Фрагин М.С. Регулирование и маслоснабжение паровых турбин: настоящее и ближайшая перспектива
Подождите немного. Документ загружается.
Глава 6
_____________________________________________
б]_
за попадания их в зоны, где возможно изменении структуры
потока масла (и изменение коэффициента расхода) при
изменении взаимного положения золотника и буксы с
возникновением автоколебаний.
От засорения малые шайбы и окна защищаются сетча-
тыми фильтрами, конструкция которых дана на рис. 6.12. Малая
нечувствительность золотников обеспечивается очисткой всего
масла от механических примесей (см. раздел маслоснабжения),
применением проточек ("канавок") для выравнивания давления
на поверхностях золотников (рис. 6.13), препятствующих
появлению на золотнике боковых гидравлических сил,
применением шарнирной заделки одного или двух концов витых
пружин, применением так называемых точёных пружин.
Точёные пружины, т.е. не витые из прутка, а изготовленные
точением и фрезерованием, позволяют обеспечить, помимо
меньшей неперпендикулярности, также большую точность
пружин по коэффициенту жесткости (собственно любую, т. к.
возможна их обработка), но расчётные напряжения в них должны
быть приняты в 1,5...2 раза меньше, чем в витых пружинах.
62 Глава 7
Глава 7. Схемы гидравлической системы
регулирования и режимы работы
7.1. Конденсационные турбины с регулируемым
отбором пара на теплофикацию
7.1.1. Схема регулирования. С использованием
указанных узлов могут быть реализованы схемы регулирования
всех паровых турбин, которые выпускаются ЛМЗ. Конструкция
узлов защиты будет обсуждена отдельно.
На рис. 7.1. и 7.2 изображена схема регулирования
конденсационной турбины с промежуточным перегревом пара
и регулируемым отбором пара на теплофикацию перед ЦНД.
От ЗРС воздействие передаётся (через золотники регу-
лятора безопасности системы защиты) на четыре ЭГП.
От каждого из первых двух ЭГП-1 и ЭГП-2 идёт воз-
Рис. 7.1. Схема расположения узлов регулирования:
ССК - сервомотор стопорного клапана, СРК - сервомотор регулирующего
клапана, ССКО - сервомотор стопорного клапана отбора; СРКНД - серво-
мотор регулирующего клапана низкого давления; БМ - блок маслоснабже-
ния; БКР - блок коробки регулятора скорости; КСП - клапан сбросной
промперегрева
Глава 7 63
действие на два регулирующих клапана ЦВД (на один
сервомотор от каждого ЭГП - при клапанах, расположенных
на цилиндре, на два сервомотора - при отдельно стоящих
клапанах, в обоих случаях осуществляется сопловое паро-
распределение), от третьего ЭГП-3 воздействие идёт на
регулирующие клапаны ЦСД (на один сервомотор - при кулачко-
вом парораспределении ЦСД, на два - при отсутствии оного).
ЭГП-4 (управляется регулятором давления тепло-
фикационного отбора, реализованного в ЭЧСР) воздействует
на органы парораспределения ЦНД (на два сервомотора - при
применении регулирующих клапанов, на один сервомотор - при
применении поворотной диафрагмы).
Следует отметить, что при применении двух пово-
ротных диафрагм (в каждом потоке) часто стремятся их связать
(если это возможно), чтобы выполнить взаимную разгрузку и
уменьшить усилия сервомотора, и безусловно необходимо
выполнять один привод, чтобы исключить ошибочное откры-
тие-закрытие диафрагмы только одного потока и чрезмерное
увеличение усилий на осевой подшипник турбины при этом.
В крайнем случае, при выполнении двух сервомоторов (на
диафрагме каждого потока) необходимо выполнить специаль-
ную гидравлическую блокировку, исключающую значительное
отклонение в перемещении сервомоторов друг относительно
друга.
На линии управления от ЗРС к ЭГП установлен
ограничитель открытия 00, при воздействии на который можно
закрыть РК ЦВД полностью. 00 выполняет роль обычно
имевшегося в предыдущих системах ограничителя мощности.
7.1.2. Конденсационный режим. Здесь и далее при
рассмотрении режимов работы отмечаются только те моменты,
64 Глава 7
Рис. 7.2. Схема регулирования конденсационной турбины с промпе-
Глава 7 65
регревом и регулируемым теплофикационным отбором пара
66 Глава 7
которые влияют на характеристики и надёжность работы
системы регулирования.
При увеличении управляющего давления ЗРС (от
задатчика или при уменьшении частоты вращения) все
регулирующие клапаны ЦВД, ЦСД и ЦНД открываются.
Характеристика положения клапанов ЦВД по этому давлению
должна обеспечить в статических режимах требуемую
статическую неравномерность регулирования скорости
турбины: 3...5% при нагрузке выше 30% (фактически 4,5±0,5%)
и не более 10% при нагрузке меньше 30%.
Клапаны ЦСД, а при работе в конденсационном режиме
и клапаны ЦНД, должны начинать открываться с небольшим
опережением по отношению к клапанам ЦВД с тем, чтобы
исключить значительное повышение давления перед ними при
работе на холостом ходу и связанные с этим быстрое повы-
шение температуры пара (в соответствии с i-s диаграммой
водяного пара) и быстрый дополнительный нагрев деталей, а
затем быстрое охлаждение при наборе нагрузки. Значительное
опережение в открытии этих клапанов по отношению клапанов
ЦВД также вредно, т.к. увеличивает величину квазиста-
тического повышения частоты вращения после сброса нагрузки
отключением генератора от сети, когда холостой ход поддер-
живается работой пара, содержащегося в объёмах промежу-
точного перегревателя и трубопроводов отбора до обратных
клапанов. Можно рекомендовать, чтобы при положении
клапанов ЦВД, соответствующем положению холостого хода,
открытие клапанов ЦСД и ЦНД было таким, чтобы давление
перед этими клапанами примерно вдвое превышало расчетное
давление перед этими цилиндрами при расходе холостого хода.
Глава 7 67
Характеристики открытия клапанов ЦСД и ЦНД от
управляющего давления ЗРС должны быть при малых
подъёмах такими, чтобы обеспечить устойчивость работы
регулирования в упомянутых выше квазистатических режимах
на этих клапанах, т.е. при работе на холостом ходу с давлением
перед ними, соответствующем давлению при номинальной
нагрузке, неравномерность регулирования скорости не должна
быть ниже 3%. Однако, далее для экономичности турбины на
частичных нагрузках необходимо обеспечить полное открытие
этих клапанов при нагрузке не более 30% (длительный режим
работы при нагрузках ниже 30% обычно не рекомендуется по
условиям работы лопаточного аппарата турбины). При этом
после прохождения клапанами эффективной зоны (обычно 50%
полного хода каждого клапана), их дальнейшее открытие при
увеличении управляющего давления может быть выполнено как
угодно круто, даже скачком (путём излома поршневой харак-
теристики СУП, золотниковой характеристики сервомотора,
потери обратной связи сервомотора), т.к. клапан уже не влияет
на величину степени неравномерности.
7.1.3. Теплофикационный режим. Перевод в тепло-
фикационный режим осуществляется из конденсационного
режима воздействием в одну сторону на задатчик регулятора
давления РД ТО. При этом происходит постепенное прикрытие
РК ЦНД и повышение давления пара перед клапанами до
требуемого. При отклонении давления пара от заданной уставки
РД ТО изменяет открытие РК ЦНД. Неравномерность
регулирования давления пара в такой схеме пропорционального
регулирования не следует выполнять менее 10% для
обеспечения устойчивости работы при малом расходе пара в
отбор (вплоть до нуля) и максимальном давлении пара в отбор.
68 Глава 7
Рис. 7.3. Схема подключения датчика давления к теплофикационно-
му трубопроводу:
1 - регулятор скорости, 2 - регулятор давления, 3 - система управления
сервомоторами; 4 - peг. клапан ЦВД; 5 - peг. клапан ЦНД, 6 - сервомотор
ЦВД; 7 - сервомотор ЦНД; 8 - трубопровод отбора, 9 - обратный клапан на
трубопроводе отбора; 10, 11 - трубопроводы отбора к РД (с ограничитель-
ной диафрагмой и обратным клапаном)
Такой режим возникает в процессе включения отбора
на теплофикационный паропровод, питающийся от другой
турбины, а также при сбросе нагрузки отключением генератора
от сети при работе с теплофикационной нагрузкой.
Из этих соображений устойчивости целесообразно
также применение схемы (рис. 7.3) подключения регулятора
давления по пару аналогично [ГТ12], с двумя линиями
подключения 10 и 11, из которых на одной установлена шайба,
а на другой - вспомогательный обратный клапан, причём
дополнительная линия подключения с этим обратным клапаном
Глава 7 ____________________________________ 69
присоединена к общему теплофикационному паропроводу,
идущему к потребителю. При такой схеме регулятор давления
оказывается всегда подключённым к линиям с большим дав-
лением до или после основного обратного клапана на трубо-
проводе отбора и в указанных выше режимах нулевого отбора
оказывается отключённым от камеры теплофикационного
отбора турбины и подключённым к общему паропроводу, дав-
ление в котором уже не влияет на устойчивость турбинной
системы регулирования. Если применяется индивидуальный
бойлер, то такой же эффект достигается, если второе подклю-
чение датчика давления выполнять к паровому пространству
конденсатосборника этого бойлера. Такой способ подключения
тем более целесообразен, чем выше давление отбираемого
пара.
Так как изменение тепловой нагрузки - процесс
медленный, необходимое по условиям экономичности более
точное поддержание требуемой температуры воды на отопление
может быть осуществлено воздействием на задатчик РД ТО
от пропорционально-интегрального (РI) регулятора этой
температуры. Применение указанного каскадного регулирова-
ния даёт оптимальное протекание процесса регулирования этой
температуры и целесообразно даже при выполнении электрон-
ного измерителя давления вместо механического датчика.
Принятая схема регулирования обеспечивает полу-
связанное регулирование электрической и тепловой нагрузок.
При воздействии от задатчика ЗРС или от PC на изменение
электрической нагрузки клапаны ЦВД и ЦНД перемещаются в
одну сторону, при этом характеристики сервомоторов можно
выполнить с соблюдением условий статической автономности,
чтобы минимизировать изменение тепловой нагрузки при
70 Глава 7
изменении электрической, которые происходят чаще и быстрее.
При изменении же тепловой нагрузки система регулирования
для упрощения выполнена несвязанной, и РД ТО воздействует
только на клапаны ЦНД, что принципиально приводит к
изменению электрической нагрузки. Однако, это является
приемлемым с точки зрения управления турбиной в связи с
отмеченными выше более медленными и более редкими
изменениями тепловой нагрузки, а также потому, что доля
мощности отсека турбины после клапанов ЦНД часто
оказывается небольшой, особенно при применении поворотных
диафрагм, и изменение мощности невелико даже при достаточно
большом изменении тепловой нагрузки. Следует отметить, что
выполняемые таким образом турбины в теплофикационном
режиме продолжают эффективно участвовать в первичном
регулировании частоты в энергосистеме.
7.1.4. Режим работы по тепловому графику. При
работе в теплофикационном режиме осуществляется одно-
временное регулирование как электрической нагрузки турбины,
так и тепловой с помощью двух органов управления - РК ЦВД
и РК ЦНД до тех пор, пока один из этих органов не встанет на
физический упор. Работа турбины с РК ЦВД на верхнем упоре
не рекомендуется, т.к. турбина перестаёт отзываться даже на
значительное изменение частоты сети.
Достижение РК ЦНД верхнего упора означает, что
расход пара в отбор невелик. Достижение РК ЦНД нижнего
упора означает, что отбор пара на теплофикацию на данной
нагрузке (расходе свежего пара) велик и для предотвращения
дальнейшего падения давления в отборе при увеличении расхода
в отбор необходимо увеличение расхода свежего пара и
соответственно электрической нагрузки. Такой режим