Выбор оптимального способа регулирования давления свежего пара перед турбиной.

При регулировании мощности агрегата с помощью органов парораспределения турбины парогенератор и паропроводы свежего пара постоянно находятся под действием номинального начального давления. При регулировании мощности парогенератором, когда регулирующие клапаны полностью открыты и нагрузка изменяется примерно пропорционально давлению свежего пара, длительная работа при пониженном давлении повышает надёжность и долговечность поверхностей нагрева котла и паропроводов, идущих к турбине.

Кроме того, поскольку давление пара перед турбиной меняется плавно (скользит), а температура пара поддерживается постоянной (номинальной), то при полностью открытых регулирующих клапанах температура большинства ответственных элементов турбины сохраняется неизменной. Благодаря этому при изменении нагрузки отсутствует неравномерность температурных полей в поперечных сечениях корпуса турбины, вызывающая термические напряжения; не появляются относительные тепловые расширения (или укорочения) ротора; снижаются изгибающие напряжения. Перечисленные обстоятельства заметно улучшают надёжность и маневренность турбины и повышают экономичность турбины.

Для того чтобы оценить изменение экономичности турбинной установки при переходе с клапанного регулирования мощности на регулирование способом скользящего давления, рассмотрим процесс расширения пара в h, s-диаграмме (рис.6) в ЦВД конденсационной турбины, имеющей дроссельное парораспределение, при расчётном (G₀) и половинном (G/G₀ = 0,5) расходах пара для двух случаев:

1) при постоянном давлении свежего пара, т.е. p₀ = const и h₀ = const (сплошные линии)

2) при скользящем давлении свежего пара, т.е. p₀ = var и t₀ = const (штриховые линии).

Давление перед первой ступенью ЦВД определяется расходом пара, причём при сниженной нагрузке в режиме скользящего давления р₀^ск и постоянной температуры t₀ = const оно будет несколько выше, чем при дроссельном регулировании и h₀ = const, из-за большего удельного объёма, обусловленного более высокой температурой.

Поскольку при скользящем давлении свежего пара температура и давление его перед первой ступенью ЦВД при сниженных нагрузках выше, чем при дроссельном регулировании, то и начальная энтальпия выше. Энтальпия пара за ЦВД при этом тоже выше. Поэтому даже при значительном снижении нагрузки теплоперепад, а следовательно и КПД проточной части ЦВД сохраняются почти постоянными, т.е. такими же как и при полной нагрузке. При дроссельном же регулировании КПД уменьшается при снижении нагрузки из-за потерь от дросселирования пара в регулирующем клапане.

Таким образом, внутренняя мощность ЦВД при регулировании скользящим давлением больше, чем при дроссельном регулировании, на величину:

КПД турбины при сниженной нагрузке можно выразить так:

при дроссельном регулировании

;

при регулировании скользящим давлением

,

где Н_i^{ЦСД+ЦНД} – используемый теплоперепад ЦСД и ЦНД турбины с учётом регенеративных отборов. Регулирование мощности скользящим давлением и с точки зрения экономичности при всех режимах частичного пропуска пара предпочтительнее дроссельного регулирования с постоянным давлением.