SU802569A1 - Способ работы теплофикационнойТуРбиНы - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ ТУРБИНБ1

1

Изобретение относитс  к рбласти теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанци х (ТЭС) и теплоэлектроцентрал х (ТЭЦ).

Известен способ работы конденсационной турбины в базовом и переменном режиме работы с регулируемым отбором пара из камеры, расположенной перед проточной частью низкого давлени  (ЧНД), по которому количество и параметры отбираемого пара регулируют за счет перемещени  парораспределительных органов ЧНД, установленных за камерой отбора, и парораспределительных органов части высокого давлени  (ЧВД), установленных на впуске пара в турбину. Дл  того, чтобы увеличить расход пара в отбор или его давление, открывают регулирующие клапаны ЧВД и прикрывают парораспределительные органы ЧНД. Дл  того, чтобы понизить давление в отборе или расход в отбор, прикрывают клапаны ЧВД и открывают парораспределительные органы ЧНД.

Повышение мощности турбины достигаетс  одновременным открытием парораспределительных органов ЧВД и ЧНД, а снижение мощностиих прикрытием 1.

Недостатком этого способа  вл етс  снижение экономичности вследствие необходимости при работе с расходами пара в отбор, близкими к максимальному расходу пара через турбину, пропуска значительного количества пара дл  охлаждени  ЧНД. Дл  уменьшени  потерь с охлаждающим паром на турбинах последних выпусков предусмотрена установка перед ЧНД отключающей задвижки специальной системы дл  приготовлени  охлаждающего пара. Эта система

0 снижает потери тепла, однако сама по себе сложна, а при подводе к ЧНД влажного пара возникает опасность эрозионного износа ступеней выхлопных потоков.

Возрастают посто нные потери при работе турбины без отбора на отключающих задвижках и парораспределительных органах , установленных перед всеми ЧНД.

Снижаетс  вибрационна  надеи ность работы последних ступеней ЧНД с длинными рабочими лопатками из-за необходимости

длительной их работы с малыми объемными пропусками пара, привод щей к по влению дополнительных возмущающих усилий. Значительно увеличиваетс  дл  турбин большой мощности диаметр выхлопного трубопровода

от предохранительного устройства, который достигает 1,4 2 м. Это создает дополнительные трудности в процессе проектировани  и монтажа, удорожает строительные конструкции.

При модернизации действующих на электростанци х конденсационных турбоустановок дл  нужд теплофикации вывод и трассировка трубопроводов столь большого диаметра-не представл етс  возможным.

Известен способ работы теплофикационной турбины в переменных режимах отопительного периода путем регулировани  расхода и параметров отбираемого пара и расхода пара в ЧНД перемещением парораспределительных органов высокого и низкого давлени , подачи потребителю всего потока пара из камеры отбора перед ЧНД, по крайней мере, в одной из которых взамен ротора установлен гладкий промежуточный вал 2.

Однако этот способ обладает такими недостатками , которые делают его малопригодным дл  теплофикационных турбин большой мощности. Как и все турбины с противодавлением , работающие по известному способу, при снижении тепловой нагрузки тер ют электрическую мощность, что в услови х дефицита электроэнергии приводит к необходимости замещени  потер нной мощности за счет менее экономичного оборудовани . Исключение турбин, работающих в режиме с противодавлением, из участи  в регулировании частоты и мощности энергосистемы в часы пик тепловой нагрузки и провалов электрической приводит к необходимости переводить в регулировочный режим более мощные мащины, работающие на частичных режимах менее экономично. Все это в конечном счете ведет к пережогу топлива. При отключении теплового потребител  полностью тер етс  генерирующа  мощность турбины.

Цель изобретени  - повышение экономичности и надежности турбоустановки.

X

Цель достигаетс  тем, что в режимах базовой нагрузки отглущают ЧНД с промежуточным валом, а на режимах переменной тепловой нагрузки перемещают парораспределительные органы высокого давлени  и неотглущенных ЧНД и сбрасывают пар через предохранительные устройства в отглущенные ЧНД с поддерживанием в них давлени  ниже атмосферного.

На фиг. 1 изображена турбоустановка с двум  двухпоточными цилиндрами низкого давлени ; на фиг. 2 - то же, с одним двухпоточным цилиндром низкого давлени  и глухой перегородкой в проточной части.

Турбина содержит цилиндрь 1 и 2 высокого и среднего давлени  (1ДВД и ЦСД), потоки 3-7 ЦНД, расположенные либо в одном цилиндре с проточной частью среднего давлени  - выхлопной поток 3 ЧНД,

либо в отдельных цилиндрах, как например, выхлопные потоки 4 и 5, 6 и 7, парораспределительные органы 8 ЦВД (клапаны) на впуске пара в турбину (8 ЦВД 1), парораспределительные органы 9 и 10 ЦНД и

расположенную перед ними камеру 11 отбора , паропровод 12, промежуточный перегреватель 13 и паропровод 14, расположенные соответственно между ЦВД-ЦСД и ЦСД-ЦНД, паропровод 15 к тепловому потребителю, глухую перегородку 16, промежуточный вал 17, передающий вращение от ротора 18 ЦВД, ротора 19 ЦСД и ротора 20 ЦНД к ротору генератора 21, предохранительные устройства 22, диафрагмы 23, оставленные в отглущенных потоках 6

и 7, и конденсаторы 24, Турбоустановка может работать на конденсационном режиме с отключением потребителем тепла и на режиме с регулируемым отбором пара из камеры 11. Отличие турбины (фиг. 2) заключаетс  в отсутствии одного ЦНД и создании

« промежуточного вала 17 в потоке 3 ЦСД 2 за счет отсутстви  на роторе 19 рабочих дисков, а глуха  перегородка 16 выполнена в виде, разделительной диафрагмы. По данному способу турбина работает сезонно и

требует при переходе с одного режима на другой переоборудовани . При работе с отключенным потребителем тепла весь пар за исключением отбираемого на регенерацию , проходит через цилиндры 1 и 2 и выхлопные потоки 3-7 в конденсаторы 24.

В ЦНД установлены щтатные роторы с рабочими колесами. Парораспределительные органы 9 и 10 открыты полностью. Глуха  перегородка 16 отсутствует. Этот способ работы присущ всем конденсационным турбинам .

При переходе на режим работы с отбором пара выдел ют базовую и переменную составл ющие тепловых нагрузок, причем под базовой понимают посто нную составлрющую графика тепловой нагрузки, а под

переменной - дополнительную временную составл ющую этого графика.

На режиме с регулируемым отбором по данному способу базовую тепловую нагрузку, приблизительно соответствующую расходу

пара в один или более потоков ЧНД, обеспечивают за счет отглущени  соответствующего числа потоков ЧНД, а пар, поступавший на конденсационном режиме в эти потоки , направл ют через паропровод отбора

к потребителю.

При этом перед цилиндром, в котором расположены отглущаемые потоки ЧНД, например, 6 и 7 устанавливают глухую перегородку 16, а взамен щтатного ротора с рабочими колесами - промежуточный вал 17.

Таким образом, не требуетс  расход пара на охлаждение проточной части ЧНД.

Переменную часть тепловой нагрузки обеспечивают за счет перемещени  парораспределительных органов 8, 9 и 10. Отбио е: 1ый пар направл ют к потребителю 110 паропроводу 15. В зависимости от характера тепловых нагрузок (теплофикаци , гор чее водоснабжение и т. д.) и их величины работа турбины с регулируемым отбором пара может быть круглогодичной, что позвол ет в довольно широком диапазоне нагрузок сохран ть независимость регулировани . Например, увеличение расхода пара в отбор при одновременном сохранении мощности , отдаваемой в сеть, достигаетс  одновременным перемещением парораспределительных органов: 8 - на открытие и 9 и 10 на закрытие, а снижение расхода в отбор достигаетс  обратным перемещением парораспределительных органов 8 - на закрытие и 9 и 10 - на открытие.

Дл  защиты турбины от внезапного повыщени  давлени  в камере 11 отбора при возможных неисправност х парораспределительных органов 9 и 10 используют предохранительные устройства 22, осуществл ющие в момент повыщени  давлени  в отборе выще допустимого уровн  сброс пара в обвод глухой перегородки 16 в цилиндр с отглущенными потоками 6 и 7, в котором поддерживаетс  давление ниже атмосферного .

Турбина (фиг. 2) работает аналогично описанной выще. Однако базова  часть тепловой нагрузки у такой турбины относительно меньще, а регулируема  - больще.

Дл  обоих типов турбин, работающих по данному способу при сбросе в отглущаемые потоки пара через предохранительные устройства, приемлемые скорости пара в цилиндре обеспечиваютс  за счет сохранени  в нем части диафрагм 23 с таким проходным сечением сопел, чтобы обеспечить последовательное расщирение пара. Работа турбины по данному способу позвол ет снижать электрическую нагрузку турбины в период провалов за счет прикрыти  парораспределительных органов 9 и 10, обеспечива  минимальный пропуск пара, достаточный дл  охлаждени  проточной части выхлопных регулируемых потоков ЧНД. На этом режиме работы электрическа  мощность, отдаваема  в сеть, определ етс  тепловым потреблением .

Мощность турбины можно резко форсировать за сч.ет открыти  парораспределительных органов 9 и 10. Даже в случае полного открыти  парораспределительных органов 8 выхлопные потоки ЦНД можно загрузить по пару, если при этом ограничить расход пара в отбор.

Описываемый способ работы паровой турбины большой мощности позвол ет использовать эксплуатируемые многоцилиндровые турбины с несколькими выхлопными потоками в конденсатор дл  нужд теплофикации и производства. Дл  работы по предложенному способу установленные ни

электростанци х турбины подлежат реконструкции , не требующей значительных капитальных затрат и времени на ее осуществление .

По сравнению с турбинами, работающими с противодавлением, преимущества турбин , работающих по предложенному способу, заключаютс  в том, что имеетс  определенный диапазон нагрузок, в пределах которого обеспечиваетс  независимость системы регулировани . Это позвол ет измен ть тепловую нагрузку без изменени  электрической и наоборот электрическую без изменени  тепловой; возможно участие турбин в регулировочном режиме энергосистемы при покрытии пиковой части электрического графика нагрузок за счет нагружени  и разгружени  конденсационных выхлопов ЧНД; отключение тепловых потребителей незначительно снижает мощность турбоустановки, поскольку конденсационные потоки сохран ютс  в работе и имеетс  возможность их перегрузки .

По сравнению с турбинами, работающими на режимах регулируемого отбора пара, турбины, работающие по предлагаемому

способу, имеют преимущества такие как уменьшение количества пара, необходимого дл  охлаждени  проточной части потоков ЧНД; уменьшение числа вращающихс  рабочих колес и числа ступеней с длинными рабочими лопатками, работающих в услоВИЯХ малых пропусков пара, создающих опасность возникновени  дополнительных возмущающих усилий и вибрации; уменьшение числа в парораспределительных органов перед потоками ЧНД; сброс пара через предохранительные устройства не требует монтажа труб больших диаметров, а производитс  через отглушаемые выхлопные потоки ЧНД 8 в конденсатор.

Claims (2)

1.Бененсон Е. И., Иоффе Л. С. Теплофикационные паровые турбины. М., «Энерги , 1976, с. 315.

2.Авторское свидетельство СССР № 102178, кл. F 01 К 17/02, 1955.