Turbine pentru producerea combinată de căldură și
Beneficiile economice ale unor astfel de turbine, datorită faptului că, în căldura latentă de condensare a unităților de vaporizare este pierdut, și sunt folosite pentru consumatorii casnici și industriali.
Turbine, care servesc nu doar ca un generator de curent conduce electric, dar, de asemenea, oferă clienților externi de căldură, în mod colectiv cunoscut sub numele de cogenerare și defalcate în următoarele tipuri principale:
· Turbine de presiune;
· Turbine cu abur controlat;
· Turbine cu abur controlată și cu contrapresiune;
· Turbine cu doua extracție cu abur controlată.
Schema de instalare a turbinei contrapresiune este prezentată în figura 9.1.
Figura 9.1 Diagrama schematică a instalării cu turbine cu contrapresiune și turbine cu condensare:
1- turbină contrapresiune; 2 - condensare turbină;
3 - Presiune reducătoare unitate de răcire
abur proaspăt este alimentat de la o presiune de abur și este ghidat către turbina 1, unde expansiunea vaporilor la o presiune. Aburul de evacuare a turbinei 1 intră în rețeaua Încălzitoare (cazane), din care apa încălzită merge la consumator de căldură. Pentru încălzirea aburului se aplică cu presiune = 70 ... 250kPa. în scopuri industriale necesită abur la o presiune = 0,4 ... 0,7 MPa. și, în unele cazuri, a = 1,3 ... 1,8 MPa.
Vaporii penetrează turbina contrapresiune 1 se consumă numai într-o cantitate care este necesară pentru consumator. Prin urmare, puterea dezvoltată de contrapresiunii turbinei nu este arbitrară, ci este legată de sarcina termică a consumatorului. Turbina de putere este exprimată prin ecuația:
unde - debitul de abur proaspăt;
- eficiență electrică relativă egală cu raportul dintre puterea electrică turbina ideala.
Deoarece eficiența la parametrii constanți ai procesului depinde doar de trecerea aburului prin turbină, o picătură de căldură de unică folosință nu este schimbat, turbina de putere contrapresiune unic debit determinată de abur prin el.
turbină cu contrapresiune, care lucrează în mod izolat, nu poate satisface pe deplin consumatorii cu energie electrică, în calitate de consumatori de energie electrică și termică grafică nu se potrivesc. De aceea, în sistemele de putere turbinelor contrapresiune de astăzi nu sunt de obicei instalate în mod izolat, și sunt folosite pentru funcționarea în paralel cu turbina de condensare (fig. 9.1).
Atunci când o astfel de lucru contrapresiune turbina care generează numai energie electrică, care este determinată de un abur trece merge la consumator de căldură, în timp ce restul producției de turbine de energie electrică furnizează compensatorii
Astfel, de lucru conform programului de căldură, turbine cu contrapresiune acoperă doar o parte a unei sarcini electrice; restul de sarcină electrică se află pe turbina de condensare. În orele de încărcare maximă de căldură în căldura liniei de consum se adaugă la abur viu redusă în cazul în care consumul de abur cerut de consumatorii de căldură, depășește capacitatea maximă a turbinei de presiune din spate. presiune fixă reductor pereche 3 permite, de asemenea pentru a furniza turbina cu abur de consum de căldură în timpul perioadelor de contrapresiune reparații.
Faptul că puterea dezvoltată de contrapresiunii turbinei este determinată în întregime de sarcina consumatorului de căldură, de multe ori nu permite utilizarea eficientă turbogenerator de putere instalată, care limitează utilizarea acestor turbine (adică, în timpul iernii, deoarece consumul maxim de căldură turbinei de putere este maximizată și turbina de vara poate fi nici o sarcină). Prin urmare, o astfel de turbină amplasate adiacente consumatori de căldură permanente, cum ar fi himproizvodstva aproape.
Presiunea de vapori vine la consumator de căldură este, în general, necesară pentru a menține constantă.
Pentru costurile ecuația turbinei contrapresiune referitoare la sarcina termică din spate turbină de presiune este de forma:
în care - linia de abur capacitate care duce de la turbina la consumator termic;
- Rata de abur care curge prin sistemul turbinei supape de reglare flux;
- Rata de abur evacuat către consumator flux;
și - presiunea și temperatura aburului de evacuare a turbinei.
Ecuația (9.1) arată că presiunea aburului de evacuare a turbinei va fi menținută numai în cazul în care cantitatea de abur G1, care trece prin turbină, egală cu cantitatea de abur G2. marș către consumatorul de căldură. În cazul în care, atunci, că este Aburul de evacuare crește presiunea și invers, în cazul în care aburul și presiunea de evacuare scade.
Astfel, orice încălcare a egalității între cantitatea de abur provenind din turbina și cantitatea de abur consumat pentru consumator de căldură, ceea ce duce la modificarea presiunii aburului de evacuare.
Pentru turbina contrapresiune ar putea menține în mod automat un flux de abur necesar pentru încălzirea consumatorului, turbina, pe lângă regulatorul de viteză este alimentat cu un regulator de presiune.
Sistemul de control în timpul funcționării turbinei pentru un program termic este sub influența regulatorului de presiune. Numai în cazul în care în timpul funcționării programului de căldură se va deconecta de la unitatea de rețea și de a descărca un generator la zero, controlerul de lucru rata intră sub influența creșterea vitezei de rotație.
Într-o relație constructivă cu turbine contrapresiune diferă de condensare numai prin faptul că nu are trepte, care lucrează la presiuni scăzute. De aceea, turbina contrapresiune este aceeași ca parte a presiunii ridicate de condensare a turbinei, și de obicei constă dintr-o serie de etape ulterioare nereglementate.
La selectarea structurii contrapresiunii turbinei (TPD) sunt cruciale aburul trece volumetric, care ar trebui să fie proiectate de încărcare a turbinei și programul cu care va opera turbina.
Deoarece nu există pași TPD care lucrează într-un vid, sunt eliminate toate dificultățile asociate cu proiectarea de lame pentru volum mare de abur trece. Chiar și în TPD, proiectat pentru rate foarte mari de curgere în masă de abur, înălțimea ultimelor lame, de obicei moderate. Costurile de abur, care poate fi trecut printr-un singur fir de turbină în timpul funcționării sale contrapresiune, este foarte mare.
Pentru TPD mare rapiditate tot mai recomandabil, astfel încât să nu crească înălțimea lamelor la un volum mic de abur trece.
Cu cât este mai întreg raportul de presiune a turbinei, unde - presiunea aburului viu, - presiunea în conducta de evacuare, cu atât mai mare pierderea vaporilor afectează pe valva de control ștrangulare când turbina subsarcina. Deoarece TPD, nu este recomandat pentru utilizare în comparație cu raportul turbinei condensator este mare, distribuția aburului ștrangulare în astfel de turbine. Cu cat mai mare, cu cât numărul de valve trebuie să aibă în sistemele de distribuție a aburului duzei TPD.
Cu toate acestea, utilizarea de duze de distribuție a aburului în sine nu justifică comportamentul eficienței turbinei sub sarcină. eficiență TPD la subsarcina sa salvat mai stabil decât cel mai mare calcul picătură de căldură adoptată pentru reglementarea etapă. Astfel, este de dorit să reprezinte atât treapta de viteză a turbinei atunci când duza la o transformare cu zăbrele din energia cinetică produsă în mai multe Grile de lucru. În acest caz, duza de distribuție a aburului perfectă poate presupune că etapa termică diferențială este menținută constantă la toate sarcinile și, în consecință, raportul de viteză este menținută constantă (- viteză periferică a lucrării cu zăbrele,
în care - viteza unghiulară a palelor rotorului;
Dacă etapa de unică folosință picătură de căldură este reprezentată ca, adică, energia cinetică.
Efectuarea TPD într-o singură etapă a fost utilizat pentru turbine cu picătură mică de căldură și să treacă de cuplu care funcționează la sarcină variabilă în limite largi. Pentru o turbină de putere mare, acest design nu poate fi tolerată deoarece pas viteză insuficientă. Prin urmare, cea mai raspandita este pentru structura TPD constând într-o etapă de control și etapele ulterioare nereglementate.
Astfel, cea mai bună opțiune este TPD structura în mai multe etape care constă din nivele controlate și necontrolate, cu ambele regulatoare de presiune pereche de ieșire care vin la consumator, și în frecvență, în funcție de sarcina termică a consumatorului.