2015-06-30
2239
Турбина снабжена электрогидравлической несвязанной системой автоматического регулирования, предназначенной для поддержания в заданных пределах (в зависимости от режима работы турбины) частоты вращения ротора турбогенератора; электрической нагрузки турбогенератора; давления пара (температуры сетевой воды) в одном из отопительных отборов или тепловой нагрузки турбины; температуры подпиточной воды на выходе из встроенных пучков конденсаторов.
Система регулирования выполнена статически автономной с гидравлическими передаточными связями. При мгновенном сбросе электрической нагрузки с генератора система регулирования турбины ограничивает возрастание частоты вращения ротора до величины настройки автомата безопасности. Допускается применение вызывной системы управления и измерений, управляющей вычислительной машины и автомата пуска.
Турбоустановка имеет устройства защиты, предупреждающие развитие аварии путем воздействияна органы управления оборудованием с одновременной подачей сигнала.
|
|
|
В систему входят гидродинамический регулятор частоты вращения и три электронных регулятора: мощности (ЭРМ), тепловой нагрузки (ЭРТН) и температуры подпиточной воды (ЭРПВ). Регулятор частоты вращения с помощью гидравлических связей передает свои команды обоим главным сервомоторам 10 по принципу связанного регулирования, ЭРТН воздействует только на сервомотор 10н. Импульс передается при помощи МЭО – 2 (на схеме М – 2) через приспособление 6 для изменения давления. Для независимости нагрузок при работе ЭРТН должен быть подключен ЭРМ, который воспринимает мощность агрегата, изменяющуюся при работе ЭРТН.
Регулятор мощности действует через МЭО – 1 (на схеме М – 1) на синхронизатор Св регулятора частоты вращения. Кроме поддержание заданной мощности, ЭРМ может воспринимать импульс от частоты электрического тока. ЭРТН может поддерживать заданную температуру сетевой воды либо за ПСГ №1 (когда он работает один), либо за ПСГ №2 (если включены оба подогревателя).
В рассматриваемом случае при поддержании постоянной температуры за ПСГ №2 повышение температуры обратной сетевой воды, например вследствие уменьшения потребления горячей воды в ночные часы, будет вызывать снижение нагрузки на турбину, что потребует вмешательства обслуживающего персонала для восстановления нагрузки. Поддерживаемой регулятором постоянной разности температур обеспечивает неизменность нагрузки турбины, освобождая обслуживающий персонал от частого вмешательства в работу системы регулирования.
В ЭРТН введены также защитные импульсы: pн – давления в камере нижнего отопительного отбора и pс – давление сетевой воды, благодаря чему регулятор предотвращает повышение давления pн сверх допустимого и разгружает турбину при падении давления сетевой воды во время работы турбины по тепловому графику.
|
|
|
Регулятор температуры подпиточной воды поддерживает заданную ее величину на выходе из встроенных пучков конденсаторов за счет изменения в некотором диапазоне расхода пара через регулирующие диафрагмы. Регулятор действует на сервомотор ЧНД через МЭО – 2.
Электронные регуляторы имеют блоки управления S1 и S4, позволяющие переводить главные сервомоторы на автоматическое или дистанционное управление. Имеются также задатчики регулируемых параметров R1,R2 и R3 и блоки указателей P2 и P4.
Для перевода на различные режимы автоматического управления предусмотрен ключ S5, который можно устанавливать в три положения. В положение 2 все электронные регуляторы отключены, в работе находится гидравлический регулятор частоты вращения. Такой режим необходим при пуске турбины и может использоваться и при работе турбины с чисто конденсационной нагрузкой. В положении ключа 1 регуляторы ЭРМ и ЭРТН могут подключаться соответственно к МЭО – 1 и МЭО – 2. для этого необходимо блоки S1 и S4 поставить в положение автоматического управления.
Включение обоих регуляторов соответствует режиму работы турбины по электрическому графику с отопительной нагрузкой. У ЭРМ при этом подключается датчик мощности, у ЭРТН – датчик давления и требуемый датчик температуры. Предварительно при подключении датчиков к регуляторам блоки S1 и S4 устанавливают в положение дистанционного управления и производят балансировку регуляторов задатчиками до установки стрелок блоков указателей в нулевое положение, после чего блоки S1 и S4 переводят в положение автоматического управления.
Если при установки ключа S5 в положение 1 включить на автоматическое управление блок S1, то САР будет подготовлена к работе на чисто конденсационном режиме с восприятием импульса либо по частоте электрического тока, по мощности регулятора.
Установка ключа S5 в положение 3 производится при переводе турбины на режим теплового графика с регулированием температуры подпиточной воды. В этом положении ключа ЭРПВ подключен к МЭО – 2, а ЭРТН к МЭО – 1, ЭРМ выключен. Привод от МЭО – 2 переключателем 3 подключается к устройству 5 для перемещения поршня сервомотора 10н, причем приспособление 6 также остается подключенным к МЭО – 2. Предварительно приспособление устанавливается в нижнее положение, в котором оно открывает большой слив из линии Н, обеспечивая установку поршня сервомотора ЧНД на гидравлический упор. Устройство 5 работает за счет перемещения шайбы конуса обратной связи. Вначале его хода открывается дополнительный слив из линии Н (на схеме – верхний дроссель устройства), который компенсирует уменьшение слива из этой линии дросселем приспособления 6, когда оно будет при работе МЭО – 2 перемещаться вверх одновременно с устройством 5.
При подъеме шайбы конуса обратной связи ее кромка доходит до конца конуса, увеличивая подвод масла в линию Н. Поршень сервомотора сместится вверх до момента совпадения конца конуса с кромкой шайбы, в этом положении поршень остановиться.
Если на режиме теплового графика меняется температура сетевой воды (или разность температур), то ЭРТН передает команду клапаном ВД через МЭО – 1 и золотники регулятора частоты вращения.
Расчет регулирующей ступени.
1. Определение окружной скорости:
2. Выбираем степень реактивности на среднем диаметре:
3. Выбираем оптимальное отношение 
из конструктивных соображений.
4. Определяем располагаемый перепад энтальпий на ступень из соотношений:
|
|
|
5. Определяем теоретическую скорость выхода пара из сопел:
6. Принимаем предварительно коэффициент расхода 
и определяем с учетом теплоперепада давление р1=10,0 МПа и теоретический удельный объем 
за соплами. По I,S диаграмме, находим выходную площадь сопловой решетки:
7. Выбираем угол 
и задаемся степенью парциальности 
, определяем выходную высоту сопловой решетки
8. По числу 
выбираем профиль сопловой решетки С – 9012 А , 
. b1=0,06 м Определяем число сопловых лопаток:
Выбираем толщину выходной кромки сопел 
. Вычисляем ее относительную величину
9. Определяем по формулам коэффициент скорости
и коэффициент потерь энергии в соплах:
10. Уточняем коэффициент расхода по рис 5.23 [2] 
значение F1=0,017 м2 и l1=0,026 определяем угол выхода потока из сопел 
:
находим 
11. Строим входной треугольник скоростей по
и 
и вычисляем относительную скорость входа пара, а также угол ее направления 
12. Вычисляем потерю энергии в соплах
13. Определяем теоретическая относительная скорость выхода пара из рабочей решетки:
14. Принимаем в первом приближении 
, находим выходную площадь рабочей решетки:
15. Вычисляем высоту рабочей решетки 
16. Определяем эффективный угол выхода из рабочей решетки 
:
17. Для заданных условий 
выбираем профиль рабочей решетки и его основные геометрические характеристики: b2=0,042м, 
, t2=0,65, l2=0,690, а также число лопаток:
лопаток
18. По формулам из [6] рассчитываем коэффициент потерь энергии в рабочей решетке и коэффициент скорости:
19. По графику (рис 5.23) [4] коэффициент расхода 
и величины F2=0,034 м2 и l2=0,029 м
20. Строим выходной треугольник скоростей по
и углу 
, найденному по формуле:
21. По выходному треугольнику скоростей определяем абсолютную скорость выхода пара из ступени с2 и угол ее направления 
, которые уточняются по аналитическим зависимостям:
22. Вычисляются потери в рабочей решетке
и с выходной скоростью 
23. Относительный лопаточный КПД определяем 2 – мя способами:
1)
2)
24. Вычисляем мощность на ступени:
25. Определяем потери от утечек, от парциальности, от трения:
|
|
|
26. Находим относительный внутренний КПД ступени:
определяем относительный теплоперепад на ступень:
27. Находим относительную мощность ступени:
Расчет первой нерегулируемой ступени ЦВД
| расХод пара | 
| 
| |
| Параметры пара перед ступенью | 
| 
| |
| Кинетическая энергия на входе в ступень | 
| 
| 281,7 |
| Частота вращения | 
| 
| |
| Средний диаметр | 
| 
| 0,899 |
| Окружная скорость | 
| 
| 141,14 |
| Степень реактивности | – | 
| 0,007 |
| Отношение скоростей | – | 
| 0,501 |
| Располагаемый перепад энтальпий |
| 
| 39,6 |
| Теоретическая скорость выхода из решеток |
| 
| 270,2 |
| Располагаемый перепад энтальпий в решетках |
| 
| 36,5 |
| Параметры пара за решетками | 
| 
| 7,4 7,0 0,043 0,045 |
| Коэффициенты расхода | – – | 
| 0,938 0,95 |
| Выходная площадь решеток | 
| 
| 0,036 0,065 |
| Степень парциальности | – | 
| 0,08 |
| Высота решеток |
| 
| 0,053 0,057 |
| Число Маха | – – | 
| 0,42 0,24 |
| Профиль решеток | |||
| Хорда профиля |
| 
| 0,058 0,029 |
| Относительный шаг | – | 
| 0,78 0,58 |
| Относительная высота лопаток | – – | 
| 0,91 1,97 |
| Относительный диаметр ступени | – | 
| |
| Коэффициент потерь энергии | – – | 
| 0,059 0,096 |
| Коэффициенты скорости | – – | 
| 0,97 0,951 |
| Угол выхода решеток | о | 
| 14/13 25/25 |
| Скорости потока |
| 
| 129,6 61,1 |
| Угол направления скоростей | о |
| |
| Потери энергии в решетках |
| 
| 2,16 1,1 |
| Потеря с выходной скоростью |
| 
| 1,92 |
| Располагаемая энергия ступени |
| 
| 37,77 |
| Относительный лопаточный КПД | % | 
| 0,913 |
| Мощность на лопатках ступени | 
| 
| 7,24 |
| Потери от утечек, на трение, от парциальности |
| 
| 0,348 0,06 |
| Относительный КПД | % | 
| 0,9 |
| Использованный перепад энтальпий |
| 
| 33,99 |
| Внутренняя мощность |
| 
| 7,14 |
| Энтальпия пара на выходе из отсека |
| 
|
| расХод пара |
| ||
| Параметры пара перед ступенью |
|
| |
| Кинетическая энергия на входе в ступень |
|
| 281,7 |
| Частота вращения |
|
| |
| Средний диаметр |
|
| 0,899 |
| Окружная скорость |
|
| 141,14 |
| Степень реактивности | – |
| 0,007 |
| Отношение скоростей | – |
| 0,501 |
| Располагаемый перепад энтальпий |
|
| 39,6 |
| Теоретическая скорость выхода из решеток |
|
| 270,2 |
| Располагаемый перепад энтальпий в решетках |
|
| 36,5 |
| Параметры пара за решетками |
|
| 7,4 7,0 0,043 0,045 |
| Коэффициенты расхода | – – |
| 0,938 0,95 |
| Выходная площадь решеток |
|
| 0,036 0,065 |
| Степень парциальности | – |
| 0,08 |
| Высота решеток |
|
| 0,053 0,057 |
| Число Маха | – – |
| 0,42 0,24 |
| Профиль решеток | |||
| Хорда профиля |
|
| 0,058 0,029 |
| Относительный шаг | – |
| 0,78 0,58 |
| Относительная высота лопаток | – – |
| 0,91 1,97 |
| Относительный диаметр ступени | – |
| |
| Коэффициент потерь энергии | – – |
| 0,059 0,096 |
| Коэффициенты скорости | – – |
| 0,97 0,951 |
| Угол выхода решеток | о |
| 14/13 25/25 |
| Скорости потока |
|
| 129,6 61,1 |
| Угол направления скоростей | о |
| |
| Потери энергии в решетках |
|
| 2,16 1,1 |
| Потеря с выходной скоростью |
|
| 1,92 |
| Располагаемая энергия ступени |
|
| 37,77 |
| Относительный лопаточный КПД | % |
| 0,913 |
| Мощность на лопатках ступени |
|
| 7,24 |
| Потери от утечек, на трение, от парциальности |
|
| 0,348 0,06 |
| Относительный КПД | % |
| 0,9 |
| Использованный перепад энтальпий |
|
| 33,99 |
| Внутренняя мощность |
|
| 7,14 |
| Энтальпия пара на выходе из отсека |
|
|
Изоэнтропный теплоперепад на ЦВД:
Н0расч=3484-3180=304 кДж/кг;
Н0= Н0расч/z=440/12=36,7 кДж/кг;
Фиктивная скорость на ступени: Cф=Ö2·Н0=Ö2·36,7=270 м/с;
Формула для определения располагаемого теплоперепада на ступень имеет вид:
h0=12,33·(d/ (u/cф))2;
| Номер ступени | d, м | u/c | h0, кДж/кг | окончательный h0, кДж/кг |
| 1,1 | 0,395 | 46,1 | ||
| 0,899 | 0,501 | 33,8 | 39,69 | |
| 0,903 | 0,508 | 34,0 | 39,79 | |
| 0,905 | 0,503 | 34,5 | 40,39 | |
| 0,907 | 0,500 | 35,0 | 40,89 | |
| 0,911 | 0,498 | 35,2 | 41,11 | |
| 0,916 | 0,491 | 35,7 | 41,62 | |
| 0,923 | 0,497 | 36,2 | 42,39 | |
| 0,926 | 0,495 | 37,0 | 42,89 | |
Средний располагаемый теплоперепад энтальпий на ступень:
h0ср= Sh0/12=37 кДж/кг;
Коэффициент возврата тепла 
принимаем равным 0,1;
Число ступеней в цилиндре:
Принимаем 
.
Если сумма перепадов энтальпий отдельных ступеней Sh0 не будет равна перепаду H0(1+gт), то разность D распределяется между всеми ступенями.
/
Расчет технико – экономических показателей.
Параметры пара на входе в котлоагрегат:
tпв=232оС; p=5,5 МПа; iпв=1000 
на выходе из котла t=555оС; p=12,75 МПа; i=3480
