Podešavanje i ispitivanje parnih turbina. Metoda ispitivanja turbina i štand za njegovu implementaciju. Osnovna pravila za ugradnju turbina

Termičko ispitivanje parnih turbina
i turbinske opreme

Poslednjih godina, u oblasti uštede energije, povećana je pažnja na standarde potrošnje goriva za preduzeća koja proizvode toplotnu i električnu energiju, tako da za proizvodna preduzeća postaju važni stvarni pokazatelji efikasnosti toplotne i energetske opreme.

Istovremeno, poznato je da se stvarni pokazatelji efikasnosti u radnim uslovima razlikuju od izračunatih (fabričkih), stoga je, kako bi se objektivno standardizirala potrošnja goriva za proizvodnju toplinske i električne energije, preporučljivo testirati opremu.

Na osnovu materijala za ispitivanje opreme razvijaju se normativne energetske karakteristike i raspored (red, algoritam) za izračunavanje normi. jedinični troškovi goriva u skladu sa RD 34.09.155-93 "Smjernice za sastavljanje i održavanje energetskih karakteristika opreme za termoelektrane" i RD 153-34.0-09.154-99 "Pravilnik o regulisanju potrošnje goriva u elektranama".

Od posebnog značaja je ispitivanje toplotno-energetske opreme za objekte pogonske opreme koja je puštena u rad prije 70-ih godina i gdje je izvršena modernizacija i rekonstrukcija kotlova, turbina, pomoćne opreme. Bez testiranja, normalizacija potrošnje goriva prema proračunskim podacima će dovesti do značajnih grešaka koje nisu u korist proizvodnih preduzeća. Stoga su troškovi termičkog ispitivanja zanemarljivi u odnosu na koristi.

	Ciljevi termičkog ispitivanja parnih turbina i turbinske opreme: utvrđivanje stvarne efikasnosti; dobijanje termičkih karakteristika; poređenje sa garancijama proizvođača; pribavljanje podataka za standardizaciju, kontrolu, analizu i optimizaciju rada turbinske opreme; pribavljanje materijala za razvoj energetskih karakteristika; razvoj mjera za poboljšanje efikasnosti
	Ciljevi ekspresnog testiranja parnih turbina: utvrđivanje izvodljivosti i obima popravke; procjena kvaliteta i djelotvornosti popravke ili modernizacije; procjena trenutne promjene efikasnosti turbine tokom rada.

Savremene tehnologije i nivo inženjerskog znanja omogućavaju ekonomičnu nadogradnju jedinica, poboljšanje njihovih performansi i produženje radnog veka.

Glavni ciljevi modernizacije su:

smanjenje potrošnje energije kompresorske jedinice;

povećanje performansi kompresora;

povećanje snage i efikasnosti procesne turbine;

smanjenje potrošnje prirodnog gasa;

povećanje operativne stabilnosti opreme;

smanjenje broja delova povećanjem pritiska kompresora i pogonskih turbina na manjem broju stupnjeva uz održavanje pa čak i povećanje efikasnosti elektrane.

Poboljšanje zadatih energetskih i ekonomskih pokazatelja turbinskog agregata vrši se primenom modernizovanih metoda projektovanja (rešavanje direktnih i inverznih problema). Oni su povezani:

uz uključivanje ispravnijih modela turbulentnog viskoziteta u proračunsku shemu,

uzimajući u obzir profil i završnu blokadu od strane graničnog sloja,

otklanjanje separacijskih fenomena s povećanjem difuznosti međulopatičnih kanala i promjenom stupnja reaktivnosti (izražena nestacionarnost toka prije pojave prenapona),

mogućnost identifikacije objekta pomoću matematički modeli sa optimizacijom genetskih parametara.

Krajnji cilj modernizacije je uvijek povećanje proizvodnje finalnog proizvoda i minimiziranje troškova.

Integrisani pristup modernizaciji turbinske opreme

Prilikom modernizacije Astronit obično koristi integrirani pristup, u kojem se rekonstruiraju (moderniziraju) sljedeće komponente tehnološke turbinske jedinice:

kompresor;

• centrifugalni kompresor-superpunjač;

  međuhladnjaci;

  multiplikator;

  Sistem podmazivanja;

  sistem za čišćenje zraka;

  sistem automatske kontrole i zaštite.

Modernizacija kompresorske opreme

Glavna područja modernizacije koje prakticiraju Astronit stručnjaci:

zamjena protočnih dijelova novim (tzv. zamjenjivi protočni dijelovi, uključujući impelere i krilne difuzore), sa poboljšanim karakteristikama, ali u dimenzijama postojećih kućišta;

smanjenje broja faza zbog poboljšanja putanje toka na osnovu trodimenzionalne analize u savremenim softverskim proizvodima;

nanošenje lakih premaza i smanjenje radijalnih zazora;

zamena zaptivki efikasnijim;

zamjena uljnih ležajeva kompresora sa "suhim" ležajevima pomoću magnetne suspenzije. Ovo eliminiše upotrebu ulja i poboljšava uslove rada kompresora.

Implementacija savremenih sistema upravljanja i zaštite

Radi poboljšanja operativne pouzdanosti i efikasnosti, uvode se savremena instrumentacija, digitalni sistemi automatskog upravljanja i zaštite (kako pojedinačnih delova tako i čitavog tehnološkog kompleksa u celini), dijagnostičkih sistema i komunikacionih sistema.

PARNE TURBINE

Mlaznice i lopatice.

Toplotni ciklusi.

Rankineov ciklus.

Ciklus ponovnog zagrijavanja.

Ciklus sa srednjom ekstrakcijom i korištenjem topline ispušne pare.

Turbinske konstrukcije.

Aplikacija.

OSTALE TURBINE

Hidraulične turbine.

gasne turbine.

Pomičite se gore. Pomaknite se prema dolje

Takođe na temu

ELEKTRANE AVIONA

ELEKTRIČNA ENERGIJA

BRODSKA ELEKTRANA I POGONI

HIDROPENERGIJA

TURBINA

TURBINA, glavni pokretač sa rotacionim kretanjem radnog tela za pretvaranje kinetičke energije strujanja tečnog ili gasovitog radnog fluida u mehaničku energiju na vratilu. Turbina se sastoji od rotora sa lopaticama (propeler sa lopaticama) i kućišta sa mlaznicama. Razvodne cijevi dovode i preusmjeravaju protok radnog fluida. Turbine, ovisno o korištenom radnom fluidu, su hidraulične, parne i plinske. U zavisnosti od prosječnog smjera strujanja kroz turbinu, dijele se na aksijalne, u kojima je strujanje paralelno s osi turbine, i radijalne, u kojima je strujanje usmjereno od periferije prema centru.

PARNE TURBINE

Glavni elementi parne turbine su kućište, mlaznice i lopatice rotora. Para iz vanjskog izvora se dovodi do turbine kroz cjevovode. U mlaznicama se potencijalna energija pare pretvara u kinetičku energiju mlaza. Para koja izlazi iz mlaznica usmjerava se na zakrivljene (posebno profilirane) radne lopatice smještene duž periferije rotora. Pod djelovanjem mlaza pare pojavljuje se tangencijalna (obodna) sila koja uzrokuje rotaciju rotora.

Mlaznice i lopatice.

Para pod pritiskom ulazi u jednu ili više fiksnih mlaznica, u kojima se širi i odakle izlazi velikom brzinom. Protok izlazi iz mlaznica pod uglom u odnosu na ravninu rotacije lopatica rotora. U nekim izvedbama, mlaznice su formirane nizom fiksnih lopatica (aparat za mlaznice). Lopatice radnog kola su zakrivljene u smjeru strujanja i raspoređene radijalno. U aktivnoj turbini (slika 1, a) protočni kanal radnog kola ima konstantan poprečni presjek, tj. brzina relativnog kretanja u rotoru se ne mijenja u apsolutnoj vrijednosti. Pritisak pare ispred radnog kola i iza njega je isti. U mlaznoj turbini (sl. 1, b) protočni kanali radnog kola imaju promjenjiv poprečni presjek. Protočni kanali mlazne turbine su projektovani tako da se protok u njima povećava, a pritisak shodno tome smanjuje.

R1; c - lopatica radnog kola. V1 je brzina pare na izlazu iz mlaznice; V2 je brzina pare iza radnog kola u fiksnom koordinatnom sistemu; U1 – periferna brzina oštrice; R1 je brzina pare na ulazu rotora u relativnom kretanju; R2 je brzina pare na izlazu iz radnog kola u relativnom kretanju. 1 - zavoj; 2 - lopatica; 3 – rotor." title="(!LANG:Sl. 1. LOpatice TURBINE. a - aktivno radno kolo, R1 = R2; b - mlazno radno kolo, R2 > R1; c - lopatice radnog kola. V1 - brzina pare na izlazu mlaznice ; V2 je brzina pare iza radnog kola u fiksnom koordinatnom sistemu; U1 je obodna brzina lopatice; R1 je brzina pare na ulazu rotora u relativnom kretanju; R2 je brzina pare na izlazu impelera u relativnom kretanju. 1 - zavoj; 2 - oštrica; 3 - rotor.">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.!}

Turbine su obično dizajnirane da budu na istoj osovini kao i uređaj koji troši njihovu energiju. Brzina rotacije radnog kola ograničena je vlačnom čvrstoćom materijala od kojih su napravljeni disk i lopatice. Za što potpuniju i efikasniju konverziju energije pare, turbine su napravljene višestepenim.

Toplotni ciklusi.

Rankineov ciklus.

U turbini koja radi po Rankineovom ciklusu (slika 2, a), para dolazi iz vanjskog izvora pare; nema dodatnog zagrijavanja pare između stupnjeva turbine, postoje samo prirodni gubici topline.

Ciklus ponovnog zagrijavanja.

U ovom ciklusu (slika 2, b) para se nakon prvih stupnjeva šalje u izmjenjivač topline radi dodatnog zagrijavanja (pregrijavanja). Zatim se ponovo vraća u turbinu, gdje se u narednim fazama odvija njeno konačno širenje. Povećanje temperature radnog fluida omogućava vam da povećate efikasnost turbine.

Rice. 2. TURBINE SA RAZLIČITIM TOPLOTNIM CIKLUSIMA. a – jednostavan Rankinov ciklus; b – ciklus sa međuzagrevanjem parom; c - ciklus sa intermedijarnom ekstrakcijom pare i povratom topline.

Ciklus sa srednjom ekstrakcijom i korištenjem topline ispušne pare.

Para na izlazu iz turbine još uvijek ima značajnu toplinsku energiju, koja se obično raspršuje u kondenzatoru. Dio energije može se uzeti iz kondenzacije izduvne pare. Deo pare se može uzeti iz međustepena turbine (Sl. 2, in) i koristi se za predgrijavanje, na primjer, napojne vode ili za bilo koje tehnološke procese.

Turbinske konstrukcije.

Radni medij se širi u turbini, tako da posljednji stupnjevi (nizak pritisak) moraju imati veći prečnik da bi mogli proći povećani zapreminski protok. Povećanje promjera ograničeno je dopuštenim maksimalnim naprezanjima zbog centrifugalnih opterećenja na povišenim temperaturama. U turbinama s podijeljenim protokom (slika 3), para prolazi kroz različite turbine ili različite stupnjeve turbine.

Rice. 3. TURBINE SA GRANANJEM PROTOKA. a - dvostruka paralelna turbina; b – dvostruka turbina paralelnog djelovanja sa suprotno usmjerenim tokovima; c – turbina sa grananjem protoka nakon nekoliko stupnjeva visokog pritiska; d - složena turbina.

Aplikacija.

Da bi se osigurala visoka efikasnost, turbina se mora okretati sa velika brzina, međutim, broj okretaja je ograničen čvrstoćom materijala turbine i opreme koja se nalazi na istoj osovini sa njom. Električni generatori u termoelektranama imaju 1800 ili 3600 o/min i obično se ugrađuju na istu osovinu kao i turbina. Centrifugalni kompresori i pumpe, ventilatori i centrifuge mogu se ugraditi na istu osovinu sa turbinom.

Oprema male brzine je povezana s turbinom velike brzine preko reduktora, kao što je kod brodskih motora gdje se propeler mora okretati na 60 do 400 o/min.

OSTALE TURBINE

Hidraulične turbine.

U modernim hidrauličnim turbinama, impeler se rotira u posebnom kućištu sa spiralnom (radijalna turbina) ili ima vodeću lopaticu na ulazu kako bi se osigurao željeni smjer strujanja. Odgovarajuća oprema se obično postavlja na osovinu hidroturbine (elektrogenerator u hidroelektrani).

gasne turbine.

Plinska turbina koristi energiju plinovitih produkata izgaranja iz vanjskog izvora. Plinske turbine su po dizajnu i principu rada slične parnim turbinama i imaju široku primjenu u inženjerstvu. vidi takođe ELEKTRANE AVIONA; ELEKTRIČNA ENERGIJA; BRODSKA ELEKTRANA I POGONI; HIDROPENERGIJA.

Književnost

Uvarov V.V. Plinske turbine i plinskoturbinska postrojenja. M., 1970
Verete A.G., Delving A.K. Morske parne elektrane i plinske turbine. M., 1982 oprema: osnovna (kotlovnice i pare turbine) i pomoćni. Za moćne turbine(I radi se o...

termalni suđenje gasnoturbinsko postrojenje

Laboratorijski rad>> Fizika

UPI "Odjel" Turbine i motori "Laboratorijski rad br.1" termalni suđenje gasnoturbinsko postrojenje" Opcija ... u sklopu kompleksa oprema test postolje je uključeno ... lanser je primijenjen pare turbina izgrađen na bazi...

Izbor metode zavarivanja dijafragme pare turbine (2)

Predmet >> Industrija, proizvodnja

Topljenje upotrebom termalni energija (luk, ... detalji pare turbine. lopatice pare turbine podijeljeno... – proizvodnost, – dostupnost potrebnog oprema, – dostupnost kvalifikovanog osoblja, – ... sa relevantnim suđenja. Poslije toga...

Thermal shema agregata

Diplomski rad >> Fizika

... test; ... oprema termalni elektrane. – M.: Energoatomizdat, 1995. Ryzhkin V.Ya. Thermal... elektrane. – M.: Energoatomizdat, 1987. Shklover G.G., Milman O.O. Istraživanje i proračun kondenzacijskih uređaja pare turbine ...

Poslednjih godina, u oblasti uštede energije, povećana je pažnja na standarde potrošnje goriva za preduzeća koja proizvode toplotnu i električnu energiju, tako da za proizvodna preduzeća postaju važni stvarni pokazatelji efikasnosti toplotne i energetske opreme.
Istovremeno, poznato je da se stvarni pokazatelji efikasnosti u radnim uslovima razlikuju od izračunatih (fabričkih), stoga je, kako bi se objektivno standardizirala potrošnja goriva za proizvodnju toplinske i električne energije, preporučljivo testirati opremu.
Na osnovu materijala za ispitivanje opreme razvijaju se normativne energetske karakteristike i raspored (red, algoritam) za izračunavanje normi specifične potrošnje goriva u skladu sa RD 34.09.155-93 „Smjernice za sastavljanje i održavanje energetskih karakteristika toplinske energije oprema elektrane" i RD 153-34.0-09.154 -99 "Pravilnik o regulisanju potrošnje goriva u elektranama."
Od posebnog značaja je ispitivanje toplotno-energetske opreme za objekte pogonske opreme koja je puštena u rad pre 70-ih godina i na kojoj je izvršena modernizacija i rekonstrukcija kotlova, turbina, pomoćna oprema. Bez testiranja, normalizacija potrošnje goriva prema proračunskim podacima će dovesti do značajnih grešaka koje nisu u korist proizvodnih preduzeća. Stoga su troškovi termičkog ispitivanja zanemarljivi u odnosu na koristi.

	Ciljevi termičkog ispitivanja parnih turbina i turbinske opreme: utvrđivanje stvarne ekonomije; dobijanje termičkih karakteristika; poređenje sa garancijama proizvođača; pribavljanje podataka za standardizaciju, kontrolu, analizu i optimizaciju rada turbinske opreme; pribavljanje materijala za razvoj energetskih karakteristika; razvoj mjera za poboljšanje efikasnosti
	Ciljevi ekspresnog testiranja parnih turbina: utvrđivanje izvodljivosti i obima popravke; procjena kvaliteta i djelotvornosti popravke ili modernizacije; procjena trenutne promjene efikasnosti turbine tokom rada.

Savremene tehnologije i nivo inženjerskog znanja omogućavaju ekonomičnu nadogradnju jedinica, poboljšanje njihovih performansi i produženje radnog veka.

Glavni ciljevi modernizacije su:

smanjenje potrošnje energije kompresorske jedinice;
povećanje performansi kompresora;
povećanje snage i efikasnosti procesne turbine;
smanjenje potrošnje prirodnog gasa;
povećanje operativne stabilnosti opreme;
smanjenje broja delova povećanjem pritiska kompresora i pogonskih turbina na manjem broju stupnjeva uz održavanje pa čak i povećanje efikasnosti elektrane.

Poboljšanje smanjene energije i ekonomski pokazatelji turbinski agregat se proizvodi modernizovanim metodama projektovanja (rješavanje direktnih i inverznih problema). Oni su povezani:

uz uključivanje ispravnijih modela turbulentnog viskoziteta u proračunsku shemu,
uzimajući u obzir profil i završnu blokadu od strane graničnog sloja,
otklanjanje separacijskih fenomena s povećanjem difuznosti međulopatičnih kanala i promjenom stupnja reaktivnosti (izražena nestacionarnost toka prije pojave prenapona),
mogućnost identifikacije objekta korištenjem matematičkih modela sa genetskom optimizacijom parametara.

Krajnji cilj modernizacije je uvijek povećanje proizvodnje finalnog proizvoda i minimiziranje troškova.

Integrisani pristup modernizaciji turbinske opreme

Prilikom modernizacije Astronit obično koristi integrirani pristup, u kojem se rekonstruiraju (moderniziraju) sljedeće komponente tehnološke turbinske jedinice:

kompresor;
turbina;
oslonci;
centrifugalni kompresor-superpunjač;
međuhladnjaci;
multiplikator;
Sistem podmazivanja;
sistem za čišćenje zraka;
sistem automatske kontrole i zaštite.

Modernizacija kompresorske opreme

Glavna područja modernizacije koje prakticiraju Astronit stručnjaci:

zamjena protočnih dijelova novim (tzv. zamjenjivi protočni dijelovi, uključujući impelere i krilne difuzore), sa poboljšanim karakteristikama, ali u dimenzijama postojećih kućišta;
smanjenje broja faza zbog poboljšanja putanje toka na osnovu trodimenzionalne analize u savremenim softverskim proizvodima;
nanošenje lakih premaza i smanjenje radijalnih zazora;
zamjena zaptivki efikasnijim;
zamjena uljnih ležajeva kompresora sa "suhim" ležajevima pomoću magnetne suspenzije. Ovo eliminiše upotrebu ulja i poboljšava uslove rada kompresora.

Implementacija savremenih sistema upravljanja i zaštite

Radi poboljšanja operativne pouzdanosti i efikasnosti uvode se savremena instrumentacija, digitalni automatski sistemi upravljanja i zaštite (kako pojedinačni dijelovi tako i cijeli tehnološki kompleks uopšte), dijagnostički sistemi i komunikacioni sistemi.

Sadržaj članka

PARNE TURBINE
Mlaznice i lopatice.
Toplotni ciklusi.
Rankineov ciklus.
Ciklus ponovnog zagrijavanja.
Ciklus sa srednjom ekstrakcijom i korištenjem topline ispušne pare.
Turbinske konstrukcije.
Aplikacija.
OSTALE TURBINE
Hidraulične turbine.
gasne turbine.

pomaknite se prema gore skrolujte dole
Takođe na temu

ELEKTRANE AVIONA
ELEKTRIČNA ENERGIJA
BRODSKA ELEKTRANA I POGONI
HIDROPENERGIJA

TURBINA

TURBINA, glavni pokretač sa rotaciono kretanje radno tijelo za pretvaranje kinetičke energije strujanja tečnog ili plinovitog radnog fluida u mehaničku energiju na osovini. Turbina se sastoji od rotora sa lopaticama (propeler sa lopaticama) i kućišta sa mlaznicama. Razvodne cijevi dovode i preusmjeravaju protok radnog fluida. Turbine, ovisno o korištenom radnom fluidu, su hidraulične, parne i plinske. U zavisnosti od prosječnog smjera strujanja kroz turbinu, dijele se na aksijalne, u kojima je strujanje paralelno s osi turbine, i radijalne, u kojima je strujanje usmjereno od periferije prema centru.
itd...................

Prilikom autonomnog ispitivanja turbina, glavni zadaci su dobijanje njihovih karakteristika u širokom rasponu određujućih parametara, kao i proučavanje čvrstoće i termičkog stanja lopatica i diskova.

Implementacija uslova rada turbine na autonomnom štandu je veoma težak problem. Iz kompresorske stanice kroz cevovod 3 se dovodi vazduh u takve štandove (slika 8.5), gas se zagreva u komori za sagorevanje 4. Snagu turbine apsorbuje hidraulična kočnica 1 (moguće je koristiti električne generatore i kompresore za ovu svrhu). Za razliku od ispitivanja u sistemu motora, kada se karakteristika turbine može dobiti praktično samo duž linije režima rada (videti pogl. 5), celokupno polje karakteristika se realizuje na autonomnom stolu, jer u ovom slučaju bilo koje vrednosti ​​ulaznih parametara se može podesiti i regulirati brzinu turbine opterećenjem hidrauličke kočnice.

Pri simulaciji načina rada zemaljskog motora ili režima koji odgovaraju velikim brzinama leta, vrijednosti tlaka plina ispred turbine i iza nje će premašiti atmosferske, a nakon izlaska iz turbine, plin se može ispustiti u atmosferu (rad sa pritisak u otvorenom krugu).

Rice. 8.5. Šema štanda za ispitivanje turbina u prirodnim uslovima:

1 - hidraulična kočnica; 2 - vodovod; 3 - dovod komprimovanog vazduha: 4 - komora za sagorevanje; 5 - turbina; 6 - izduvni cevovod

Rad sa kompresorom karakteriziraju najveće tehničke poteškoće, jer zahtijeva mnogo energije za pogon kompresora i kočionih uređaja velike snage.

Za ispitivanje turbine u uslovima bliskim visinskim, projektovani su usisni stolovi. Šema takvog postolja prikazana je na sl. 8.6. Zrak u protočnom dijelu postolja dolazi direktno iz atmosfere kroz ulaz 1, iza turbine se stvara vakuum pomoću ispušnog ventila ili ejektora.

Snagu turbine 4 apsorbuje hidraulična kočnica 3. Ispitivanja se mogu izvoditi i na povišenim i na niskim ulaznim temperaturama. Načini testiranja se biraju uzimajući u obzir principe teorije sličnosti o kojima je bilo riječi.

Ispitivanja permeacije mogu se smatrati modelnim testovima za modove u kojima tlak na ulazu u turbinu mora biti veći od atmosferskog tlaka. Karakteristike dobijene u ovom slučaju će dovoljno dobro odgovarati prirodnim uslovima ako su Re brojevi u samosličnoj oblasti.

Ispitivanja na niskim pritiscima i temperaturama mogu značajno smanjiti potrošnju energije za pogon ispušnog motora i smanjiti potrebnu snagu hidraulične kočnice, što uvelike pojednostavljuje ispitivanje.

U još većoj mjeri, uočene poteškoće otklanjaju se korištenjem dva ili tri puta smanjenih modela, kao i posebnih radnih tijela. U potonjem slučaju, ispitivanja bi trebala biti izvedena u zatvorenom krugu na isti način kao što je uzeto u obzir za kompresore (vidi odjeljak 8.2).

Prilikom određivanja karakteristika turbina, mjerenja protoka gasa G g, parametara protoka ispred turbine i iza nje T*g, T*t, p*g, p*t, brzina rotacije n, snaga koju razvija turbina , N t, kao i izlazni ugao protoka iz turbine a t. Koriste se iste metode mjerenja kao i kod ispitivanja kompresora. Konkretno, vrijednost N t se u pravilu određuje iz izmjerenih vrijednosti n i momenta M cr, a za mjerenje potonjeg koriste se hidraulične kočnice s instalacijom oscilirajućeg tijela (vidi poglavlje 4) .

Za konstruisanje karakteristika turbine koriste se parametri koji proizilaze iz teorije sličnosti. Konkretno, mogu se predstaviti kao zavisnosti

Rice. 8.6. Šema stalka za ispitivanje turbina za usisavanje:

1 - ulazni uređaj; 2 - grijač zraka; 3 - hidraulična kočnica; 4 - turbina; 5 - upravljačka klapna; 6 - zračni kanal do ispušnog ventila ili ejektora

Ovdje je p* t =p* g /p* t stepen smanjenja pritiska u turbini; - relativna smanjena brzina; - relativni parametar protoka gasa kroz turbinu; h* t =L t /L* t S - efikasnost turbine; L t =N t /G t - stvarni rad turbine; - izentropski rad turbine.

Prilikom određivanja karakteristika, navedena vrijednost n održava se promjenom opterećenja hidrauličke kočnice, a promjena G g i p * t se proizvodi promjenom načina rada ispuha ili kompresora i položaja leptira za gas.

Termičko ispitivanje parne turbine
i turbinske opreme

AT poslednjih godina U pogledu uštede energije, povećana je pažnja na standarde potrošnje goriva za preduzeća koja proizvode toplotnu i električnu energiju, tako da za proizvodna preduzeća postaju važni pokazatelji stvarne efikasnosti toplotne i energetske opreme.

Istovremeno, poznato je da se stvarni pokazatelji efikasnosti u radnim uslovima razlikuju od izračunatih (fabričkih), stoga je, kako bi se objektivno standardizirala potrošnja goriva za proizvodnju toplinske i električne energije, preporučljivo testirati opremu.

Na osnovu materijala za ispitivanje opreme razvijaju se normativne energetske karakteristike i raspored (red, algoritam) za izračunavanje normi specifične potrošnje goriva u skladu sa RD 34.09.155-93 „Smjernice za sastavljanje i održavanje energetskih karakteristika toplinske energije oprema elektrane" i RD 153-34.0-09.154 -99 "Pravilnik o regulisanju potrošnje goriva u elektranama."

Od posebnog značaja je ispitivanje toplotno-energetske opreme za objekte pogonske opreme koja je puštena u rad prije 70-ih godina i gdje je izvršena modernizacija i rekonstrukcija kotlova, turbina, pomoćne opreme. Bez testiranja, normalizacija potrošnje goriva prema proračunskim podacima će dovesti do značajnih grešaka koje nisu u korist proizvodnih preduzeća. Stoga su troškovi termičkog ispitivanja zanemarljivi u odnosu na koristi.

	Ciljevi termičkog ispitivanja parnih turbina i turbinske opreme: utvrđivanje stvarne efikasnosti; dobijanje termičkih karakteristika; poređenje sa garancijama proizvođača; pribavljanje podataka za standardizaciju, kontrolu, analizu i optimizaciju rada turbinske opreme; pribavljanje materijala za razvoj energetskih karakteristika; razvoj mjera za poboljšanje efikasnosti
	Ciljevi ekspresnog testiranja parnih turbina: utvrđivanje izvodljivosti i obima popravke; procjena kvaliteta i djelotvornosti popravke ili modernizacije; procjena trenutne promjene efikasnosti turbine tokom rada.

Savremene tehnologije i nivo inženjerskog znanja omogućavaju ekonomičnu nadogradnju jedinica, poboljšanje njihovih performansi i produženje radnog veka.

Glavni ciljevi modernizacije su:

• smanjenje potrošnje energije kompresorske jedinice;
• povećanje performansi kompresora;
• povećanje snage i efikasnosti procesne turbine;
• smanjenje potrošnje prirodnog gasa;
• povećanje operativne stabilnosti opreme;
• smanjenje broja delova povećanjem pritiska kompresora i pogonskih turbina na manjem broju stupnjeva uz održavanje pa čak i povećanje efikasnosti elektrane.

Poboljšanje zadatih energetskih i ekonomskih pokazatelja turbinskog agregata vrši se primenom modernizovanih metoda projektovanja (rešavanje direktnih i inverznih problema). Oni su povezani:

• uz uključivanje ispravnijih modela turbulentnog viskoziteta u proračunsku shemu,
• uzimajući u obzir profil i završnu blokadu od strane graničnog sloja,
• otklanjanje separacijskih fenomena s povećanjem difuznosti međulopatičnih kanala i promjenom stupnja reaktivnosti (izražena nestacionarnost toka prije pojave prenapona),
• mogućnost identifikacije objekta korištenjem matematičkih modela sa genetskom optimizacijom parametara.

Krajnji cilj modernizacije je uvijek povećanje proizvodnje finalnog proizvoda i minimiziranje troškova.

Integrisani pristup modernizaciji turbinske opreme

Prilikom modernizacije Astronit obično koristi integrirani pristup, u kojem se rekonstruiraju (moderniziraju) sljedeće komponente tehnološke turbinske jedinice:

• kompresor;
• turbina;
• oslonci;
• centrifugalni kompresor-superpunjač;
• međuhladnjaci;
• multiplikator;
• Sistem podmazivanja;
• sistem za čišćenje zraka;
• sistem automatske kontrole i zaštite.

Modernizacija kompresorske opreme

Glavna područja modernizacije koje prakticiraju Astronit stručnjaci:

• zamjena protočnih dijelova novim (tzv. zamjenjivi protočni dijelovi, uključujući impelere i krilne difuzore), sa poboljšanim karakteristikama, ali u dimenzijama postojećih kućišta;
• smanjenje broja faza zbog poboljšanja putanje toka na osnovu trodimenzionalne analize u savremenim softverskim proizvodima;
• nanošenje lakih premaza i smanjenje radijalnih zazora;
• zamena zaptivki efikasnijim;
• zamjena uljnih ležajeva kompresora sa "suhim" ležajevima pomoću magnetne suspenzije. Ovo eliminiše upotrebu ulja i poboljšava uslove rada kompresora.

Implementacija savremeni sistemi kontrola i zaštita

Radi poboljšanja operativne pouzdanosti i efikasnosti, uvode se savremena instrumentacija, digitalni sistemi automatskog upravljanja i zaštite (kako pojedinačnih delova tako i čitavog tehnološkog kompleksa u celini), dijagnostičkih sistema i komunikacionih sistema.

• PARNE TURBINE
• Mlaznice i lopatice.
• Toplotni ciklusi.
• Rankineov ciklus.
• Turbinske konstrukcije.
• Aplikacija.
• OSTALE TURBINE
• Hidraulične turbine.
• gasne turbine.

Pomičite se gore. Pomaknite se prema dolje

Takođe na temu

• ELEKTRANE AVIONA
• ELEKTRIČNA ENERGIJA
• BRODSKA ELEKTRANA I POGONI
• HIDROPENERGIJA

TURBINA

TURBINA, glavni pokretač sa rotacionim kretanjem radnog tela za pretvaranje kinetičke energije strujanja tečnog ili gasovitog radnog fluida u mehaničku energiju na vratilu. Turbina se sastoji od rotora sa lopaticama (propeler sa lopaticama) i kućišta sa mlaznicama. Razvodne cijevi dovode i preusmjeravaju protok radnog fluida. Turbine, ovisno o korištenom radnom fluidu, su hidraulične, parne i plinske. U zavisnosti od prosječnog smjera strujanja kroz turbinu, dijele se na aksijalne, u kojima je strujanje paralelno s osi turbine, i radijalne, u kojima je strujanje usmjereno od periferije prema centru.

PARNE TURBINE

Glavni elementi parne turbine su kućište, mlaznice i lopatice rotora. Para iz vanjskog izvora se dovodi do turbine kroz cjevovode. U mlaznicama se potencijalna energija pare pretvara u kinetičku energiju mlaza. Para koja izlazi iz mlaznica usmjerava se na zakrivljene (posebno profilirane) radne lopatice smještene duž periferije rotora. Pod djelovanjem mlaza pare pojavljuje se tangencijalna (obodna) sila koja uzrokuje rotaciju rotora.

Mlaznice i lopatice.

Para pod pritiskom ulazi u jednu ili više fiksnih mlaznica, u kojima se širi i odakle izlazi velikom brzinom. Protok izlazi iz mlaznica pod uglom u odnosu na ravninu rotacije lopatica rotora. U nekim izvedbama, mlaznice su formirane nizom fiksnih lopatica (aparat za mlaznice). Lopatice radnog kola su zakrivljene u smjeru strujanja i raspoređene radijalno. U aktivnoj turbini (slika 1, a) protočni kanal radnog kola ima konstantan poprečni presjek, tj. brzina relativnog kretanja u rotoru se ne mijenja u apsolutnoj vrijednosti. Pritisak pare ispred radnog kola i iza njega je isti. U mlaznoj turbini (sl. 1, b) protočni kanali radnog kola imaju promjenjiv poprečni presjek. Protočni kanali mlazne turbine su projektovani tako da se protok u njima povećava, a pritisak shodno tome smanjuje.

R1; c - lopatica radnog kola. V1 je brzina pare na izlazu iz mlaznice; V2 je brzina pare iza radnog kola u fiksnom koordinatnom sistemu; U1 – periferna brzina oštrice; R1 je brzina pare na ulazu rotora u relativnom kretanju; R2 je brzina pare na izlazu iz radnog kola u relativnom kretanju. 1 - zavoj; 2 - lopatica; 3 – rotor." title="(!LANG:Sl. 1. LOpatice TURBINE. a - aktivno radno kolo, R1 = R2; b - mlazno radno kolo, R2 > R1; c - lopatice radnog kola. V1 - brzina pare na izlazu mlaznice ; V2 je brzina pare iza radnog kola u fiksnom koordinatnom sistemu; U1 je obodna brzina lopatice; R1 je brzina pare na ulazu rotora u relativnom kretanju; R2 je brzina pare na izlazu impelera u relativnom kretanju. 1 - zavoj; 2 - oštrica; 3 - rotor.">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.!}

Turbine su obično dizajnirane da budu na istoj osovini kao i uređaj koji troši njihovu energiju. Brzina rotacije radnog kola ograničena je vlačnom čvrstoćom materijala od kojih su napravljeni disk i lopatice. Za što potpuniju i efikasniju konverziju energije pare, turbine su napravljene višestepenim.

Toplotni ciklusi.

Rankineov ciklus.

U turbini koja radi po Rankineovom ciklusu (slika 2, a), para dolazi iz vanjskog izvora pare; nema dodatnog zagrijavanja pare između stupnjeva turbine, postoje samo prirodni gubici topline.

Ciklus ponovnog zagrijavanja.

U ovom ciklusu (slika 2, b) para se nakon prvih stupnjeva šalje u izmjenjivač topline radi dodatnog zagrijavanja (pregrijavanja). Zatim se ponovo vraća u turbinu, gdje se u narednim fazama odvija njeno konačno širenje. Povećanje temperature radnog fluida omogućava vam da povećate efikasnost turbine.

Rice. 2. TURBINE SA RAZLIČITIM TOPLOTNIM CIKLUSIMA. a – jednostavan Rankinov ciklus; b – ciklus sa međuzagrevanjem parom; c - ciklus sa intermedijarnom ekstrakcijom pare i povratom topline.

Ciklus sa srednjom ekstrakcijom i korištenjem topline ispušne pare.

Para na izlazu iz turbine još uvijek ima značajnu toplinsku energiju, koja se obično raspršuje u kondenzatoru. Dio energije može se uzeti iz kondenzacije izduvne pare. Deo pare se može uzeti iz međustepena turbine (Sl. 2, in) i koristi se za predgrijavanje, na primjer, napojne vode ili za bilo koje tehnološke procese.

Turbinske konstrukcije.

Radni medij se širi u turbini, tako da posljednji stupnjevi (nizak pritisak) moraju imati veći prečnik da bi mogli proći povećani zapreminski protok. Povećanje promjera ograničeno je dopuštenim maksimalnim naprezanjima zbog centrifugalnih opterećenja na povišenim temperaturama. U turbinama s podijeljenim protokom (slika 3), para prolazi kroz različite turbine ili različite stupnjeve turbine.

Rice. 3. TURBINE SA GRANANJEM PROTOKA. a - dvostruka paralelna turbina; b – dvostruka turbina paralelnog djelovanja sa suprotno usmjerenim tokovima; c – turbina sa grananjem protoka nakon nekoliko stupnjeva visokog pritiska; d - složena turbina.

Aplikacija.

Da bi se osigurala visoka efikasnost, turbina se mora okretati velikom brzinom, ali je broj okretaja ograničen čvrstoćom materijala turbine i opreme koja se nalazi na istoj osovini s njom. Električni generatori u termoelektranama imaju 1800 ili 3600 o/min i obično se ugrađuju na istu osovinu kao i turbina. Centrifugalni kompresori i pumpe, ventilatori i centrifuge mogu se ugraditi na istu osovinu sa turbinom.

Oprema male brzine je povezana s turbinom velike brzine preko reduktora, kao što je kod brodskih motora gdje se propeler mora okretati na 60 do 400 o/min.

OSTALE TURBINE

Hidraulične turbine.

U modernim hidrauličnim turbinama, impeler se rotira u posebnom kućištu sa spiralnom (radijalna turbina) ili ima vodeću lopaticu na ulazu kako bi se osigurao željeni smjer strujanja. Odgovarajuća oprema se obično postavlja na osovinu hidroturbine (elektrogenerator u hidroelektrani).

gasne turbine.

Plinska turbina koristi energiju plinovitih produkata izgaranja iz vanjskog izvora. Plinske turbine su po dizajnu i principu rada slične parnim turbinama i imaju široku primjenu u inženjerstvu. vidi takođe ZRAČNA ELEKTRANA; ELEKTRIČNA ENERGIJA; BRODSKA ENERGETSKA INSTALACIJA I MOTORI; HIDROPENERGIJA.

Književnost

Uvarov V.V. Plinske turbine i plinskoturbinska postrojenja. M., 1970
Verete A.G., Delving A.K. Morske parne elektrane i plinske turbine. M., 1982
Trubilov M.A. i sl. Parne i gasne turbine. M., 1985
Sarantsev K.B. i sl. Atlas stepena turbine. L., 1986
Gostelow J. Aerodinamika rešetki turbomašine. M., 1987