Turbina cu abur împreună cu sale conexe regenerative, condensatoare, dispozitivelor de încălzire pompe, conducte și supape formează o instalație de turbină cu abur.
Modern turbine cu abur este format dintr-un număr mare de piese, cu grijă, fabricate și asamblate într-o singură unitate. agregate turbine energetice moderne de putere sunt în mod constant în creștere, și este în prezent principalul câștig capacitatea de la putere se datorează unitățile de intrare 300, 500, 800 MW. Pe Kostroma Gres construit o capacitate de 1.200 unități cap MW.
Creșterea capacității turbinei face posibilă pentru a construi o capacitate termică mare centrală electrică reducând în același timp costurile de construcție și de funcționare a acestora și reducerea costurilor de combustibil pentru kilowatt-oră. Împreună cu eficiența turbinei moderne trebuie să îndeplinească standarde înalte de siguranță, fiabilitate și agilitate. Cerința de manevrabilitate ridicată prezentat întregul echipament energetic. Turbina ar trebui să permită un start rapid, setați și schimbarea de încărcare și se va opri. Această problemă este foarte complicat pentru unitățile care funcționează în condiții de abur inițiale (26 MPa, 540-570 ° C) și având un perete carcasă și flanșe de grosime mare.
În proiectarea și turbina de operare se confruntă cu o teorie foarte complexă probleme aerodinamice de vibrații, căldură, modificări ale proprietăților materialului la temperaturi ridicate și la vibrații, controlul automat al turbinei.
Fig. 1. Cea mai simplă schemă de turbina
Fig. 1 este o diagramă a turbinei simple. și Fig. 2 - schema dispozitivului turbinei cu abur în mai multe etape. Cea mai simplă turbină este compus din duza 1, pala de rotor 2, arborele 3 și discul 4.
Fig. 2. Dispozitiv de conducere turbină cu abur în mai multe etape
1 - arborele turbinei; 2 - roți; 3 - zăbrele de lucru; 4 - jumătatea inferioară a carcasei; 5 - top jumătate (capac) al carcasei; 6 - diafragma (jumătatea inferioară); 7, 8 - zăbrele duză; 9 - etanșarea orificiului; matrice de duze prima treaptă de presiune - 10; 11 - sigiliu frontal; 12 - sigiliu din spate; 13 - rulmenți de sprijin; 14 - rulment axial; 15 - cuplaj; 16 - angrenaj cu melc; 17 - pompa de ulei; 18 - postamente; 19 - regulatorul de viteză; 20 - rezervorul de ulei; 21 - regulator de siguranță; 22 - selectarea camerei; 23 - Fereastra pentru selectarea perechii; 24, 27 - flanșele de susținere a carcasei; 25, 26 - flanse cuzineți
Turbina include o componentă rotativă - rotor și partea staționară - stator. Pentru arborele rotorului și sunt fixate pe ea conduce palele rotorului. Statorul include corpurile parovpusknye duză matrice. rulmenți etc .. carcasa turbinei este împărțită într-un plan orizontal de-a lungul liniei centrale a arborelui. Partea inferioară se sprijină pe fundație, în timp ce partea superioară este montată pe partea inferioară și este fixat prin flanșe cu știfturi și piulițe. Prin corpurile parovpusknye de abur proaspăt este introdus în caseta de duză. Cazul se termină țeava de eșapament prin care aburul evacuat evacuat din turbina.
În fix aburul canal duze extinde; în care scăderea presiunii și temperaturii, debitul de vapori crește la câteva sute de metri pe secundă și, în consecință, crește de energie cinetică.
Este folosit în paletele rotorului în mișcare montate pe discuri, plantate pe axul turbinei (fig. 2). Între discurile sunt aranjate pereți fixate - o diafragmă cu duze fixate pe aceasta. Diafragma și discul cu pale de rotor formează o treaptă a turbinei.
Cu un număr mare de etape (20 - 30), turbina este format din mai mulți cilindri. Turbinele de putere a aburului de viteză a rotorului tipic 3000 rot / min sau 50 s -1. care se potrivește pagina primit la frecvența de curent alternativ de 50 Hz.
La fiecare etapă a turbinei o parte din energia internă a aburului este transformată în energie mecanică transmisă de la arborele turbinei la arborele generatorului unui curent electric. Creșterea numărului de etape crește eficiența sistemului turbinei, la fel ca în acest caz, fiecare etapă este „de lucru“ mai optim. Cu toate acestea, creșterea numărului de etape este justificată doar până la o anumită limită, pentru că odată cu creșterea numărului de etape ale turbinelor este complicată și devine costisitoare.
Unități de mare putere care funcționează la abur supercritic și presiune ridicată sunt realizate cu supraincalzire intermediara. Abur cu parametri înalți, efectuarea lucrărilor în turbina, ultimele etape ale sale umezit, iar acest lucru duce la o scădere a eficienței și acțiunea erozivă a picăturilor de umiditate pe lamele turbinei. Când se utilizează supraîncălzirea intermediară a aburului nu scade numai umiditatea finală, dar, de asemenea, în creșterea eficienței termice a ciclului. Fig. 3 este o diagramă a uneia dintre cele mai comune în turbina noastră de condensare a energiei 300 K - 240 300 MW. care funcționează la o presiune inițială de 240 de abur atm (23,5 MPa). adoptat temperatura aburului proaspăt 540-560 ° C, viteză de 3000 rot / min.
Turbina cuprinde trei cilindri: un cilindru de presiune înaltă (CVP), cilindru de presiune medie (IPC) și cilindrul de joasă presiune (LPC). Aburul douăsprezece etape CVP se extinde din parametrul inițial de mai sus la o presiune de 4 MPa, și apoi trimis la preîncălzitor (PCB), montat în cazan, și mai departe cu o presiune de 3,5 MPa și o temperatură de 540-560 ° C intră MPC. Doisprezece capului pași IPC abur este extins la o presiune de 0,2 MPa, și apoi împărțită în două fluxuri: o treime trece cinci etape de joasă presiune situat în MPC, și intră în condensator. și două tuburi de bypass treimi de vapori sunt alimentate în cilindru de joasă presiune, în care, divizarea în două fluxuri, sunt în cinci trepte și joasă presiune sunt trimise la condensator. Presiunea de vapori a ultimei etape înainte de a intra în condensator este egal cu 0,0035 MPa. Separarea aburului în partea de joasă presiune în trei fluxuri asociate cu cantități mari de abur în ultimele etape. Eliberarea din volumul total de abur printr-un grilaj ar duce la inacceptabil din motive de înălțimi de rezistență ale palele rotorului. Chiar și cu separarea aburului în ultimii trei pași pe înălțimea de curgere a paletelor este de 960 mm, iar viteza circumferinței la vârfurile lor - 540 m / s. Când masa lamei finale 9,8 kg forță centrifugă care acționează asupra este egal cu
Chiar mai complexă turbină de mare putere. Deci, turbinele de capacitate de 500 MW este de 4 de evacuare în condensator, în timp ce turbina K-800-240 de 800 MW - șase sisteme de evacuare într-un condensator. Turbina K-1200-240 1.200 MW instalat la Kostromskaya CTE blade ultimele etape au o lungime de 1200 mm, dar în scopul de a reduce forțele centrifuge care sunt realizate dintr-un aliaj de titan ușor.
Fig. 3. Modificarea parametrilor corpului într-o turbină activă:
1, 9 - camera proaspătă și abur uzat; 2,4,6 - duză; 3,5,8 - lame; 7 - diafragmă.
Fig. 4. turbine Schema K-300-240 (z - numărul de etape)
Turbinele de încălzire. montat pe CHP poate avea 1 sau 2 selecție reglabile (și termoficare exemplu industrial). In districtul turbinei de încălzire T - 250-240 au două abur extracție pentru încălzirea apei în sistemul de încălzire (inclusiv unul de direcție) și, în plus, se poate efectua preîncălzirea apei de încălzire într-un încălzitor special încorporat în condensator.
Condensare turbine cu abur de evacuare a turbinei și selecțiile de cogenerare industrială și intră în condensator, unde presiunea este menținută în mod substanțial sub presiunea atmosferică. La îndepărtarea căldurii condensatorului realizată de către fluidul de lucru - o pereche de - la cea mai mică temperatură și presiune posibilă pentru a transforma vaporii în condens, revenind la cazane de putere. Aici, căldura este de răcire a apei (circulant). Condensul nu trebuie amestecat cu apa de răcire care are o cantitate mare de impurități. Prin urmare, condensatorul este un schimbător de căldură de tip suprafață.
Figura 5 prezintă o diagramă a unui condensator turbinei cu abur.
Transferul de căldură de la aburul la apa de răcire are loc prin peretele tuburilor cu diametru mic, de obicei, de aramă, în interiorul căruia apa de răcire se mișcă. Aburul umed intră în condensator; condensare TC Temperatura de saturație a vaporilor este mai mică cu atât mai mică temperatura apei care circulă. Când alimentarea cu apă cu flux continuu atunci când apa este tras în condensator dintr-un râu sau iaz, temperatura variază de la 2 la 20 ° C (temperatura medie calculată de 10 - 12 ° C). În cazul în care apa circulă apă de răcire în turnuri de răcire, temperatura apei variază în funcție de sezon 10 - 12 ° C până la 35 -40 ° C
Figura 5. Schema condensatorului turbinei cu abur:
1 - evacuare pentru canale de scurgere a apei, 2 - un Waterbox capac, 3 - camere de apă, 4 - tubesheets, 5 - corpul condensatorului 6 - paropriemnaya gât, 7 - tubul 8 - colectarea condensului, 9 - admisie pentru alimentarea cu apă, 10 - admisie pentru evacuarea aerului.
De obicei, apa care circulă în condensatorul 8 este încălzit la -10 ° C Menținând presiunea în condensator Pk = 0,0035 MPa Temperatura de condensare este tk = 26,4 ° C În timpul verii, când temperatura apei de răcire este mai mare decât presiunea medie estimată în condensator poate fi crescută la 0,01 MPa, ceea ce reduce în mod corespunzător eficiența turbinei de lucru. Per tonă de vapori condensabili se consumă 50 - 60 de tone de apă de răcire.
Pentru a menține bune condiții de transfer de căldură și presiune parțială constantă a aerului, și cu ea, iar presiunea totală în aer condensator curgând în condensator trebuie să fie îndepărtat în mod continuu. Pentru a face acest lucru, setați dispozitivul vozduhootsasyvayuschie - abur sau cu jet de apă ejectoare.
Condensul din partea inferioară a condensatorului este pompat de pompa de condens și este alimentat printr-un preîncălzitor în cazan. Condensatorul este amplasat sub turbina si este dispus orizontal vas, sudat din tablă de oțel. În interiorul corpului condensatorului la o distanță de la capetele sale sudate plăci speciale cu deschideri numite plăci tubulare, în care zavaltsovyvayutsya tuburile care formează suprafețele de schimb de căldură. Carcasa cu capetele închise cu un capac, astfel încât între capace și plăcile tubulare formate camerele de apă.
Dacă una dintre camerele pentru a stabili o partiție orizontală, atunci obținem două căi capacitor-: apa de răcire curge în camera anterioară țeavă inferioară (admisie), trece prin seria inferioară a țevilor și printr-o cameră posterioară curge în rândurile superioare ale țevilor, apoi scoase din condensator.
Pentru turbinele discutate mai sus K-300-240 Leningrad condensator instalație de metal are următoarele caracteristici:
Numărul de tuburi, buc.