Способы парораспределения в паровых турбинах

В условиях эксплуатации мощность турбины может меняться во всем диапазоне нагрузок от холостого хода до номинальной мощности.

Изменение мощности турбины осуществляется за счет изменения расхода пара через турбину или её отсеки и за счет изменения начальных параметров пара.

Система подачи пара в турбину назыв. системой парораспределения. В зависимости от парораспределения мощность турбины можно регулировать следующими способами:

1. дросселированием свежего пара на входе в турбину. Здесь реализовано дроссельное парораспределение;

2. изменением части открытых сопел первой регулирующей ступени;

3. подводом свежего пара к одной или нескольким промежуточным ступеням. Обводное парораспределение.

Регулирование осуществляется открытием одного или нескольких регулирующих клапанов. Кроме регулирующих клапанов на турбине устанавливаются 1 или 2 автоматических стопорных клапана, которые во время работы турбины независимо то нагрузки полностью открыты.

Дроссельное парораспределение.

При дроссельном парораспределении пар подводится к соплам по всей окружности через один или несколько одновременно открывающихся дроссельных регулирующих клапанов. Эти клапаны открываются полностью только при номинальной мощности турбины. При этом пар незначительно дросселируется по линии АВ и потери в клапанах составляют несколько %. При неполной нагрузке дроссельный клапан открыт лишь частично. При этом происходит дросселирование всего количества свежего пара по линии АС, которое сопровождается снижением расхода пара через турбину и уменьшением располагаемого и используемого теплоперепадов. Относительный внутренний КПД при этом снижается.

Таким образом, основным недостатком дроссельного пара является то, что с уменьшением нагрузки её экономичность существенно снижается. Однако основным преимуществом является простота эксплуатации, высокая экономичность при полностью открытых клапанах, большая надежность, т.к. пар подводится по всей окружности ступени.

Дроссельное парораспределение применяют к турбинам малой мощности, а также для мощных турбин, предназначенных для работы на номинальной мощности.

Сопловое парораспределение.

При сопловом регулировании свежий пар поступает к соплам первой ступени через несколько клапанов (3…10), которые называются сопловыми регулирующими клапанами. Каждый регулирующий клапан обслуживает свою группу сопел. При номинальной нагрузке турбины все клапаны открыты полностью. При уменьшении нагрузки турбины регулир. клапаны последовательно закрываются. При этом степень парциальности подвода пара уменьшается. Дросселирование пара происходит в пределах открытия каждого регулирующего клапана. Но т.к. при сопловом парораспределении через каждый клапан проходит лишь часть общего количества пара, то потери от дросселирования меньше, чем в турбине с дроссельным парораспределением.

КПД турбин с сопловым парораспределением более устойчив к изменению нагрузки по сравнению с дроссельным регулированием. В стационарных мощных турбинах сопловое парораспределение получило наиболее широкое распространение. Однако из-за парциального подвода пара раб. лопатки подвергаются воздействию переменной силы из-за того, что раб. лопатки попеременно проходят перед открытыми и закрытыми соплами. Поэтому диск и раб. лопатки 1-ой регул. ступени должны обладать повышенной вибрационной надежностью.

Обводное парораспределение.

В тех случаях, когда возникает частая необходимость получать от турбины номинальную мощность при сниженных параметрах пара или повышенном противодавлении, используется обводное парораспределение.

1. стопорный клапан;

2. регулирующие клапаны на входе в турбину;

3. обводной клапан.

Рассмотрим схему с внешним обводом.

Для повышения мощности турбины открывают обводной клапан 3. Давление за обведенной группой ступеней возрастает и увеличивается расход пара через ступени, расположенные за обводным клапаном. Расход пара и мощность, вырабатываемые обведенными ступенями уменьшается, но в целом обеспечивается увеличение мощности турбины.

Парораспределение с внутренним обводом отличается тем, что используется пар, частично отработавший в турбине.