Конденсационная установка

Турбина

Тепловая схема паротурбинной установки

При производстве электроэнергии паровая турбина прямой и обратной связью связана с котлом. Схема, на которой показаны основные пароводяные потоки, называется принципиальной тепловой схемой энергоустановки. Энергоустановка, работающая по циклу «котел - турбина – котел» без связей с соседними энергоустановками, называется энергоблоком. Если котел выдает пар на общий паропровод для нескольких турбин, то в этом случае тепловая схема энергоустановки называется с поперечными связями. На рис.5.8 показана принципиальная тепловая схема энергоблока с трехцилиндровой паровой турбиной.

При работе энергоустановки с особой тщательностью контролируют параметры пара перед турбиной, т.е. параметры свежего пара D_o, p_o, t_o, а также промежуточного пара D_пп, p_пп, t_пп. Параметры промежуточного перегретого пара при выборе тепловой схемы составляют: D_пп = D_o - D_oт1; p_пп = (0,15 ÷ 0,2) p_o; t_пп = t_o.

Тепловую схему энергоблока можно представить в виде отдельных систем и элементов.

- Собственно турбинная установка, состоящая из трех частей – цилиндров 7, 8, 9 (рис.5.8), системы смазки, регулирования и т.д..

- Конденсационная установка включает в себя конденсатор 11, конденсатный насос 15, эжекторы 17, циркуляционные насосы 14 и др.

Рис.5.8. Принципиальная тепловая схема энергоустановки.

1 – экономайзер котла; 2 – испарительные поверхности нагрева; 3 – пароперегреватель; 4 - котел; 5 – промежуточный пароперегреватель; 6 – отбор пара на эжекторы и уплотнения; 7 – часть высокого давления (ЧВД); 8 – часть среднего давления (ЧСД); 9 – часть низкого давления (ЧНД); 10 – электрогенератор; 11 – конденсатор; 12 – сетевые подогреватели; 13 – сетевой насос; 14 - циркуляционный насос; 15 – конденсатный насос; 16 – подача пара на эжектор; 17 – эжектор; 18 – сальниковый подогреватель; 19 – дренажный насос; 20 – пар из уплотнений; 21, 22, 23, 24 – подогреватели низкого давления: ПНД-1, ПНД-2, ПНД-3, ПНД-4 соответственно; 25 – каскадный слив конденсата; 26 – деаэратор; 27 – редукционно-охладительное устройство; 28 – питательный насос; 29, 30, 31 – подогреватели высокого давления: ПВД-1, ПВД-2, ПВД-3 соответственно; 32 – защитные обратные клапана.

- Система регенерации паротурбинной установки состоит из подогревателей низкого давления: ПНД-1 (21, рис.5.8), ПНД-2 (22), ПНД-3 (23), ПНД-4 (24), деаэратора 26, питательного насоса 28, системы подогревателей высокого давления: ПВД-1 (29), ПВД-2 (30), ПВД-3 (31).

- Система сетевых подогревателей 12, которые конструктивно выполнены также как и подогреватели низкого давления.

Современные паровые турбины выполняются из трех частей: ЧВД, ЧСД, ЧНД. Каждая из этих частей с активными ступенями давления отличается конструктивно.

В части высокого давления происходит расширение пара от давления 24 МПа до 3,0 – 3,5 МПа и от температур 545 ⁰С до 300 – 340 ⁰С. Большие давления требуют толстостенного выполнения корпуса, а перепад температур – продуманную систему расширения металла турбины. При этом приходится учитывать, что ротор турбины удлиняется и быстрее и на бόльшую длину, чем корпус. Конструктивно корпус выполняется так, чтобы разность температур между соседними точками, как при работе, так и при пусках – остановах не превышала 40 – 50 ^оС. Для этого сопловые и направляющие решетки в диафрагмах набираются в обоймы по 4 – 5 штук в одной. Степень реактивности в ступенях ЧВД не превышает 1 – 2 %. Метал ЧВД выполняется из легированной стали.

Часть среднего давления характеризуется изменением давления от 3 МПа до давлений примерно равного атмосферному. Изменения температур в ЧСД примерно такие же как и в ЧВД от 545 ⁰С до 300 – 340 ⁰С. Поэтому для предотвращения возможности термических напряжений металла диафрагмы сопловых и направляющих решеток здесь также набираются в обоймы. Корпус выполняется меньшей толщины и из углеродистой стали. Степень реактивности также как и в ЧВД равна 1 – 2 %. Поэтому, чтобы компенсировать осевые усилия от давления пара, в современных турбинах поток пара направляется в противоположные стороны, как показано на рис.5.9, а.

Корпус части низкого давления выполнен из простых металлоконструкций. Основное для ЧНД – это компенсировать осевые усилия, так как степень реактивности для последних ступеней доходит до 20 – 30 %. Поэтому при делении ЧНД на потоки их направляют в противоположные стороны, как показано на ри.5.9, б.

Рис.5.9. Конструктивные схемы подвода пара в ЧВД и ЧСД (а) и ЧНД (б).

1 – выход пара из ЧВД на промперегрев; 2 – ЧВД; 3 – подвод свежего пара в ЧВД; 4 – подвод пара от промперегрева в ЧСД; 5 – ЧСД; 6 – ЧНД; 7 – подвод пара в ЧНД; 8 – отвод пара из ЧНД.

Расширение турбины выполняется достаточно сложно. Корпуса (ЧВД, ЧСД, ЧНД) скользят при расширении от конденсатора вперед. Роторы (ЧВД, ЧСД, ЧНД) турбины расширяются от упорного подшипника, который расположен в основном впереди, назад.

В конденсационной установке происходит конденсация отработавшего в турбине пара при искусственно созданном вакууме. Параметры в конденсаторе при номинальном режиме поддерживаются следующими: давление р_к = 0,003 – 0,005 МПа; температура t_к =26 – 28 ⁰С. Конденсационная установка состоит из конденсатора 3 (рис.5.10), эжекторных устройств 6 для отсоса воздуха 1, 18, конденсатосборника 11, циркуляционного насоса 13. На рис.5.10 показана конденсационная установка. Пар 4 выходящий из турбины попадает в конденсатор 3, охлаждается на трубах 2 и конденсируется. Конденсат пара накапливается в конденсатосборнике 11 откуда направляется на конденсатный насос по линии 12. Конденсация пара зависит от чистоты конденсаторных трубок 2.

Рис.5.10. Конструктивная схема конденсационной установки

1 – отсос воздуха; 2 – трубы с охлаждающей водой; 3 – корпус конденсатора; 4 – пар из турбины в конденсатор; 5 – пар на эжекторы; 6 – эжектор; 7 – вода на инжектор; 8 – инжектор; 9 – отсос охлаждающей воды с воздухом; 10 – промежуточная камера; 11 – конденсатосборник; 12 – конденсат на конденсатный насос; 13 – циркуляционный насос; 14 – входная и выходная камеры охлаждающей воды; 15 – выход охлаждающей воды; 16 – теплообменник эжектора; 17 – конденсат; 18 – отсос воздуха из конденсатора.

Охлаждающая вода циркуляционным насосом 13 прокачивается через входную 14, промежуточную 10 и выходную 14 камеры и сбрасывается в выходной канал. Вакуум в конденсаторе создается пусковым эжектором, а поддерживается основными эжекторами 6, пар, попадающий в эжектор с воздухом, охлаждается и конденсируется в теплообменнике 16. Таким образом, образовавшийся конденсат 17 отводится в систему регенерации турбины, а воздух 18 выбрасывается в атмосферу.

Чтобы охлаждающая вода не попадала в конденсат, давление охлаждающей воды должно быть минимальным. Для этого в верхней части выходной камеры по охлаждающей воде устанавливается инжектор 8. За счет отсоса охлаждающей воды 9, в выходной камере создается отрицательное давление. Все это делается для того, чтобы разность между давлениями охлаждающей воды и пара в конденсаторе было минимальным.

Конденсатор устанавливается на пружинных амортизаторах, что дает возможность при расширении конденсатора перемещаться ему вниз относительно неподвижной оси турбины.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 102; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!