Pagina 33 din 75
6.4. Tipuri de turbine cu abur și utilizarea lor
Pentru a înțelege locul și rolul turbinelor cu abur, ia în considerare clasificarea lor generală. Din marea varietate de turbine cu abur utilizate, în primul rând, se pot distinge transportul turbinelor și cele staționare.
Turbinele cu abur de transport sunt utilizate cel mai adesea pentru a propulsa elici de vase mari.
Turbinele cu abur staționare sunt turbine care își mențin poziția neschimbată în timpul funcționării. În această carte sunt luate în considerare doar turbinele cu abur staționare.
La rândul său, turbinele cu abur staționare pot fi clasificate în funcție de mai multe caracteristici.
1. Prin numire se disting turbinele energetice, industriale și auxiliare.
Turbinele electrice servesc la acționarea unui generator electric inclus în sistemul de alimentare și la furnizarea de energie termică pentru consumatori mari, de exemplu, zone rezidențiale, orașe etc. Acestea sunt instalate la centrale electrice mari, centrale nucleare și termocentrale. Turbinele de putere sunt caracterizate, în primul rând, de puterea mare și modul lor de funcționare - cu o viteză constantă de rotație determinată de constanța frecvenței rețelei.
Principalul producător de turbine cu abur din Rusia este Fabrica de Metal Leningrad (Sankt-Petersburg). Produce turbine cu abur puternice pentru centrale termice (capacități 1200, 800, 500, 300 și 200 MW), centrale termice (180, 80 și 50 MW și mai puțin) și o centrală nucleară de 1000 MW.
Un alt mare producător de turbine cu abur este Turbomotor Plant (TMZ, Ekaterinburg). Produce numai turbine de recuperare a căldurii (cu o capacitate de 250, 185, 140, 100 și 50 MW sau mai puțin).
La TPP din Rusia au fost instalate o mulțime de turbine cu abur puternice ale centralei turbine din Kharkov (KhTZ, Ucraina) (capacitate de 150, 300 și 500 MW). El a produs, de asemenea, toate turbinele cu abur instalate la centrale nucleare rusești, cu o capacitate de 220, 500 și 1000 MW.
Astfel, în prezent, în Rusia există doar doi producători de turbine cu abur puternice. Dacă vorbim despre producătorii de turbine străine, atunci numărul acestora este, de asemenea, mic. Cele mai multe dintre acestea sunt asociații transnaționale. În Europa, principalii producători de turbine cu abur sunt de Siemens (Germania), Brown Bovery Acea (ABB, germano-elvețiană Verein), GEC-Alsthom (uniunea anglo-franceză), Scoda (Republica Cehă). În SUA, producătorii de turbine cu energie de mare putere este compania General Electric și Westinghouse, Japonia - Hitachi, Toshiba, Mitsubisi. Toți producătorii listați produc turbine cu abur până la o putere de 1000 MW și mai mari. Nivelul tehnic al unora dintre ele nu este doar inferior producătorilor noștri, ci depășește și ele.
Turbinele industriale sunt de asemenea folosite pentru producerea de energie electrică și termică, dar obiectivul lor principal este de a deservi instalații industriale, de exemplu, din oțel, textilă, chimică, de rafinare a zahărului, etc .. De multe generatoare astfel de turbine funcționează la putere mică rețea electrică individuală, și este uneori folosit pentru unitățile de acționare cu viteza de rotație variabilă, de exemplu suflantele cuptoarelor. Puterea turbinelor industriale este substanțial mai mică decât cea a turbinelor de putere. Principalul producător de turbine industriale din Rusia este Turbina de la Kaluga (KTZ).
Turbinele auxiliare sunt utilizate pentru a asigura procesul tehnologic de producere a energiei electrice - de obicei pentru pompele de alimentare și boilerele cu suflante.
Unități Boiler furajere, cu o capacitate de pana la 200 MW acționare cu motor electric și putere de mai sus - prin turbina cu abur alimentat cu abur din selecția turbinei principale. De exemplu, la o putere de 800 MW si 1200 este stabilit de două și, respectiv capacitate de nutrienți trei turbo de 17 MW, la o putere de 250 (pentru TPP) și 300 MW - o pompă de alimentare 12 MW; Unitățile de putere de 1000 MW pentru centrala nucleară utilizează două pompe de alimentare cu 12 MW.
Cazanele cu puteri de 800 și 1200 MW sunt echipate cu două și trei suflante, care sunt antrenate de turbine cu abur cu o capacitate de câte 6 MW fiecare. Principalul producător de turbine cu abur auxiliar din Rusia este KTZ.
2. Tipul de energie primită de la turbina cu abur, ele sunt împărțite în condensare și încălzire.
În turbinele de condensare (tip K), aburul din ultima treaptă este condus la condensator, ele nu au prelevare reglabilă a aburului. deși, de regulă, au multe probe de abur nereglementate pentru încălzirea regenerativă a apei de alimentare și, uneori, pentru consumatorii termici externi. Scopul principal al turbinelor de condensare este asigurarea producției de energie electrică. prin urmare, acestea sunt principalele unități de termocentrale puternice și centrale nucleare. Capacitatea celor mai mari unități de turbină de condensare atinge 1000-1500 MW.
Turbinele de încălzire au unul sau mai multe probe de abur reglabile. în care presiunea presetată este menținută. Acestea sunt concepute pentru a genera energie termică și electrică, iar cea mai mare dintre acestea este de 250 MW. Turbina de încălzire poate fi realizată cu condensare de abur și fără ea. În primul caz, acesta poate avea eșantioane de încălzire cu aburi (turbine de tip T) pentru încălzirea apei de rețea pentru încălzirea clădirilor, a întreprinderilor etc. sau producția de abur (turbină tip P) pentru nevoile tehnologice ale întreprinderilor industriale sau ambele (turbine tip PT și PR). În cel de-al doilea caz, turbina se numește turbină cu contrapresiune (turbine de tip P). În ea, aburul din ultima etapă nu este îndreptat spre condensator, dar de obicei către consumatorul industrial. Astfel, scopul principal al unei turbine cu contra-presiune este producerea de abur cu o anumită presiune (între 0,3-3 MPa). Turbina de contrapresiune poate avea, de asemenea, o prelevare reglabilă de încălzire sau de evacuare industrială a aburului, și apoi este de tip TP sau PR.
Turbinele de recuperare a căldurii cu prelevare de probe de încălzire cu abur (tip T) sunt proiectate astfel încât, la sarcina maximă de încălzire, să nu se producă etaje situate dincolo de zona de prelevare. În ultimii ani, un număr de turbine au fost proiectate astfel încât, chiar la sarcină maximă, ultimele etape să producă putere. Astfel de turbine sunt de tip TK.
3. La parametrii inițiali utilizați turbina cu abur turbina cu abur poate fi divizat în presiune inițială subcritice și supercritic, supraîncălzit și abur saturat, fără supraîncălzire intermediară și reîncălzire.
După cum se știe deja (vezi Lectura 1), presiunea critică pentru abur este de aproximativ 22 MPa, astfel încât toate turbinele a căror presiune inițială de vapori este mai mică decât această valoare se referă la turbinele cu abur ale presiunii inițiale subcritice. În Rusia, presiunea standard precritică pentru turbinele cu abur este aleasă egală cu 130 atm (12,8 MPa), în plus, există un anumit procent de turbine la o presiune inițială de 90 atm (8,8 MPa). Parametrii subcritici sunt îndeplinite pentru toate turbinele cu abur pentru centrale nucleare și CHPP (cu excepția unei turbine termice de 250 MW), precum și turbine cu putere mai mică de 300 MW pentru CET. Presiunea inițială subcritică a turbinelor cu abur străin este de obicei de 16-17 MPa, iar capacitatea maximă a unității ajunge la 600-700 MW.
Toate unitățile de putere de condensare puternice (300, 500, 800, 1200 MW), precum și o unitate de alimentare cu căldură de 250 MW, realizează parametrii de abur supercritic (SKD) - 240 atm (23,5 MPa) și 540 ° C Trecerea de la parametrii de abur subcritic la SKS permite economisirea a 3-4% din combustibil.
Toate turbinele termocentralelor și instalațiilor de cogenerare funcționează cu abur supraîncălzit, iar centralele nucleare sunt saturate (cu un grad scăzut de umiditate).
Toate turbinele de condensare puternice pentru parametrii de abur subcritic și supercritic se efectuează cu supraîncălzire intermediară. Din turbinele termice, numai turbina LMZ pentru parametrii subcritici cu o capacitate de 180 MW și turbina TMZ cu o capacitate de 250 MW SKD au o supraîncălzire intermediară. Turbine de condensare învechite de 100 MW sau mai puțin și numeroase turbine cu abur până la o putere de 185 MW sunt construite fără reîncălzire.
4. În zona de utilizare a turbinelor în programul de încărcare electrică, turbinele cu abur pot fi împărțite în turbine de bază și semi-vârfuri. Turbinele Basovy funcționează în mod constant la o sarcină nominală sau în apropierea acesteia. Acestea sunt proiectate astfel încât atât turbina, cât și cea a turbinei să aibă cea mai mare economie posibilă. Bineînțeles, acest tip de turbină ar trebui atribuită turbinelor de putere nucleară și termică. Turbinele semi-vârf sunt create pentru a lucra cu opriri periodice la sfârșitul săptămânii (de vineri seara până luni dimineață) și zilnic (noaptea). Turbinele semi-vârf (și turbinele), luând în considerare numărul redus de ore de funcționare pe an, sunt făcute mai simple și, prin urmare, mai ieftine (pentru parametrii de abur redus, cu mai puțini cilindri). Din mai multe motive, industria energetică a Rusiei a suferit întotdeauna de lipsa capacității de jumătate de vârf în sistemul energetic. Acum 25 de ani, LMZ a proiectat o turbină de condensare semi-vârf de 500 MW pentru parametrii de 12,8 MPa, 510 ° C / 510 ° C. Eșantionul principal al acestei turbine urma să fie instalat la centrala electrică de la Lukoml (fosta Belorusia). Cu toate acestea, până în prezent, nici o turbină specială de tip semi-vârf din Rusia nu funcționează. În același timp, zeci de turbine semi-vârfuri de lucrări de proiectare simplificate în Japonia și Statele Unite.
5. Prin caracteristicile de proiectare, turbinele cu abur pot fi clasificate în funcție de numărul de cilindri, viteza de rotație și numărul de linii de ax.
În funcție de numărul de cilindri, se disting turbinele cu un singur cilindru și mai multe cilindri. Numărul de cilindri este determinat de debitul de volum al aburului la sfârșitul procesului de extindere. Cu cât este mai mică densitatea vaporilor, adică mai puțin decât presiunea finală, și cu atât mai mult puterea turbinei, adică cu cât este mai mare debitul de masă, cu atât mai mare este diferența de volum și, în mod corespunzător, zona necesară pentru trecerea aburilor prin lamelele de lucru ale ultimei etape. Cu toate acestea, în cazul în care paletele face mai mult, iar raza de rotație este mai mare, atunci forțele centrifuge rupe aerofoliei poate crește, astfel încât lama se va desprinde. Prin urmare, odată cu creșterea puterii, acestea trec mai întâi la un CNC cu două curse și apoi își măresc numărul. Condensare turbină poate efectua un singur cilindru, până la 50-60 MW de putere, cu doi cilindri - 100-150 MW triplex - 300 MW, four-- 500 MW, cinci cilindri - până la 1300 MW.
În funcție de frecvența de rotație, turbinele sunt împărțite în turbine de mare viteză și cu viteză redusă. Turbinele de mare viteză au o viteză de rotație de 3000 rpm = 50 rpm. Ei conduc un generator electric al cărui rotor are doi poli magnetici și, prin urmare, frecvența curentului produs de acesta este de 50 Hz. La această frecvență, majoritatea turbinelor cu abur sunt construite pentru CTE, CHPP și parțial pentru centralele nucleare din țara noastră și aproape în întreaga lume. În America de Nord și în părți ale Japoniei, turbinele de mare viteză sunt construite la o viteză de 3600 rpm = 60 r / s, deoarece frecvența acceptată a rețelei este de 60 Hz.
Anterior, discutat în capitolul 5, care, din cauza parametrilor de performanță scăzute inițiale ale turbinelor cu abur în centralele nucleare este mică și reducerea costurilor de capital necesară creșterea puterii, adică masa a fost trecut un cuplu, debitul volumetric la ieșirea turbinei este atât de importantă încât este necesar să se treacă la o viteză mai mică. Deoarece numărul de poli magnetici în generatorul de energie trebuie să fie un număr întreg și chiar, apoi trecerea la utilizarea generatorului electric cu patru poli și obținând aceeași rețea de frecvență și generator de putere bipolare necesită reducerea frecvenței dublat. Astfel, turbinele cu viteză mică din țara noastră au o viteză de rotație de 1500 rpm = 25 rpm.
În Fig. 6.15 arată o turbină atomică cu miscare lentă a companiei ABB cu o capacitate de 1160 MW pentru o viteză de rotație de 30 rpm. Dimensiunile gigantice ale turbinei sunt clar vizibile în comparație cu figura omului care stă la suportul de mijloc al liniei axiale. Turbina nu are un DCM, iar aburul din HPC este direcționat spre două separatoare orizontale - supraîncălzitoare (SPP), iar din acestea - este distribuit în trei CNC cu două curse. Prin aceeași schemă, au fost construite unități de putere de 1000 MW la centralele Balakovo și Rostov cu o viteză de 25 r / s.
Pentru centralele nucleare construite pentru condiții climatice calde, adică apă de răcire la temperatură ridicată și presiune ridicată în condensator, respectiv (vezi. fig. 1.2), pot fi construite și turbină atomic viteză (fig. 6.16). Turbina cu abur este alimentat în compartimentul reactorului CVD din cele patru conducte de abur 11. Coming CVP, aburul este furnizat la CSE 10 de tip vertical, și, ulterior, cu ajutorul receptorului 3 este distribuit în trei cilindri cu două flux de joasă presiune identică 4. Sub fiecare set de LPC condensator sale, așa cum se vede în mod clar aspect.
La numărul de shafting distinge turbină cu un singur ax (având un shafting - conectat cuplaje rotoare ale cilindrilor individuali și a generatorului) și două arbore (linia arbore având două fiecare cu propriul său generator de abur și doar fluxul de asociat). La centralele termice din Rusia folosesc doar un singur arbore turbinei (la începutul anilor '70 pe Slavyanskaya CTE Ucraina a construit o capacitate turbină cu un singur ax de 800 MW, și că, pentru că nu a fost o capacitate electrică de 800 MW la momentul respectiv).
Pentru a desemna tipurile de turbine, GOST prevede un marcaj special, alcătuit din părți alfabetice și numerice. Partea scrisă indică tipul de turbină, următorul număr fiind puterea nominală a turbinei în megawați. Dacă este necesar să se precizeze puterea maximă a turbinei, valoarea sa este dată printr-o tăietură. Următorul număr indică presiunea nominală a vaporilor în fața turbinei în MPa: pentru încălzirea turbinelor, atunci presiunea de prelevare sau contrapresiunea din MPa este indicată prin bară. În cele din urmă, ultima cifră, dacă este prezentă, indică numărul modificării turbinelor adoptat din fabrică.
Iată câteva exemple de desemnări ale turbinelor.
Turbina K-210-12,8-3 - tip K, putere nominală 210 MW cu presiunea absolută inițială a vaporilor de 130 kgf / cm2, a treia modificare.
Conducta P de tip P-6-3.4 / 0.5, cu o putere nominală de 6 MW, cu o presiune absolută inițială de vapori de 3,4 MPa și o presiune absolută a vaporilor de 0,5 MPa.
Turbină T-110 / 120-12,8 - tip T, putere nominală 110 MW și capacitate maximă 120 MW, cu o presiune absolută de presiune absolută de 12,8 MPa.
Turbina PT-25 / 30-8,8 / 1 - tip FET, puterea nominală de 25 MW, iar puterea maximă de 30 MW și cu o presiune inițială absolută a vaporilor de 8,8 MPa (90 atm) și o presiune a aburului de sângera 1 MPa.
Turbina este P-100 / 105-12,8 / 1,45-P, cu o capacitate nominala de 100 MW, cu o putere maxima de 105 MW, cu o presiune absolută de presiune absolută de 12,8 MPa și o contrapresiune absolută de 1,45 MPa.
Turbine PR-12 / 15-8,8 / 1,45 / 0,7 - tip PR, putere nominală de 12 MW și puterea maximă de 15 MW și cu o presiune absolută inițială de 8,8 MPa, la o presiune de 1,45 MPa și selecție contrapresiune 0,7 MPa.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: