Блок контроля и управления скоростью турбины
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ионные с отбором пара на промышленные нужды (П).
Принципиальная схема паротурбинной установки (ПТУ) приведена на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1- Принципиальная схема паротурбинной установки
Свежий пар из котла 1 и пароперегревателя 2 поступает в турбину 3 и, расширяясь в ней, совершает работу, вращая ротор электрического генератора 5. После выходи из турбины пар поступает в конденсатор 4, где конденсируется. Далее конденсат отработавшего пара конденсатным насосом 6 прокачивается через подогреватель низкого давления 7 в деаэратор 8. Из деаэратора 8 питательным насосом 9 вода подается через подогреватель высокого давления 10 в котел 1.
Паровая турбина и электрогенератор представляют собой турбоагрегат. Подогреватели 7, 10 и деаэратор 8 образуют систему регенеративного подогрева питательной воды с использованием пара из нерегулируемых отборов паровой турбины.
Для эффективной работы пар в турбину должен подаваться с высоким давлением и температурой (от 13 кг/см2/190 oC до 240 кг/см2/550оС). Такие условия предъявляют повышенные требования к котельному оборудованию, что приводит к существенному росту капитальных вложений.
Преимуществом паротурбинной технологии является возможность использования в котле самого широкого спектра топлив, включая твердые. Однако использование тяжелых нефтяных фракций и твердого топлива снижает экологические показатели системы, которые определяются составом отходящих из котла продуктов горения.
На существующих тепловых электростанциях новые ПТУ целесообразно использовать при отсутствии возможности внедрения на них газотурбинных и парогазовых технологий.
Паровые турбины с противодавлением целесообразно использовать для модернизации котельных с промышленными паровыми котлами распространенных типов ДКВР, ДЕ (рабочее давление 1,3-1,4 МПа), у которых давление пара на выходе из котлов значительно выше, чем это необходимо для производственных нужд.
При установке в таких котельных паровых противодавленческих турбоагрегатов малой мощности, пропускаемый через ПТУ пар будет срабатываться от начальных параметров на котлах до давления, нужного потребителю, и в результате бесполезно теряемый до этого потенциал пара будет использоваться для выработки малозатратной электрической энергии.
Вырабатываемая ПТУ электроэнергия пойдет на покрытие собственных нужд котельной и предприятия, а ее избыток может продаваться в энергосистему. При этом основной задачей модернизированной котельной продолжает оставаться производство тепла, а электроэнергия является полезным сопутствующим продуктом его производства, значительно улучшающим технико-экономические показатели работы котельной, и может стать дополнительной статьей доходов.
КПД ПТУ в части генерации электроэнергии самый низкий из всех рассматриваемых технологий и составляет от 7 до 39%, но в составе теплофикационных систем суммарная эффективность паротурбинной установки может достигать 84% в раiете на условную единицу израсходованного топлива.
Для обеспечения высокого КПД турбина должна вращаться с высокой скоростью, однако число оборотов ограничивается прочностью материалов турбины и оборудованием, которое находится на одном валу с ней. Электрогенераторы на тепловых электростанциях расiитывают на 1800 или 3600 об/мин и обычно устанавливают на одном валу с турбиной. На одном валу с турбиной могут быть установлены центробежные нагнетатели и насосы, вентиляторы и центрифуги. Низкоскоростное оборудование соединяется с высокоскоростной турбиной через понижающий редуктор, как, например, в судовых двигателях, где гребной винт должен вращаться iастотой от 60 до 400 об/мин.
Сложность комплексной оценки информации по паротурбинным установкам заключается в их большом разнообразии как по типу (К, П, ПТ, Т, Р, ПР), так и по начальным параметрам (от 13 кг/см2 и ниже до 240 кг/см2). В теплофикационных ПТУ электрическая мощность, расход пара на турбину определяется величиной тепловой нагрузки в паре и в сетевой воде. Технико-экономические показатели каждой турбины должны определяться по диаграммам режимов с учетом всех особенностей ее работы.
Рисунок 1.2- Изменение электрического КПД при изменении единичной мощности паротурбинных установок
1.2 Выбор частоты вращения, числа валов и цилиндров турбины
блок контроль управление турбина
Выбор частоты вращения, числа валов и цилиндров турбины является определяющим для последующего детального проектирования агрегата и решающим образом влияет на надежность работы турбины и ее технико-экономические показатели. Перечисленные характеристики агрегата взаимосвязаны и поэтому рассматриваются комплексно.
(четырехполюсный генератор). При (редко встречающемся) соединении турбины с генератором через редуктор частота вращения турбины может быть выбрана произвольно.
В широком диапазоне выбирается частота вращения турбин, служащих для привода насосов, компрессоров, эксгаустеров, вентиляторов и других машин. Выбор частоты вращения в этом случае определяется многими факторами, в первую очередь характеристиками приводимых машин. Также широки возможности выбора частоты вращения судовых и иных транспортных турбин.
В турбинах повышенной частоты вращения концевые уплотнения обычно также имеют меньший диаметр и, следовательно, меньшие зазоры, что заметно снижает утечку пара. В то же время усложняются условия проектирования последних ступеней конденсационных турбин,