньшей скоростью, чем в сторону закрытия, что обусловлено конструктивными особенностями системы управления и гидропривода обратных клапанов. Клапаны полностью открываются за 4—8 с. Давление в подогревателях при этом возрастает.
Проведенные испытания подтверждают возможность использования обратных клапанов регенеративных отборов для повышения приемистости блоков. Для практической реализации этого способа отключения регенеративных отборов необходима разработка специальной системы автоматического управления обратными клапанами, которая, обеспечивая повышение приемистости блока, сохранила бы защитные функции обратных клапанов. На рис. 5.14 представлена как возможный вариант предложенная ЦКТИ схема регулирования мощности, в которой импульс "ф противоаварийной автоматики энергосистемы действует на ЭГП системы управления клапанами ЧВД и на регулятор мощности, управляющий отборами пара на регенерацию.
Как правило, отключение регенеративных подогревателей с целью быстрого набора мощности необходимо на весьма короткое время, определяемое переходом парогенератора к новому режиму, после чего они снова будут включены. Обычно за столь короткий промежуток времени не возникает значительных температурных изменений в оборудовании блока.
Положительно оценивая возможность быстрого отключения подогревателей высокого давления как скрытый вращающийся резерв энергосистемы, следует вместе с тем иметь в виду, что все же оно сильно изменяет режимы как турбины, так и подогревателей. Поэтому не следует злоупотреблять этой возможностью повышения приемистости, используя ее только при возникновении действительно аварийных ситуаций в энергосистемах.