Система парораспределения паровой турбины.
Парораспределе́ние — управление распределением пара в различных технических устройствах, а также системы для такого распределения.
В паровых турбинах парораспределением называют системы подачи пара в турбину, которые регулируют расход и параметры подаваемого пара. Для изучения работы пара в турбине применяют понятие «ступень турбины», то есть совокупность ряда расположенных по окружности каналов, образованных неподвижными направляющими лопатками или соплами, и следующего за ним вращающегося ряда (или нескольких рядов) каналов, образованных рабочими лопатками, закрепленными на валу. Пар в каналах движется со скоростями, близкими к скорости звука и даже быстрее. Ступень турбины с изменяемым проходным сечением соплового аппарата (или сопловой коробки) называется регулирующей. Сопловый аппарат делится на сегменты с подводом пара от одного из регулирующих клапанов. Как правило, на турбине устанавливают 2-4 регулирующих и столько же стопорных клапанов.
Парораспределение может быть дроссельным, сопловым и обводным(байпасным). При дроссельном парораспределении изменение расхода пара сопровождается изменением параметров всего количества пара, поступающего в турбину, путём одновременного открытия или закрытия регулирующих клапанов. При сопловом парораспределении изменение расхода пара осуществляется путём последовательного открытия или закрытия регулирующих клапанов, подающих пар к определенным группам сопел. При этом клапаны открываются поочередно. При обводном парораспределении изменение расхода пара регулируется открытием обводного регулирующего клапана, который направляет пар в обход первой ступени (или первых ступеней) турбины. При блочной схеме электростанции как дроссельная, так и сопловая системы парораспределения позволяют осуществлять изменение мощности на т. н. «скользящем давлении», то есть при постепенном изменении давлении пара за котлом без изменения положения регулирующих клапанов турбины. Такой способ, как правило, экономичнее по расходу тепла на 1-3 %, особенно при неполной нагрузке. Кроме того, сокращается время пуска энергоблока, увеличивается срок службы котла и паропроводов. Если для турбины предусматривается только способ скользящего давления, то можно отказаться от установки регулирующей ступени.
|
|
|
В паровых увлажнителях воздуха используются вентиляторные или линейные парораспределители. При выдаче пара непосредственно в воздух помещения используется вентиляторный парораспределитель. При подаче пара в центральный кондиционер или в систему воздуховодов применяются линейные парораспределители. Основными элементами парораспределителя являются радиальный вентилятор, наружный дефлектор, воздушный фильтр, поддон для сбора конденсата, кожух и термостат. Линейные парораспределители выполняются из нержавеющей стали, алюминия или пластмассы.
|
|
|
2. Потери энергии при обтекании турбинных решеток.
Потери энергии при обтекании турбинных решеток
Потери энергии, связанные с течением пара в кольцевых турбинных решетках, можно условно разделить на несколько составляющих:
Профильные потери в свою очередь можно разделить на:
концевые потери, характеризуемые коэффициентом Скоиц и связанные с пространственным характером течения пара при конечной длине лопаток. Сюда следует отнести потери, добавляющиеся из-за нецилиндрической формы меридиональных обводов решетки (см., например, форму периферийных обводов решеток на рис. 2.6);
, характерные для решеток с большой веерностью, т. е. с малой величиной 0, и вызванные изменением условий обтекания решеток профилей по высоте решетки (см. § 3.5);
;
потери, связанные с ухудшением обтекания решеток вследствие протечек в ступени, в том числе для рабочей решетки в ступени с лопатками, не имеющими периферийного ограничения канала (безбандажные ступени). Эти потери обычно учитывают отдельно при расчете эффективности всей ступени в целом;
|
|
|
дополнительные потери при течении в решетках влажного пара, учитываемые коэффициентом ^вл.
Строго говоря, многие из перечисленных составляющих потерь взаимосвязаны, однако коэффициент потерь энергии в решетках можно вычислять и как сумму:
В общем случае, особенно в решетках большой веерности, надо учитывать изменение но высоте как геометрических, так и режимных параметров, и под коэффициентом потерь энергии понимают интегральную, средневзвешенную (по расходу) величину
следует подставлять только для тех участков по
высоте, где ощутимо влияние концов.
В настоящее время наиболее подробно исследованы профильные и концевые потери в плоских решетках. Другие составляющие потерь исследованы недостаточно полно, и надежные сведения о них имеются только для некоторых частных случаев.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1 1
1. Материалы и конструкции ПТ. Рабочие лопатки, ротор турбины.
2. Регулирующая ступень турбины. Ступени активного и реактивного типа.
3. Определите фиктивную скорость выхода пара из сопловой решетки и располагаемый теплоперепад сопловой решетки, если угол выхода пара из сопловой решетки 
, степень реактивности 0,02, диаметр ступени 0,6м, коэффициент скорости сопловой решетки0,95 (cos13º=0,97)
|
|
|
1.Парова́ятурби́на — тепловой двигатель, в котором энергия пара преобразуется в механическую работу.
В лопаточном аппарате паровой турбины потенциальная энергия сжатого и нагретого водяного пара преобразуется в кинетическую, которая в свою очередь преобразуется в механическую работу — вращение вала турбины.
Пар от парокотельного агрегата поступает через направляющие аппараты на криволинейные лопатки, закрепленные по окружности ротора, и воздействуя на них, приводит ротор во вращение.
Паровая турбина состоит из двух основных частей. Ротор с лопатками — подвижная часть турбины. Статор с соплами — неподвижная часть.
По числу цилиндров турбины подразделяют на одноцилиндровые и двух—трёх-, четырёх-пятицилиндровые.
По числу валов различают одновальные, двувальные, реже трёхвальные, связанных общностью теплового процесса или общей зубчатой передачей (редуктором.
Неподвижную часть — корпус (статор) — выполняют разъёмной в горизонтальной плоскости для возможности выемки или монтажа ротора. В корпусе имеются выточки для установки диафрагм, разъём которых совпадает с плоскостью разъёма корпуса турбины.
В местах прохода вала сквозь стенки корпуса установлены концевые уплотнения для предупреждения утечек пара наружу (со стороны высокого давления) и засасывания воздуха в корпус (со стороны низкого). Уплотнения устанавливают в местах прохода ротора сквозь диафрагмы во избежание перетечек пара из ступени в ступень в обход сопел.
Основными элементами рабочей лопатки являются профильная или рабочая часть, обтекаемая паром, и хвостовик, с помощью которого лопатка крепится на диске. Бандажом или проволочными связями лопатки объединяются в пакеты.Рабочие лопатки паровых турбин в подавляющем большинстве случаев соединяются в пакеты бандажами или проволочными связями. Объединение лопаток в пакеты увеличивает прочность и вибрационную надежность лопаточного аппарата. Бандаж образует периферийную стенку капала рабочих лопаток и уменьшает утечку пара.
Ротор паровой турбины может быть барабанного, дискового или комбинированного типа.
Барабанный ротор применяют при умеренной окружной скорости, большом числе ступеней давления, малых перепадах давлений между ступенями и необходимости очень жесткой конструкции. Эти условия соответствуют особенностям реактивных турбин.
Дисковый ротор применяют при большой окружной скорости, небольшом числе ступеней давления и значительных перепадах давлений между ступенями; все эти условия имеют место в турбинах активного типа.
Комбинированный ротор чаще всего состоит из одного двухвенечного диска в части высокого давления и барабана в части низкого давления; двухвенчатый диск дает возможность уменьшить длину барабана, так как может использовать большой перепад давлений. Ротры этого типа часто устанавливают на активно-реактивные турбины небольшой и средней мощности.
Реже применяется вариант комбинированного типа, имеющий в части высокого давления один двухвенечный и несколько одновенечных дисков, а в части низкого давления - барабан. Встречаются и другие разновидности роторов.
2. Ступень турбины с изменяемым проходным сечением соплового аппарата (или сопловой коробки) называется регулирующей. Сопловый аппарат делится на сегменты с подводом пара от одного из регулирующих клапанов. Как правило, на турбине устанавливают 2-4 регулирующих и столько же стопорных клапанов.
Регулирующей ступени (одновенечная ступень или двухвенечная ступень скорости) определяется величиной расчетноготенлоперенада при экономической мощности турбины. Теплоперепады до 80 —120 кДж/кг обычно перерабатываются одновенечной регулирующей ступенью. При большихтеплоперепадахставится двухвенечная ступень скорости. В свою очередь следует выбрать теплоперепад регулирующей ступени с учетом особенностей работы этой ступени при переменном режиме турбины
Турбины По принципу действия: активные и реактивные,
Активные турбины (турбинные ступени)
Проточная часть, состоящая из одного ряда сопел и одного ряда рабочих лопаток, образует простейшую турбинную ступень.
В активном варианте ступени расширение рабочего вещества (падение давления) имеет место только в соплах; на рабочих лопатках давление остается постоянным.
Работа осуществляется за счет непосредственного ударного действия потока на лопатки
Реактивные турбинные ступени
Расширение рабочего вещества имеет постепенный характер: давление частично падает в соплах, а затем – до конечного значения – на рабочих лопатках, что обусловливается соответст-вующим профилем проточной части.
На лопатках, вследствие наличия перепада давлений, наряду с непосредственным ударным (активным) действием струи, появляется реактивная отдача, т.е., полная сила, действующая на лопатку, складывается из двух составляющих.
Билет
Конструкции ГТУ
Как отмечалось выше, основными особенностями газовых турбин, отличабщими их от паровых, являются относительно небольшие распологаемые тепловые перепады и относительно умеренное увеличение объемного расхода газа при его расширении в проточной части. Поэтому газовая турбина обычно состоит из небольшого числа ступеней и имеет умеренное увеличение высот лопаток от первой до последней ступени. Известно, что газовая турбина от развиваемой ею мощности на валу расходует примерно от 70 до 80% на привод компрессора. Поэтому удельный расход газа, отнесенный к полезной мощности ГТУ, оказывается большим.
Поскольку в газовой турбине срабатывается небольшой тепловой перепад, а начальное давление перед турбинойявляется сравнительно небольшим, через проточную часть турбины проходит большой объемный расход газа. Перечисленные факторы приводят к тому, что даже в первых ступенях турбины малой мощности оказывается возможным применять большие высоты лопаток. Естественно, что в турбинах малой мощности применение больших высот лопаток приводит к необходимости применения небольших диаметров ступеней.
Для ступеней турбины с малыми диаметрами окружная скорость будет небольшой, и для принятого оптимального значения тепловой перепад также будет небольшим.
С повышением полезной мощности турбины и увеличением объемного расхода газа представляется возможность увеличить как длину лопаток, так и диаметры ступеней.
При проектировании ГТУ большой мощности принимают более высокую степень повышения давления в компрессоре, что увеличивает стпень расширения и тепловой перпад на турбину. С увеличением диаметров ступеней и сохранением оптимальных отношений турбину большой мощности также оказывается возможным спроектировать с относительно небольшим числом ступеней.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 266; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!