Настройка и изпитване на парни турбини. Метод за изпитване на турбини и стенд за неговото прилагане. Основни правила за монтаж на турбини

Термични изпитвания на парни турбини
и турбинно оборудване

През последните години, по линия на енергоспестяването, вниманието се увеличи към стандартите за потребление на гориво за предприятията, генериращи топлинна и електрическа енергия, следователно за генериращите предприятия действителните показатели за ефективност на топлоенергийното оборудване стават важни.

В същото време е известно, че действителните показатели за ефективност при работни условия се различават от изчислените (фабрични), следователно, за да се стандартизира обективно потреблението на гориво за производство на топлина и електроенергия, е препоръчително да се тества оборудването.

Въз основа на материалите за изпитване на оборудването се разработват нормативни енергийни характеристики и схема (ред, алгоритъм) за изчисляване на нормите разходи за единица продукциягориво в съответствие с RD 34.09.155-93 "Указания за съставяне и поддържане на енергийните характеристики на оборудването за топлоелектрически централи" и RD 153-34.0-09.154-99 "Наредби за регулиране на потреблението на гориво в електроцентрали".

От особено значение е изпитването на топлоенергийно оборудване за съоръжения, работещи с оборудване, въведено в експлоатация преди 70-те години и където е извършена модернизация и реконструкция на котли, турбини, спомагателно оборудване. Без тестване нормализирането на разхода на гориво според изчислените данни ще доведе до значителни грешки не в полза на генериращите предприятия. Следователно разходите за термично изпитване са незначителни в сравнение с ползите.

Целите на термичното изпитване на парни турбини и турбинно оборудване: определяне на фактическа икономия; получаване на топлинни характеристики; сравнение с гаранциите на производителя; получаване на данни за стандартизация, контрол, анализ и оптимизация на работата на турбинното оборудване; получаване на материали за разработване на енергийни характеристики; разработване на мерки за подобряване на ефективността

Целите на експресното изпитване на парни турбини: определяне на осъществимостта и обхвата на ремонта; оценка на качеството и ефективността на ремонта или модернизацията; оценка на текущото изменение на ефективността на турбината по време на работа.

Съвременните технологии и нивото на инженерни познания позволяват икономично обновяване на агрегатите, подобряване на тяхната производителност и увеличаване на експлоатационния им живот.

Основните цели на модернизацията са:

намаляване на консумацията на енергия на компресорния агрегат;

увеличаване на производителността на компресора;

повишаване на мощността и ефективността на технологичната турбина;

намаляване на потреблението на природен газ;

повишаване на експлоатационната стабилност на оборудването;

намаляване на броя на частите чрез увеличаване на налягането на компресорите и работещи турбини на по-малък брой етапи при запазване и дори увеличаване на ефективността на електроцентралата.

Подобряването на зададените енергийни и икономически показатели на турбинния агрегат се осъществява чрез използване на модернизирани методи за проектиране (решение на преки и обратни задачи). Те са свързани:

с включването на по-правилни модели на турбулентен вискозитет в изчислителната схема,

като се вземе предвид профилът и крайното блокиране от граничния слой,

елиминиране на явленията на разделяне с увеличаване на дифузността на междулопатичните канали и промяна в степента на реактивност (изразена нестационарност на потока преди появата на пренапрежение),

възможността за идентифициране на обект с помощта математически моделис оптимизация на генетични параметри.

Крайната цел на модернизацията винаги е увеличаване на производството на крайния продукт и минимизиране на разходите.

Интегриран подход към модернизацията на турбинното оборудване

При извършване на модернизация Астронит обикновено използва интегриран подход, при който се реконструират (модернизират) следните компоненти на технологичния турбинен агрегат:

компресор;

• центробежен компресор-нагнетател;

  междинни охладители;

  множител;

  Система за смазване;

  система за пречистване на въздуха;

  автоматична система за управление и защита.

Модернизация на компресорно оборудване

Основните области на модернизация, практикувани от специалистите на Astronit:

подмяна на проточни части с нови (т.нар. сменяеми проточни части, включително работни колела и лопаткови дифузори), с подобрени характеристики, но в размерите на съществуващите корпуси;

намаляване на броя на етапите поради подобряване на пътя на потока на базата на триизмерен анализ в съвременните софтуерни продукти;

нанасяне на лесни за обработка покрития и намаляване на радиалните хлабини;

подмяна на уплътнения с по-ефективни;

подмяна на маслени лагери на компресора със "сухи" лагери с магнитно окачване. Това елиминира използването на масло и подобрява условията на работа на компресора.

Внедряване на съвременни системи за управление и защита

За подобряване на експлоатационната надеждност и ефективност се въвеждат съвременни измервателни уреди, цифрови автоматични системи за управление и защита (както отделни части, така и целия технологичен комплекс като цяло), диагностични системи и комуникационни системи.

ПАРНИ ТУРБИНИ

Дюзи и остриета.

Термични цикли.

Цикъл на Ранкин.

Цикъл на повторно загряване.

Цикъл с междинно извличане и оползотворяване на топлината на отработената пара.

Турбинни конструкции.

Приложение.

ДРУГИ ТУРБИНИ

Хидравлични турбини.

газови турбини.

Превъртете нагоре Превъртете надолу

Също по темата

АВИАЦИОННИ СИЛОВИ УСТАНОВКИ

ЕЛЕКТРИЧЕСКА ЕНЕРГИЯ

КОРАБНИ СИЛОВИ УСТАНОВКИ И ПРОПУЛЗИИ

ХИДРОЕНЕРГИЯ

ТУРБИНА

ТУРБИНА,първичен двигател с въртеливо движение на работното тяло за преобразуване на кинетичната енергия на потока на течен или газообразен работен флуид в механична енергия на вала. Турбината се състои от ротор с лопатки (лопатково колело) и корпус с дюзи. Разклони вкарват и отклоняват потока на работната течност. Турбините в зависимост от използвания работен флуид биват хидравлични, парни и газови. В зависимост от средната посока на протичане през турбината те се делят на аксиални, при които потокът е успореден на оста на турбината, и радиални, при които потокът е насочен от периферията към центъра.

ПАРНИ ТУРБИНИ

Основните елементи на парната турбина са корпусът, дюзите и роторните лопатки. Парата от външен източник се подава към турбината чрез тръбопроводи. В дюзите потенциалната енергия на парата се преобразува в кинетична енергия на струята. Излизащата от дюзите пара се насочва към извити (специално профилирани) работни лопатки, разположени по периферията на ротора. Под действието на струя пара се появява тангенциална (околна) сила, която кара ротора да се върти.

Дюзи и остриета.

Парата под налягане постъпва в една или повече неподвижни дюзи, в които се разширява и откъдето изтича с висока скорост. Потокът излиза от дюзите под ъгъл спрямо равнината на въртене на лопатките на ротора. В някои конструкции дюзите са оформени от поредица от фиксирани остриета (дюзов апарат). Лопатките на работното колело са извити по посока на потока и са разположени радиално. В активна турбина (фиг. 1, а) каналът на потока на работното колело има постоянно напречно сечение, т.е. скоростта при относително движение в работното колело не се променя по абсолютна стойност. Налягането на парата пред работното колело и зад него е еднакво. В реактивна турбина (фиг. 1, b) каналите на потока на работното колело имат променливо напречно сечение. Проточните канали на реактивната турбина са проектирани така, че дебитът в тях се увеличава и съответно налягането намалява.

R1; c - лопатка на работното колело. V1 е скоростта на парата на изхода на дюзата; V2 е скоростта на парата зад работното колело във фиксирана координатна система; U1 – периферна скорост на лопатката; R1 е скоростта на парата на входа на работното колело при относително движение; R2 е скоростта на парата на изхода на работното колело при относително движение. 1 - превръзка; 2 - лопатка; 3 – ротор." title="(!LANG:Fig. 1. ТУРБИННИ ЛОПАТИ. a - активно работно колело, R1 = R2; b - реактивно работно колело, R2 > R1; c - лопатки на работното колело. V1 - скорост на парата на изхода на дюзата ; V2 е скоростта на парата зад работното колело във фиксирана координатна система; U1 е периферната скорост на лопатката; R1 е скоростта на парата на входа на работното колело при относително движение; R2 е скоростта на парата на изхода на работното колело при относително движение. 1 - превръзка; 2 - острие; 3 - ротор.">Рис. 1. РАБОЧИЕ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ. а – активное рабочее колесо, R1 = R2; б – реактивное рабочее колесо, R2 > R1; в – облопачивание рабочего колеса. V1 – скорость пара на выходе из сопла; V2 – скорость пара за рабочим колесом в неподвижной системе координат; U1 – окружная скорость лопатки; R1 – скорость пара на входе в рабочее колесо в относительном движении; R2 – скорость пара на выходе из рабочего колеса в относительном движении. 1 – бандаж; 2 – лопатка; 3 – ротор.!}

Турбините обикновено са проектирани да бъдат на същия вал като устройството, което консумира тяхната енергия. Скоростта на въртене на работното колело е ограничена от якостта на опън на материалите, от които са направени дискът и лопатките. За най-пълно и ефективно преобразуване на парната енергия турбините са направени многостъпални.

Термични цикли.

Цикъл на Ранкин.

В турбина, работеща съгласно цикъла на Ранкин (фиг. 2, а), парата идва от външен източник на пара; няма допълнително парно отопление между стъпалата на турбината, има само естествени топлинни загуби.

Цикъл на повторно загряване.

В този цикъл (фиг. 2, b) парата след първите етапи се изпраща към топлообменника за допълнително нагряване (прегряване). След това отново се връща в турбината, където се извършва окончателното му разширяване в следващите етапи. Увеличаването на температурата на работния флуид ви позволява да увеличите ефективността на турбината.

Ориз. 2. ТУРБИНИ С РАЗЛИЧНИ ТОПЛИННИ ЦИКЛИ. a – прост цикъл на Ранкин; б – цикъл с междинно нагряване с пара; c - цикъл с междинно извличане на пара и възстановяване на топлината.

Цикъл с междинно извличане и оползотворяване на топлината на отработената пара.

Парата на изхода на турбината все още има значителна топлинна енергия, която обикновено се разсейва в кондензатора. Част от енергията може да бъде взета от кондензацията на отработената пара. Част от парата може да бъде взета от междинните етапи на турбината (фиг. 2, в) и се използва за предварително загряване, например на захранваща вода или за всякакви технологични процеси.

Турбинни конструкции.

Работната среда се разширява в турбината, така че последните степени (ниско налягане) трябва да имат по-голям диаметър, за да пропуснат увеличения обемен поток. Увеличаването на диаметъра е ограничено от допустимите максимални напрежения, дължащи се на центробежни натоварвания при повишени температури. При турбини с разделен поток (Фигура 3) парата преминава през различни турбини или различни степени на турбината.

Ориз. 3. ТУРБИНИ С РАЗКЛОНЕНИЕ НА ПОТОКА. а - двойна паралелна турбина; b – двойна турбина с паралелно действие с противоположно насочени потоци; в – турбина с разклоняване на потока след няколко степени на високо налягане; d - комбинирана турбина.

Приложение.

За да се осигури висока ефективност, турбината трябва да се върти с висока скорост, но броят на оборотите е ограничен от здравината на материалите на турбината и оборудването, което е на един вал с нея. Електрическите генератори в топлоелектрическите централи са с номинални обороти 1800 или 3600 об/мин и обикновено се монтират на същия вал като турбината. На един вал с турбината могат да се монтират центробежни компресори и помпи, вентилатори и центрофуги.

Оборудването с ниска скорост е свързано към високоскоростната турбина чрез редуктор, като например в корабните двигатели, където витлото трябва да се върти с 60 до 400 об./мин.

ДРУГИ ТУРБИНИ

Хидравлични турбини.

При съвременните хидравлични турбини работното колело се върти в специален корпус със спирала (радиална турбина) или има водеща лопатка на входа, за да осигури желаната посока на потока. Подходящото оборудване обикновено се монтира на вала на хидротурбина (електрически генератор във водноелектрическа централа).

газови турбини.

Газовата турбина използва енергията на газообразни продукти на горене от външен източник. Газовите турбини са подобни по конструкция и принцип на действие на парните турбини и намират широко приложение в машиностроенето. Вижте също АВИАЦИОННИ СИЛОВИ УСТАНОВКИ; ЕЛЕКТРИЧЕСКА ЕНЕРГИЯ; КОРАБНИ СИЛОВИ УСТАНОВКИ И ПРОПУЛЗИИ; ХИДРОЕНЕРГИЯ.

Литература

Уваров В.В. Газови турбини и газотурбинни инсталации. М., 1970
Verete A.G., Delving A.K. Морски парни електроцентрали и газови турбини. М., 1982 Оборудване: основно (котелни и пара турбини) и спомагателни. За мощен турбини(И става въпрос за...

топлинна пробен периодгазова турбина

Лабораторна работа>> Физика

УПИ "Катедра" Турбинии двигатели "Лабораторна работа № 1" топлинна пробен периодгазотурбинен завод" Вариант ... като част от комплекса оборудванетестовият стенд беше включен ... стартовият панел беше приложен пара турбинаизграден на база...

Избор на метод за заваряване на ламела на диафрагмата пара турбини (2)

Курсова >> Промишленост, производство

Използване на топене топлиннаенергия (дъга, ... подробности пара турбини. лопатки пара турбиниподразделя... – технологичност, – наличие на необходимите оборудване, – наличие на квалифициран персонал, – ... със съотв изпитания. След това...

топлиннасхема на захранващия блок

Дипломна работа >> Физика

... тест; ... оборудване топлиннаелектроцентрали. – М.: Енергоатомиздат, 1995. Рыжкин В.Я. Термичен... Електроцентрала. – М.: Енергоатомиздат, 1987. Шкловер Г.Г., Милман О.О. Изследване и изчисляване на кондензационни устройства пара турбини ...

През последните години, по линия на енергоспестяването, вниманието се увеличи към стандартите за потребление на гориво за предприятията, генериращи топлинна и електрическа енергия, следователно за генериращите предприятия действителните показатели за ефективност на топлоенергийното оборудване стават важни.
В същото време е известно, че действителните показатели за ефективност при работни условия се различават от изчислените (фабрични), следователно, за да се стандартизира обективно потреблението на гориво за производство на топлина и електроенергия, е препоръчително да се тества оборудването.
Въз основа на материалите за изпитване на оборудването се разработват нормативни енергийни характеристики и оформление (ред, алгоритъм) за изчисляване на нормите за специфичен разход на гориво в съответствие с RD 34.09.155-93 „Указания за съставяне и поддържане на енергийни характеристики на топлинна енергия оборудване за електроцентрали" и RD 153-34.0-09.154 -99 "Наредби за регулиране на потреблението на гориво в електроцентралите."
От особено значение е изпитването на топлоенергийно оборудване за съоръжения, работещи с оборудване, въведено в експлоатация преди 70-те години и на които се извършва модернизация и реконструкция на котли, турбини, спомагателно оборудване. Без тестване нормализирането на разхода на гориво според изчислените данни ще доведе до значителни грешки не в полза на генериращите предприятия. Следователно разходите за термично изпитване са незначителни в сравнение с ползите.

Цел на термичното изпитване парни турбинии турбинно оборудване: определяне на действителната ефективност; получаване на топлинни характеристики; сравнение с гаранциите на производителя; получаване на данни за стандартизация, контрол, анализ и оптимизация на работата на турбинното оборудване; получаване на материали за разработване на енергийни характеристики; разработване на мерки за подобряване на ефективността

Целите на експресното изпитване на парни турбини: определяне на осъществимостта и обхвата на ремонта; оценка на качеството и ефективността на ремонта или модернизацията; оценка на текущото изменение на ефективността на турбината по време на работа.

Съвременните технологии и нивото на инженерни познания позволяват икономично обновяване на агрегатите, подобряване на тяхната производителност и увеличаване на експлоатационния им живот.

Основните цели на модернизацията са:

намаляване на консумацията на енергия на компресорния агрегат;
увеличаване на производителността на компресора;
повишаване на мощността и ефективността на технологичната турбина;
намаляване на потреблението на природен газ;
повишаване на експлоатационната стабилност на оборудването;
намаляване на броя на частите чрез увеличаване на налягането на компресорите и работещи турбини на по-малък брой етапи при запазване и дори увеличаване на ефективността на електроцентралата.

Подобряване на намалената енергия и икономически показателитурбинният агрегат се произвежда с помощта на модернизирани методи за проектиране (решение на преки и обратни задачи). Те са свързани:

с включването на по-правилни модели на турбулентен вискозитет в изчислителната схема,
като се вземе предвид профилът и крайното блокиране от граничния слой,
елиминиране на явленията на разделяне с увеличаване на дифузността на междулопатичните канали и промяна в степента на реактивност (изразена нестационарност на потока преди появата на пренапрежение),
възможността за идентифициране на обект с помощта на математически модели с генетична оптимизация на параметрите.

Крайната цел на модернизацията винаги е увеличаване на производството на крайния продукт и минимизиране на разходите.

Интегриран подход към модернизацията на турбинното оборудване

При извършване на модернизация Астронит обикновено използва интегриран подход, при който се реконструират (модернизират) следните компоненти на технологичния турбинен агрегат:

компресор;
турбина;
опори;
центробежен компресор-нагнетател;
междинни охладители;
множител;
Система за смазване;
система за пречистване на въздуха;
автоматична система за управление и защита.

Модернизация на компресорно оборудване

Основните области на модернизация, практикувани от специалистите на Astronit:

подмяна на проточни части с нови (т.нар. сменяеми проточни части, включително работни колела и лопаткови дифузори), с подобрени характеристики, но в размерите на съществуващите корпуси;
намаляване на броя на етапите поради подобряване на пътя на потока на базата на триизмерен анализ в съвременните софтуерни продукти;
нанасяне на лесни за обработка покрития и намаляване на радиалните хлабини;
подмяна на уплътнения с по-ефективни;
подмяна на маслени лагери на компресора със "сухи" лагери с магнитно окачване. Това елиминира използването на масло и подобрява условията на работа на компресора.

Внедряване на съвременни системи за управление и защита

За подобряване на експлоатационната надеждност и ефективност се въвеждат съвременни измервателни уреди, цифрови автоматични системи за управление и защита (както отделни части, така и цялата технологичен комплекскато цяло), диагностични системи и комуникационни системи.

Съдържанието на статията

ПАРНИ ТУРБИНИ
Дюзи и остриета.
Термични цикли.
Цикъл на Ранкин.
Цикъл на повторно загряване.
Цикъл с междинно извличане и оползотворяване на топлината на отработената пара.
Турбинни конструкции.
Приложение.
ДРУГИ ТУРБИНИ
Хидравлични турбини.
газови турбини.

превъртете нагоре превърти надолу
Също по темата

АВИАЦИОННИ СИЛОВИ УСТАНОВКИ
ЕЛЕКТРИЧЕСКА ЕНЕРГИЯ
КОРАБНИ СИЛОВИ УСТАНОВКИ И ПРОПУЛЗИИ
ХИДРОЕНЕРГИЯ

ТУРБИНА

ТУРБИНА,основен двигател с въртеливо движениеработно тяло за преобразуване на кинетичната енергия на потока на течен или газообразен работен флуид в механична енергия на вала. Турбината се състои от ротор с лопатки (лопатково колело) и корпус с дюзи. Разклони вкарват и отклоняват потока на работната течност. Турбините в зависимост от използвания работен флуид биват хидравлични, парни и газови. В зависимост от средната посока на протичане през турбината те се делят на аксиални, при които потокът е успореден на оста на турбината, и радиални, при които потокът е насочен от периферията към центъра.
и т.н.................

По време на автономното изпитване на турбини основните задачи са да се получат техните характеристики в широк диапазон от определящи параметри, както и да се изследва якостта и топлинното състояние на лопатките и дисковете.

Реализирането на условия на работа на турбината на автономна стойка е много труден проблем. Въздухът се подава към такива стойки (фиг. 8.5) от компресорната станция през тръбопровод 3, газът се нагрява в горивна камера 4. Мощността на турбината се поглъща от хидравлична спирачка 1 (възможно е да се използват електрически генератори и компресори за тази цел). За разлика от тестовете в системата на двигателя, когато характеристиката на турбината може да бъде получена практически само по линията на работните режими (виж глава 5), цялото поле от характеристики се реализира на автономен стенд, тъй като в този случай всякакви стойности от входните параметри могат да бъдат зададени и регулиране на скоростта на турбината чрез натоварване на хидравличната спирачка.

При симулиране на режими на работа на наземни двигатели или режими, съответстващи на високи скорости на полет, стойностите на налягането на газа пред турбината и зад нея ще надвишават атмосферните, а след напускане на турбината газът може да бъде изпуснат в атмосферата (работа с херметизация в отворена верига).

Ориз. 8.5. Схема на стенда за изпитване на турбини в естествени условия:

1 - хидравлична спирачка; 2 - водоснабдяване; 3 - подаване на сгъстен въздух: 4 - горивна камера; 5 - турбина; 6 - изпускателен тръбопровод

Работата с компресор се характеризира с най-големи технически трудности, тъй като изисква много енергия за задвижване на компресори и спирачни устройства с висока мощност.

За изпитване на турбината в условия, близки до височинните, са проектирани смукателни стендове. Схемата на такава стойка е показана на фиг. 8.6. Въздухът в проточната част на стенда идва директно от атмосферата през входа 1, зад турбината се създава вакуум с помощта на изпускател или ежектор.

Мощността на турбината 4 се поема от хидравличната спирачка 3. Тестовете могат да се извършват както при повишени, така и при ниски входни температури. Тестовите режими се избират, като се вземат предвид принципите на теорията на подобието, обсъдени по-горе.

Тестовете за проникване могат да се разглеждат като тестове на модели за режими, при които налягането на входа на турбината трябва да бъде по-високо от атмосферното налягане. Получените в този случай характеристики ще съответстват достатъчно добре на природните условия, ако числата Re са в самоподобната област.

Тестовете при ниски налягания и температури могат значително да намалят консумацията на енергия за задвижването на аспиратора и да намалят необходимата мощност на хидравличната спирачка, което значително опростява тестването.

В още по-голяма степен отбелязаните затруднения се елиминират, ако се използват модели, намалени два или три пъти, както и специални работни органи. В последния случай тестовете трябва да се извършат в затворена верига по същия начин, както беше разгледан за компресорите (вижте раздел 8.2).

При определяне на характеристиките на турбините, измервания на скоростта на газовия поток G g, параметрите на потока пред турбината и зад нея T * g, T * t, p * g, p * t, скорост на въртене n, мощност, развита от турбината , N t, както и ъгълът на излизане на потока от турбината a t. Използват се същите методи за измерване, както при изпитване на компресори. По-специално, стойността на N t се определя, като правило, от измерените стойности на n и въртящия момент M cr, и за измерване на последния се използват хидравлични спирачки с инсталация на осцилиращо тяло (виж гл. 4) .

За конструиране на характеристиките на турбината се използват параметрите, произтичащи от теорията на подобието. По-специално, те могат да бъдат представени като зависимости

Ориз. 8.6. Схема на стенда за изпитване на турбини за засмукване:

1 - входно устройство; 2 - въздушен нагревател; 3 - хидравлична спирачка; 4 - турбина; 5 - контролен амортисьор; 6 - въздуховод към аспиратор или ежектор

Тук p* t =p* g /p* t е степента на намаляване на налягането в турбината; - относително намалена скорост; - относителен параметър на газовия поток през турбината; h* t =L t /L* t S - КПД на турбината; L t =N t /G t - действителната работа на турбината; - изоентропична работа на турбината.

При определяне на характеристиките определената стойност на n се поддържа чрез промяна на натоварването на хидравличната спирачка, а промяната в G g и p * t се получава чрез промяна на режима на работа на ауспуха или компресора и положението на дросела.

Термични изпитвания на парни турбини
и турбинно оборудване

AT последните годиниВ областта на енергоспестяването вниманието се е увеличило към стандартите за потребление на гориво за предприятията, генериращи топлинна и електрическа енергия, следователно за генериращите предприятия действителните показатели за ефективност на топлоенергийното оборудване стават важни.

В същото време е известно, че действителните показатели за ефективност при работни условия се различават от изчислените (фабрични), следователно, за да се стандартизира обективно потреблението на гориво за производство на топлина и електроенергия, е препоръчително да се тества оборудването.

Въз основа на материалите за изпитване на оборудването се разработват нормативни енергийни характеристики и оформление (ред, алгоритъм) за изчисляване на нормите за специфичен разход на гориво в съответствие с RD 34.09.155-93 „Указания за съставяне и поддържане на енергийни характеристики на топлинна енергия оборудване за електроцентрали" и RD 153-34.0-09.154 -99 "Наредби за регулиране на потреблението на гориво в електроцентралите."

От особено значение е изпитването на топлоенергийно оборудване за съоръжения, работещи с оборудване, въведено в експлоатация преди 70-те години и където е извършена модернизация и реконструкция на котли, турбини, спомагателно оборудване. Без тестване нормализирането на разхода на гориво според изчислените данни ще доведе до значителни грешки не в полза на генериращите предприятия. Следователно разходите за термично изпитване са незначителни в сравнение с ползите.

Целите на термичното изпитване на парни турбини и турбинно оборудване: определяне на фактическа икономия; получаване на топлинни характеристики; сравнение с гаранциите на производителя; получаване на данни за стандартизация, контрол, анализ и оптимизация на работата на турбинното оборудване; получаване на материали за разработване на енергийни характеристики; разработване на мерки за подобряване на ефективността

Целите на експресното изпитване на парни турбини: определяне на осъществимостта и обхвата на ремонта; оценка на качеството и ефективността на ремонта или модернизацията; оценка на текущото изменение на ефективността на турбината по време на работа.

Съвременните технологии и нивото на инженерни познания позволяват икономично обновяване на агрегатите, подобряване на тяхната производителност и увеличаване на експлоатационния им живот.

Основните цели на модернизацията са:

• намаляване на консумацията на енергия на компресорния агрегат;
• увеличаване на производителността на компресора;
• повишаване на мощността и ефективността на технологичната турбина;
• намаляване на потреблението на природен газ;
• повишаване на експлоатационната стабилност на оборудването;
• намаляване на броя на частите чрез увеличаване на налягането на компресорите и работещи турбини на по-малък брой етапи при запазване и дори увеличаване на ефективността на електроцентралата.

Подобряването на зададените енергийни и икономически показатели на турбинния агрегат се осъществява чрез използване на модернизирани методи за проектиране (решение на преки и обратни задачи). Те са свързани:

• с включването на по-правилни модели на турбулентен вискозитет в изчислителната схема,
• като се вземе предвид профилът и крайното блокиране от граничния слой,
• елиминиране на явленията на разделяне с увеличаване на дифузността на междулопатичните канали и промяна в степента на реактивност (изразена нестационарност на потока преди появата на пренапрежение),
• възможността за идентифициране на обект с помощта на математически модели с генетична оптимизация на параметрите.

Крайната цел на модернизацията винаги е увеличаване на производството на крайния продукт и минимизиране на разходите.

Интегриран подход към модернизацията на турбинното оборудване

При извършване на модернизация Астронит обикновено използва интегриран подход, при който се реконструират (модернизират) следните компоненти на технологичния турбинен агрегат:

• компресор;
• турбина;
• опори;
• центробежен компресор-нагнетател;
• междинни охладители;
• множител;
• Система за смазване;
• система за пречистване на въздуха;
• автоматична система за управление и защита.

Модернизация на компресорно оборудване

Основните области на модернизация, практикувани от специалистите на Astronit:

• подмяна на проточни части с нови (т.нар. сменяеми проточни части, включително работни колела и лопаткови дифузори), с подобрени характеристики, но в размерите на съществуващите корпуси;
• намаляване на броя на етапите поради подобряване на пътя на потока на базата на триизмерен анализ в съвременните софтуерни продукти;
• нанасяне на лесни за обработка покрития и намаляване на радиалните хлабини;
• подмяна на уплътнения с по-ефективни;
• подмяна на маслени лагери на компресора със "сухи" лагери с магнитно окачване. Това елиминира използването на масло и подобрява условията на работа на компресора.

Внедряване модерни системиконтрол и защита

За подобряване на експлоатационната надеждност и ефективност се въвеждат съвременни измервателни уреди, цифрови автоматични системи за управление и защита (както отделни части, така и целия технологичен комплекс като цяло), диагностични системи и комуникационни системи.

• ПАРНИ ТУРБИНИ
• Дюзи и остриета.
• Термични цикли.
• Цикъл на Ранкин.
• Турбинни конструкции.
• Приложение.
• ДРУГИ ТУРБИНИ
• Хидравлични турбини.
• газови турбини.

Превъртете нагоре Превъртете надолу

Също по темата

• АВИАЦИОННИ СИЛОВИ УСТАНОВКИ
• ЕЛЕКТРИЧЕСКА ЕНЕРГИЯ
• КОРАБНИ СИЛОВИ УСТАНОВКИ И ПРОПУЛЗИИ
• ХИДРОЕНЕРГИЯ

ТУРБИНА

ТУРБИНА,първичен двигател с въртеливо движение на работното тяло за преобразуване на кинетичната енергия на потока на течен или газообразен работен флуид в механична енергия на вала. Турбината се състои от ротор с лопатки (лопатково колело) и корпус с дюзи. Разклони вкарват и отклоняват потока на работната течност. Турбините в зависимост от използвания работен флуид биват хидравлични, парни и газови. В зависимост от средната посока на протичане през турбината те се делят на аксиални, при които потокът е успореден на оста на турбината, и радиални, при които потокът е насочен от периферията към центъра.

ПАРНИ ТУРБИНИ

Основните елементи на парната турбина са корпусът, дюзите и роторните лопатки. Парата от външен източник се подава към турбината чрез тръбопроводи. В дюзите потенциалната енергия на парата се преобразува в кинетична енергия на струята. Излизащата от дюзите пара се насочва към извити (специално профилирани) работни лопатки, разположени по периферията на ротора. Под действието на струя пара се появява тангенциална (околна) сила, която кара ротора да се върти.

Дюзи и остриета.

Парата под налягане постъпва в една или повече неподвижни дюзи, в които се разширява и откъдето изтича с висока скорост. Потокът излиза от дюзите под ъгъл спрямо равнината на въртене на лопатките на ротора. В някои конструкции дюзите са оформени от поредица от фиксирани остриета (дюзов апарат). Лопатките на работното колело са извити по посока на потока и са разположени радиално. В активна турбина (фиг. 1, а) каналът на потока на работното колело има постоянно напречно сечение, т.е. скоростта при относително движение в работното колело не се променя по абсолютна стойност. Налягането на парата пред работното колело и зад него е еднакво. В реактивна турбина (фиг. 1, b) каналите на потока на работното колело имат променливо напречно сечение. Проточните канали на реактивната турбина са проектирани така, че дебитът в тях се увеличава и съответно налягането намалява.

R1; c - лопатка на работното колело. V1 е скоростта на парата на изхода на дюзата; V2 е скоростта на парата зад работното колело във фиксирана координатна система; U1 – периферна скорост на лопатката; R1 е скоростта на парата на входа на работното колело при относително движение; R2 е скоростта на парата на изхода на работното колело при относително движение. 1 - превръзка; 2 - лопатка; 3 – ротор." title="(!LANG:Fig. 1. ТУРБИННИ ЛОПАТИ. a - активно работно колело, R1 = R2; b - реактивно работно колело, R2 > R1; c - лопатки на работното колело. V1 - скорост на парата на изхода на дюзата ; V2 е скоростта на парата зад работното колело във фиксирана координатна система; U1 е периферната скорост на лопатката; R1 е скоростта на парата на входа на работното колело при относително движение; R2 е скоростта на парата на изхода на работното колело при относително движение. 1 - превръзка; 2 - острие; 3 - ротор.">Рис. 1. РАБОЧИЕ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ. а – активное рабочее колесо, R1 = R2; б – реактивное рабочее колесо, R2 > R1; в – облопачивание рабочего колеса. V1 – скорость пара на выходе из сопла; V2 – скорость пара за рабочим колесом в неподвижной системе координат; U1 – окружная скорость лопатки; R1 – скорость пара на входе в рабочее колесо в относительном движении; R2 – скорость пара на выходе из рабочего колеса в относительном движении. 1 – бандаж; 2 – лопатка; 3 – ротор.!}

Турбините обикновено са проектирани да бъдат на същия вал като устройството, което консумира тяхната енергия. Скоростта на въртене на работното колело е ограничена от якостта на опън на материалите, от които са направени дискът и лопатките. За най-пълно и ефективно преобразуване на парната енергия турбините са направени многостъпални.

Термични цикли.

Цикъл на Ранкин.

В турбина, работеща съгласно цикъла на Ранкин (фиг. 2, а), парата идва от външен източник на пара; няма допълнително парно отопление между стъпалата на турбината, има само естествени топлинни загуби.

Цикъл на повторно загряване.

В този цикъл (фиг. 2, b) парата след първите етапи се изпраща към топлообменника за допълнително нагряване (прегряване). След това отново се връща в турбината, където се извършва окончателното му разширяване в следващите етапи. Увеличаването на температурата на работния флуид ви позволява да увеличите ефективността на турбината.

Ориз. 2. ТУРБИНИ С РАЗЛИЧНИ ТОПЛИННИ ЦИКЛИ. a – прост цикъл на Ранкин; б – цикъл с междинно нагряване с пара; c - цикъл с междинно извличане на пара и възстановяване на топлината.

Цикъл с междинно извличане и оползотворяване на топлината на отработената пара.

Парата на изхода на турбината все още има значителна топлинна енергия, която обикновено се разсейва в кондензатора. Част от енергията може да бъде взета от кондензацията на отработената пара. Част от парата може да бъде взета от междинните етапи на турбината (фиг. 2, в) и се използва за предварително загряване, например на захранваща вода или за всякакви технологични процеси.

Турбинни конструкции.

Работната среда се разширява в турбината, така че последните степени (ниско налягане) трябва да имат по-голям диаметър, за да пропуснат увеличения обемен поток. Увеличаването на диаметъра е ограничено от допустимите максимални напрежения, дължащи се на центробежни натоварвания при повишени температури. При турбини с разделен поток (Фигура 3) парата преминава през различни турбини или различни степени на турбината.

Ориз. 3. ТУРБИНИ С РАЗКЛОНЕНИЕ НА ПОТОКА. а - двойна паралелна турбина; b – двойна турбина с паралелно действие с противоположно насочени потоци; в – турбина с разклоняване на потока след няколко степени на високо налягане; d - комбинирана турбина.

Приложение.

За да се осигури висока ефективност, турбината трябва да се върти с висока скорост, но броят на оборотите е ограничен от здравината на материалите на турбината и оборудването, което е на един вал с нея. Електрическите генератори в топлоелектрическите централи са с номинални обороти 1800 или 3600 об/мин и обикновено се монтират на същия вал като турбината. На един вал с турбината могат да се монтират центробежни компресори и помпи, вентилатори и центрофуги.

Оборудването с ниска скорост е свързано към високоскоростната турбина чрез редуктор, като например в корабните двигатели, където витлото трябва да се върти с 60 до 400 об./мин.

ДРУГИ ТУРБИНИ

Хидравлични турбини.

При съвременните хидравлични турбини работното колело се върти в специален корпус със спирала (радиална турбина) или има водеща лопатка на входа, за да осигури желаната посока на потока. Подходящото оборудване обикновено се монтира на вала на хидротурбина (електрически генератор във водноелектрическа централа).

газови турбини.

Газовата турбина използва енергията на газообразни продукти на горене от външен източник. Газовите турбини са подобни по конструкция и принцип на действие на парните турбини и намират широко приложение в машиностроенето. Вижте същоАВИАЦИОННА ЕЛЕКТРОННА УСТАНОВКА; ЕЛЕКТРИЧЕСКА ЕНЕРГИЯ; КОРАБНИ СИЛОВИ ИНСТАЛАЦИИ И ДВИГАТЕЛИ; ХИДРОЕНЕРГИЯ.

Литература

Уваров В.В. Газови турбини и газотурбинни инсталации. М., 1970
Verete A.G., Delving A.K. Морски парни електроцентрали и газови турбини. М., 1982
Трубилов М.А. и т.н. Парни и газови турбини. М., 1985
Саранцев К.Б. и т.н. Атлас на турбинните степени. Л., 1986
Гостелоу Дж. Аеродинамика на решетки на турбомашини. М., 1987