1.4.8 Паророзподіл парових турбін

Потужність турбіни в процесі експлуатації змінюють для того, щоб забезпечити постійну рівномірність між видобутком та споживанням електроенергії в енергосистемі. Для цього використовують регулюючі клапани (при відкриванні або закриванні змінюється площа для проходження пари і відповідно витрата).

При частковому закриванні клапана в ньому відбувається дроселювання і початкові параметри пари перед проточною частиною турбіни зменшуються і зменшується передбачуваний теплоперепад.

Організація подачі пари в турбіну називається системою паророзподілу або паророзподілом.

Дросельним паророзподілом називається система подачі пари, при якій зміна витрати пари супроводжується зміною параметрів всієї кількості пари, яка надходить в турбіну, шляхом одночасного відкриття регулюючих клапанів. (рисунок 1.4.13,а).

Опис процесу розширення пари в h,s-діаграмі при різних ступенях відкриття дросельного клапана (рисунок 1.4.13,б):

Якщо дросельний клапан повністю відкритий, то Р₀ за клапаном відрізняється від Р₀^´. Лінія АВ, яка співпадає з лінією сталої ентальпії, зображує процес дроселювання пари у повністю відкритому регулюючому клапані, а ВС – це процес розширення пари в турбіні.

Якщо регулюючий клапан прикритий, то дроселювання в ньому збільшується (лінія АВ`).

Внутрішня потужність турбіни з дросельним паророзподілом :

- внутрішній відносний ККД проточної частини;

ККД дроселювання.

Втрати енергії через дроселювання залежать від :

• пропускання пари через клапан G;

• відношення тисків Р_к / Р_о

Переваги дросельного паророзподілу :

• рівномірність температурного поля частини високого тиску турбіни;

• підвищена надійність роботи турбіни при часткових навантаженнях.

Рисунок 1.4.13 – Схема дросельного паророзподілу (а) та процеси розширення пари в турбіні в h,S – діаграмі при різних ступенях відкриття дросельного клапана (б):

1 – дросельний регулюючий клапан;

2 – сопла першого східця

Сопловим називається паророзподіл, при якому зміна витрати пари здійснюється послідовним відкриттям або закриттям регулюючих клапанів, які подають пару до групи сопел.

Схема соплового паророзподілу представлена на рисунку 1.4.14.

Опис роботи соплового паророзподілу :

кожний з регулюючих клапанів підводить пару до своєї групи сопел. Для збільшення витрати пари через турбіну спочатку поступово відкривають перший клапан, в якому відбувається дроселювання пари, потім відкривають другий клапан (дроселюється частина пари, яка проходить через цей клапан); відкривається третій клапан і т.д.

Переваги соплового паророзподілу :

• чим більше регулюючих клапанів, тим вище ККД турбіни при часткових навантаженнях;

• дроселюється тільки частина пари, яка проходить через частково відкритий клапан.

Недоліки :

• парціальне підведення пари знижує надійність роботи робочих лопаток;

• низька економічність.

Рисунок 1.4.14 – Схема соплового паророзподілу:

1,2,3 – регулюючі клапани відповідно № 1,2,3; 4 – групи сопел

Обвідний паророзподіл

Використовується у випадках, коли необхідно систематично отримувати від турбіни максимальну потужність при знижених початкових параметрах.

При обвідному паророзподілі зі зовнішнім обводом номінальне навантаження турбіни забезпечується відкриттям основних клапанів (обвідний клапан при цьому закритий) (рисунок 1.4.15). Таким чином робота паророзподілу не відрізняється від інших систем. Для перевантаження турбіни відкривають обвідний клапан, який додаткову свіжу пару не в перший, а в наступний східець. У цьому випадку тиск пари за групою, обведених східців підвищується, тому і підвищується витрата пари через наступні східці і збільшується потужність.

Рисунок 1.4.15 – Схеми обвідного паророзподілу із зовнішнім (а) та внутрішнім (б) обводом:

1 – основний регулюючий клапан;

2 – обвідні клапани