Скользящее регулирование

Для исключения недостатков дроссельного и соплового парораспределения при изменении нагрузки применяют скользящее регулирование.

При блочной компоновки пуск турбины производится одновременно с растопкой котла, т.е. на скользящих параметрах пара. При этом повышение нагрузки турбины вплоть до номинальной осуществляется при постепенно нарастающих давлениях и температуре свежего пара, при полностью открытых клапанах. Нагрузка изменяется примерно пропорционально давлению свежего пара, длительная работа при пониженном давлении повышает надежность и долговечность поверхностей нагрева котла и паропроводов, идущих к турбине.

Еще одно преимущество заключается в том, что давление перед турбиной меняется плавно, а температура остается постоянной, благодаря чему температура большинства ответственных элементов турбины сохраняется неизменной: отсутствует неравномерность температурных полей в поперечных сечениях корпуса турбины; отсутствие относительного теплового расширения (или укорочения) ротора; снижение напряжений изгиба в лопатках первой ступени. Следовательно улучшается маневренность и надежность работы турбины.

Рассмотрим тепловой процесс расширения пара в h, s-диаграмме для турбины с дроссельным (сплошная линия) и скользящем (штриховая линия) регулированием при сниженных нагрузках, представленным на рис. 5.7.

Рис. 5.7. Процесс расширения пара в h, s-диаграмме для потоков в регулирующей ступени

При постоянной температуре после промперегрева давление за ЦВД при полностью открытых клапанах ЦСД будет меняться пропорционально расходу пара и при одном и том же коэффициенте нагрузки по расходу процессы расширения пара в ЦСД и ЦНД для дроссельного и скользящего регулирования будут одинаковыми. Следовательно, мощность ЦСД и ЦНД не зависит от способа регулирования.

При скользящем давлении свежего пара температура и давление его перед первой ступенью ЦВД при сниженных нагрузках выше, чем при дроссельном регулировании, поэтому, начальная энтальпия выше. Энтальпия пара за ЦВД при этом тоже выше, но на несколько меньшее значение.

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

Так как , .

Для случая, когда расход пара после промперегрева равен расходу свежего пара, абсолютный внутренний КПД турбины при сниженной нагрузке можно выразить как:

	(5.1)
	(5.2)

где — используемый теплоперепад ЦСД и ЦНД турбины с учетом регенеративных отборов.

Анализируя вышеприведенные формулы (5.1) и (5.2) можно прийти к заключению, что , поскольку . Таким образом, скользящее регулирование с точки зрения экономичности более предпочтительнее, чем дроссельное.

Однако, расчеты показывают, что при сравнении скользящего регулирования с сопловым экономичность турбоустановки может отличаться как в положительную, так и в отрицательную сторону. При нагрузках > 0,8 экономичность соплового парораспределения несколько выше, а при = 0,53…0,58 она одинакова, как при скользящем так и при сопловом регулировании.

Рассмотрим два режима работы при = 0,5 (красная линия) и = 0,7 (синяя линия) и выясним как будет изменяться давление пара перед РС турбиной, снабженной сопловым парораспределением при скользящем регулировании (см. рис. 5.1).

Как видно из графика при нагрузке = 0,5 и полном открытии I, II и III группы клапанов давление перед РС турбиной окажется равным , а при нагрузке = 0,7 и полном открытии I, II, III и IV группы клапанов давление перед турбиной окажется равным

Рис. 5.8. Распределение давлений по клапанам от нагрузки при сопловом регулировании