Podešavanje i ispitivanje parnih turbina. Metoda ispitivanja turbina i postolje za njezinu provedbu. Osnovna pravila za ugradnju turbina

Toplinska ispitivanja parnih turbina
i turbinske opreme

Posljednjih godina, na liniji uštede energije, pozornost se povećala na standarde potrošnje goriva za poduzeća koja proizvode toplinu i električnu energiju, stoga za poduzeća koja proizvode stvarni pokazatelji učinkovitosti opreme za toplinu i energiju postaju važni.

Istodobno, poznato je da se stvarni pokazatelji učinkovitosti u radnim uvjetima razlikuju od izračunatih (tvorničkih), stoga je, kako bi se objektivno standardizirala potrošnja goriva za proizvodnju topline i električne energije, preporučljivo testirati opremu.

Na temelju materijala za ispitivanje opreme razvijaju se normativne energetske karakteristike i raspored (redoslijed, algoritam) za izračun normi. jedinični troškovi goriva u skladu s RD 34.09.155-93 "Smjernice za sastavljanje i održavanje energetskih karakteristika opreme za termoelektrane" i RD 153-34.0-09.154-99 "Propisi o regulaciji potrošnje goriva u elektranama".

Od posebnog je značaja ispitivanje toplinsko-energetske opreme za objekte koji su pogonili opremu puštenu u rad prije 70-ih godina prošlog stoljeća i u kojima je izvršena modernizacija i rekonstrukcija kotlova, turbina, pomoćne opreme. Bez testiranja, normalizacija potrošnje goriva prema izračunatim podacima dovest će do značajnih pogrešaka ne u korist proizvodnih poduzeća. Stoga su troškovi toplinskog ispitivanja zanemarivi u usporedbi s koristima.

	Ciljevi toplinskog ispitivanja parnih turbina i turbinske opreme: određivanje stvarne učinkovitosti; dobivanje toplinskih karakteristika; usporedba s jamstvima proizvođača; dobivanje podataka za standardizaciju, kontrolu, analizu i optimizaciju rada turbinske opreme; dobivanje materijala za razvoj energetskih karakteristika; razvoj mjera za poboljšanje učinkovitosti
	Ciljevi ekspresnog ispitivanja parnih turbina: određivanje izvedivosti i opsega popravaka; procjena kvalitete i učinkovitosti popravka ili modernizacije; procjena trenutne promjene učinkovitosti turbine tijekom rada.

Suvremene tehnologije i razina inženjerskog znanja omogućuju ekonomičnu nadogradnju jedinica, poboljšanje njihovih performansi i produljenje vijeka trajanja.

Glavni ciljevi modernizacije su:

smanjenje potrošnje energije kompresorske jedinice;

povećanje performansi kompresora;

povećanje snage i učinkovitosti procesne turbine;

smanjenje potrošnje prirodnog plina;

povećanje operativne stabilnosti opreme;

smanjenjem broja dijelova povećanjem tlaka kompresora i radom turbina na manjem broju stupnjeva uz zadržavanje pa čak i povećanje učinkovitosti elektrane.

Poboljšanje zadanih energetskih i ekonomskih pokazatelja turboagregata provodi se primjenom moderniziranih metoda projektiranja (rješavanje izravnih i inverznih problema). Oni su povezani:

uz uključivanje ispravnijih modela turbulentne viskoznosti u proračunsku shemu,

uzimajući u obzir profil i blokadu kraja graničnim slojem,

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

mogućnost identifikacije objekta pomoću matematički modeli s optimizacijom genetskih parametara.

Krajnji cilj modernizacije uvijek je povećati proizvodnju finalnog proizvoda i minimizirati troškove.

Integrirani pristup modernizaciji turbinske opreme

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

kompresor;

• centrifugalni kompresor-supercharger;

  međuhladnjaci;

  multiplikator;

  Sustav podmazivanja;

  sustav za pročišćavanje zraka;

  automatski sustav upravljanja i zaštite.

Modernizacija kompresorske opreme

Glavna područja modernizacije koja prakticiraju stručnjaci Astronita:

zamjena protočnih dijelova novima (tzv. zamjenjivi protočni dijelovi, uključujući impelere i krilne difuzore), poboljšanih karakteristika, ali u dimenzijama postojećih kućišta;

smanjenje broja stupnjeva zbog poboljšanja putanje toka na temelju trodimenzionalne analize u modernim programskim proizvodima;

nanošenje premaza lakih za obradu i smanjenje radijalnih zazora;

zamjena brtvi s učinkovitijim;

zamjena uljnih ležajeva kompresora "suhim" ležajevima pomoću magnetskog ovjesa. Time se eliminira upotreba ulja i poboljšavaju radni uvjeti kompresora.

Implementacija suvremenih sustava upravljanja i zaštite

Za poboljšanje operativne pouzdanosti i učinkovitosti uvode se suvremena instrumentacija, digitalni sustavi automatskog upravljanja i zaštite (kako pojedinih dijelova tako i cijelog tehnološkog kompleksa u cjelini), dijagnostički sustavi i komunikacijski sustavi.

PARNE TURBINE

Mlaznice i oštrice.

Toplinski ciklusi.

Rankineov ciklus.

Ciklus ponovnog zagrijavanja.

Ciklus s međuodsisom i korištenjem topline otpadne pare.

Strukture turbina.

Primjena.

OSTALE TURBINE

Hidrauličke turbine.

plinske turbine.

Pomicanje prema gore Pomicanje prema dolje

Također na temu

ZRAKOPLOVNE ELEKTRANE

ELEKTRIČNA ENERGIJA

BRODSKI ENERGETSKI POSTROJENI I POGONI

HIDROENERGIJA

TURBINA

TURBINA, primarni pogon s rotacijskim gibanjem radnog tijela za pretvaranje kinetičke energije strujanja tekućeg ili plinovitog radnog medija u mehaničku energiju na osovini. Turbina se sastoji od rotora s lopaticama (propeler s lopaticama) i kućišta s mlaznicama. Ogranci dovode i preusmjeravaju protok radne tekućine. Turbine su, ovisno o radnom sredstvu koje se koristi, hidrauličke, parne i plinske. Ovisno o prosječnom smjeru strujanja kroz turbinu, dijele se na aksijalne, kod kojih je strujanje paralelno s osi turbine, i radijalne, kod kojih je strujanje usmjereno od periferije prema središtu.

PARNE TURBINE

Glavni elementi parne turbine su kućište, mlaznice i lopatice rotora. Para iz vanjskog izvora dovodi se u turbinu 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 javlja se tangencijalna (obodna) sila koja uzrokuje rotaciju rotora.

Mlaznice i oštrice.

Para pod pritiskom ulazi u jednu ili više fiksnih mlaznica, u kojima se širi i odakle velikom brzinom istječe. Protok izlazi iz mlaznica pod kutom u odnosu na ravninu rotacije lopatica rotora. U nekim izvedbama, mlaznice su oblikovane nizom fiksnih lopatica (aparat za mlaznice). Lopatice impelera su zakrivljene u smjeru strujanja i radijalno raspoređene. U aktivnoj turbini (sl. 1, a) protočni kanal impelera ima konstantan presjek, tj. brzina pri relativnom gibanju u impeleru se ne mijenja u apsolutnoj vrijednosti. Tlak pare ispred rotora i iza njega je isti. U mlaznoj turbini (sl. 1, b) protočni kanali impelera imaju promjenjiv presjek. Protočni kanali mlaznih turbina konstruirani su tako da protok u njima raste, a tlak u skladu s tim opada.

Rl; c - lopatice impelera. V1 je brzina pare na izlazu iz mlaznice; V2 je brzina pare iza impelera u fiksnom koordinatnom sustavu; U1 – obodna brzina lopatice; R1 je brzina pare na ulazu u rotor u relativnom gibanju; R2 je brzina pare na izlazu iz impelera u relativnom gibanju. 1 - zavoj; 2 - lopatica; 3 – rotor." title="(!LANG:Sl. 1. LOPATICE TURBINE. a - aktivni rotor, R1 = R2; b - mlazni rotor, R2 > R1; c - lopatice rotora. V1 - brzina pare na izlazu iz mlaznice ; V2 je brzina pare iza rotora u fiksnom koordinatnom sustavu; U1 je obodna brzina lopatice; R1 je brzina pare na ulazu rotora pri relativnom kretanju; R2 je brzina pare na izlazu rotora pri 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 projektirane tako da budu na istoj osovini kao i uređaj koji troši njihovu energiju. Brzina vrtnje rotora ograničena je vlačnom čvrstoćom materijala od kojih su izrađeni disk i lopatice. Za najpotpuniju i najučinkovitiju pretvorbu energije pare, turbine su izrađene u više stupnjeva.

Toplinski ciklusi.

Rankineov ciklus.

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

Ciklus ponovnog zagrijavanja.

U ovom ciklusu (sl. 2, b) para se nakon prvih stupnjeva šalje u izmjenjivač topline na dodatno zagrijavanje (pregrijavanje). Zatim se ponovno vraća u turbinu, gdje se u sljedećim fazama odvija njegova konačna ekspanzija. Povećanje temperature radne tekućine omogućuje povećanje učinkovitosti turbine.

Riža. 2. TURBINE S RAZLIČITIM TOPLINSKIM CIKLUSIMA. a – jednostavni Rankineov ciklus; b – ciklus s međugrijanjem parom; c - ciklus s međuodvodom pare i povratom topline.

Ciklus s međuodsisom i korištenjem topline otpadne pare.

Para na izlazu iz turbine još uvijek ima značajnu toplinsku energiju, koja se obično rasipa u kondenzatoru. Dio energije može se uzeti iz kondenzacije ispušne pare. Neki dio pare može se uzeti iz međustupnjeva turbine (slika 2, u) i koristi se za predgrijavanje npr. napojne vode ili za bilo koje tehnološke procese.

Strukture turbina.

Radni medij se u turbini ekspandira, pa zadnji stupnjevi (niskotlačni) moraju imati veći promjer kako bi propustili povećani volumni protok. Povećanje promjera ograničeno je dopuštenim najvećim naprezanjima uslijed centrifugalnih opterećenja pri povišenim temperaturama. U turbinama s podijeljenim protokom (slika 3) para prolazi kroz različite turbine ili različite turbinske stupnjeve.

Riža. 3. TURBINE S RAČANJEM STRUJA. a - dvostruka paralelna turbina; b – dvostruka turbina paralelnog djelovanja sa suprotno usmjerenim strujanjima; c – turbina s grananjem toka nakon nekoliko stupnjeva visokog tlaka; d - složena turbina.

Primjena.

Da bi se osigurala visoka učinkovitost, turbina mora rotirati s velika brzina, međutim, broj okretaja ograničen je čvrstoćom materijala turbine i opreme koja je s njom na istoj osovini. Električni generatori u termoelektranama rade na 1800 ili 3600 o/min i obično se postavljaju na istu osovinu kao i turbina. Na istoj osovini s turbinom mogu se ugraditi centrifugalni kompresori i pumpe, ventilatori i centrifuge.

Oprema male brzine povezana je s turbinom velike brzine preko reduktora, kao što je to u brodskim motorima gdje se propeler mora okretati pri 60 do 400 okretaja u minuti.

OSTALE TURBINE

Hidrauličke turbine.

U suvremenim hidrauličkim turbinama rotor se okreće u posebnom kućištu s spiralom (radijalna turbina) ili na ulazu ima vodeću lopaticu za osiguravanje željenog smjera strujanja. Odgovarajuća oprema obično se ugrađuje na osovinu hidroturbine (električni generator u hidroelektrani).

plinske turbine.

Plinska turbina koristi energiju plinovitih produkata izgaranja iz vanjskog izvora. Plinske turbine slične su konstrukciji i principu rada parnim turbinama i imaju široku primjenu u strojarstvu. vidi također ZRAKOPLOVNE ELEKTRANE; ELEKTRIČNA ENERGIJA; BRODSKI ENERGETSKI POSTROJENI I POGONI; HIDROENERGIJA.

Književnost

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

toplinski suđenje plinsko turbinsko postrojenje

Laboratorijski rad>> Fizika

UPI "Odjel" Turbine i motori "Laboratorijski rad br. 1" toplinski suđenje postrojenje plinskih turbina" Opcija ... u sklopu kompleksa oprema testni stalak je uključen ... pokretač je primijenjen pare turbina izgrađen na temelju...

Izbor metode zavarivanja lopatice dijafragme pare turbine (2)

Predmet >> Industrija, proizvodnja

Taljenje pomoću toplinski energija (luk, ... detalji pare turbine. lopatice pare turbine podijeljeno... – mogućnost izrade, – dostupnost potrebnih oprema, – dostupnost kvalificiranog osoblja, – ... s relevantnim suđenja. Nakon...

Toplinski shema pogonske jedinice

Diplomski rad >> Fizika

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

Posljednjih godina, na liniji uštede energije, pozornost se povećala na standarde potrošnje goriva za poduzeća koja proizvode toplinu i električnu energiju, stoga za poduzeća koja proizvode stvarni pokazatelji učinkovitosti opreme za toplinu i energiju postaju važni.
Istodobno, poznato je da se stvarni pokazatelji učinkovitosti u radnim uvjetima razlikuju od izračunatih (tvorničkih), stoga je, kako bi se objektivno standardizirala potrošnja goriva za proizvodnju topline i električne energije, preporučljivo testirati opremu.
Na temelju materijala za ispitivanje opreme razvijene su normativne energetske karakteristike i raspored (redoslijed, algoritam) za izračun normi specifične potrošnje goriva u skladu s RD 34.09.155-93 "Smjernice za sastavljanje i održavanje energetskih karakteristika toplinske energije". oprema elektrana" i RD 153-34.0-09.154 -99 "Pravilnik o regulaciji potrošnje goriva u elektranama."
Posebno je važno ispitivanje toplinsko-energetske opreme za objekte koji rade s opremom koja je puštena u rad prije 70-ih godina i na kojima se provodi modernizacija i rekonstrukcija kotlova, turbina, pomoćna oprema. Bez testiranja, normalizacija potrošnje goriva prema izračunatim podacima dovest će do značajnih pogrešaka ne u korist proizvodnih poduzeća. Stoga su troškovi toplinskog ispitivanja zanemarivi u usporedbi s koristima.

	Svrha toplinskog ispitivanja parne turbine i turbinska oprema: utvrđivanje stvarne ekonomije; dobivanje toplinskih karakteristika; usporedba s jamstvima proizvođača; dobivanje podataka za standardizaciju, kontrolu, analizu i optimizaciju rada turbinske opreme; dobivanje materijala za razvoj energetskih karakteristika; razvoj mjera za poboljšanje učinkovitosti
	Ciljevi ekspresnog ispitivanja parnih turbina: određivanje izvedivosti i opsega popravaka; procjena kvalitete i učinkovitosti popravka ili modernizacije; procjena trenutne promjene učinkovitosti turbine tijekom rada.

Suvremene tehnologije i razina inženjerskog znanja omogućuju ekonomičnu nadogradnju jedinica, poboljšanje njihovih performansi i produljenje vijeka trajanja.

Glavni ciljevi modernizacije su:

smanjenje potrošnje energije kompresorske jedinice;
povećanje performansi kompresora;
povećanje snage i učinkovitosti procesne turbine;
smanjenje potrošnje prirodnog plina;
povećanje operativne stabilnosti opreme;
smanjenjem broja dijelova povećanjem tlaka kompresora i radom turbina na manjem broju stupnjeva uz zadržavanje pa čak i povećanje učinkovitosti elektrane.

Poboljšanje smanjene energije i ekonomski pokazatelji turbinski agregat se proizvodi moderniziranim metodama projektiranja (rješavanje izravnih i inverznih problema). Oni su povezani:

uz uključivanje ispravnijih modela turbulentne viskoznosti u proračunsku shemu,
uzimajući u obzir profil i blokadu kraja graničnim slojem,
eliminacija separacijskih fenomena s povećanjem difuznosti međulopatičnih kanala i promjenom stupnja reaktivnosti (izražena nestacionarnost protoka prije pojave prenapona),
mogućnost identifikacije objekta pomoću matematičkih modela uz genetičku optimizaciju parametara.

Krajnji cilj modernizacije uvijek je povećati proizvodnju finalnog proizvoda i minimizirati troškove.

Integrirani pristup modernizaciji turbinske opreme

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

kompresor;
turbina;
podržava;
centrifugalni kompresor-supercharger;
međuhladnjaci;
multiplikator;
Sustav podmazivanja;
sustav za pročišćavanje zraka;
automatski sustav upravljanja i zaštite.

Modernizacija kompresorske opreme

Glavna područja modernizacije koja prakticiraju stručnjaci Astronita:

zamjena protočnih dijelova novima (tzv. zamjenjivi protočni dijelovi, uključujući impelere i krilne difuzore), poboljšanih karakteristika, ali u dimenzijama postojećih kućišta;
smanjenje broja stupnjeva zbog poboljšanja putanje toka na temelju trodimenzionalne analize u modernim programskim proizvodima;
nanošenje premaza lakih za obradu i smanjenje radijalnih zazora;
zamjena brtvi s učinkovitijim;
zamjena uljnih ležajeva kompresora "suhim" ležajevima pomoću magnetskog ovjesa. Time se eliminira upotreba ulja i poboljšavaju radni uvjeti kompresora.

Implementacija suvremenih sustava upravljanja i zaštite

Radi poboljšanja pogonske pouzdanosti i učinkovitosti uvode se suvremena instrumentacija, digitalni sustavi automatske kontrole i zaštite (kako pojedinačnih dijelova tako i cijele tehnološki kompleks općenito), dijagnostički sustavi i komunikacijski sustavi.

Sadržaj članka

PARNE TURBINE
Mlaznice i oštrice.
Toplinski ciklusi.
Rankineov ciklus.
Ciklus ponovnog zagrijavanja.
Ciklus s međuodsisom i korištenjem topline otpadne pare.
Strukture turbina.
Primjena.
OSTALE TURBINE
Hidrauličke turbine.
plinske turbine.

pomicanje gore pomaknite se prema dolje
Također na temu

ZRAKOPLOVNE ELEKTRANE
ELEKTRIČNA ENERGIJA
BRODSKI ENERGETSKI POSTROJENI I POGONI
HIDROENERGIJA

TURBINA

TURBINA, glavni pokretač sa rotacijsko kretanje radno tijelo za pretvaranje kinetičke energije strujanja tekućeg ili plinovitog radnog medija u mehaničku energiju na osovini. Turbina se sastoji od rotora s lopaticama (propeler s lopaticama) i kućišta s mlaznicama. Ogranci dovode i preusmjeravaju protok radne tekućine. Turbine su, ovisno o radnom sredstvu koje se koristi, hidrauličke, parne i plinske. Ovisno o prosječnom smjeru strujanja kroz turbinu, dijele se na aksijalne, kod kojih je strujanje paralelno s osi turbine, i radijalne, kod kojih je strujanje usmjereno od periferije prema središtu.
itd.................

Tijekom autonomnog ispitivanja turbina, glavni zadaci su dobivanje njihovih karakteristika u širokom rasponu određujućih parametara, kao i proučavanje čvrstoće i toplinskog stanja lopatica i diskova.

Implementacija uvjeta rada turbine na autonomnom postolju vrlo je težak problem. Zrak se dovodi do takvih tribina (slika 8.5) iz kompresorske stanice kroz cjevovod 3, plin se zagrijava u komori za izgaranje 4. Snaga turbine apsorbira hidrauličku kočnicu 1 (u tu svrhu moguće je koristiti električne generatore i kompresore). Za razliku od ispitivanja u sustavu motora, kada se karakteristika turbine može dobiti praktički samo duž linije režima rada (vidi poglavlje 5), cijelo područje karakteristika se realizira na autonomnom stolu, jer u ovom slučaju bilo koje vrijednosti može se podesiti ulaznih parametara i regulirati brzina turbine opterećenjem hidrauličke kočnice.

Pri simulaciji načina rada zemaljskog motora ili načina rada 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 s presurizacija u otvorenom krugu).

Riža. 8.5. Shema postolja za ispitivanje turbina u prirodnim uvjetima:

1 - hidraulička kočnica; 2 - opskrba vodom; 3 - dovod komprimiranog zraka: 4 - komora za izgaranje; 5 - turbina; 6 - ispušni cjevovod

Kompresorski rad karakteriziraju najveće tehničke poteškoće, budući da je potrebno mnogo energije za pogon kompresora i kočionih uređaja velike snage.

Za ispitivanje turbine u uvjetima bliskim visinskim, dizajnirani su usisni stolovi. Shema takvog postolja prikazana je na sl. 8.6. Zrak u protočni dio postolja dolazi izravno iz atmosfere kroz ulaz 1, vakuum se stvara iza turbine pomoću exhaustera ili ejektora.

Snagu turbine 4 apsorbira hidraulička kočnica 3. Ispitivanja se mogu provoditi i na povišenim i na niskim ulaznim temperaturama. Načini testiranja odabiru se uzimajući u obzir načela teorije sličnosti o kojima se gore raspravljalo.

Ispitivanja propusnosti mogu se smatrati modelnim ispitivanjima za modove u kojima tlak na ulazu u turbinu mora biti veći od atmosferskog tlaka. Karakteristike dobivene u ovom slučaju će dovoljno dobro odgovarati prirodnim uvjetima ako su Re brojevi u samosličnom području.

Ispitivanja na niskim tlakovima i temperaturama mogu znatno smanjiti potrošnju energije za pogon auspuha i smanjiti potrebnu snagu hidrauličke kočnice, što uvelike pojednostavljuje ispitivanje.

U još većoj mjeri se navedene poteškoće otklanjaju ako se koriste modeli smanjeni dva ili tri puta, kao i posebna radna tijela. U potonjem slučaju, ispitivanja treba provesti u zatvorenom krugu na isti način kao što je razmatrano za kompresore (vidi odjeljak 8.2).

Pri određivanju karakteristika turbina mjerenja brzine protoka plina G g, parametara strujanja ispred turbine i iza nje T * g, T * t, p * g, p * t, brzine vrtnje n, snage koju razvija turbina , N t, kao i izlazni kut protoka iz turbine a t. Koriste se iste metode mjerenja kao i kod ispitivanja kompresora. Konkretno, vrijednost N t određuje se, u pravilu, iz izmjerenih vrijednosti n i momenta M cr, a za mjerenje potonjeg koriste se hidrauličke kočnice s instalacijom oscilirajućeg tijela (vidi Pogl. 4) .

Za konstruiranje karakteristika turbine koriste se parametri koji proizlaze iz teorije sličnosti. Konkretno, mogu se predstaviti kao ovisnosti

Riža. 8.6. Shema postolja za ispitivanje turbina na usis:

1 - ulazni uređaj; 2 - grijač zraka; 3 - hidraulička kočnica; 4 - turbina; 5 - regulacijski prigušivač; 6 - zračni kanal do ispuha ili ejektora

Ovdje je p* t =p* g /p* t stupanj smanjenja tlaka u turbini; - relativno smanjena brzina; - relativni parametar protoka plina kroz turbinu; h* t =L t /L* t S - učinkovitost turbine; L t =N t /G t - stvarni rad turbine; - izentropski rad turbine.

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

Toplinska ispitivanja parnih turbina
i turbinske opreme

NA posljednjih godina U liniji uštede energije, pozornost se povećala na standarde potrošnje goriva za poduzeća koja proizvode toplinu i električnu energiju, stoga za poduzeća koja proizvode stvarni pokazatelji učinkovitosti opreme za toplinu i energiju postaju važni.

Istodobno, poznato je da se stvarni pokazatelji učinkovitosti u radnim uvjetima razlikuju od izračunatih (tvorničkih), stoga je, kako bi se objektivno standardizirala potrošnja goriva za proizvodnju topline i električne energije, preporučljivo testirati opremu.

Na temelju materijala za ispitivanje opreme razvijene su normativne energetske karakteristike i raspored (redoslijed, algoritam) za izračun normi specifične potrošnje goriva u skladu s RD 34.09.155-93 "Smjernice za sastavljanje i održavanje energetskih karakteristika toplinske energije". oprema elektrana" i RD 153-34.0-09.154 -99 "Pravilnik o regulaciji potrošnje goriva u elektranama."

Od posebnog je značaja ispitivanje toplinsko-energetske opreme za objekte koji su pogonili opremu puštenu u rad prije 70-ih godina prošlog stoljeća i u kojima je izvršena modernizacija i rekonstrukcija kotlova, turbina, pomoćne opreme. Bez testiranja, normalizacija potrošnje goriva prema izračunatim podacima dovest će do značajnih pogrešaka ne u korist proizvodnih poduzeća. Stoga su troškovi toplinskog ispitivanja zanemarivi u usporedbi s koristima.

	Ciljevi toplinskog ispitivanja parnih turbina i turbinske opreme: određivanje stvarne učinkovitosti; dobivanje toplinskih karakteristika; usporedba s jamstvima proizvođača; dobivanje podataka za standardizaciju, kontrolu, analizu i optimizaciju rada turbinske opreme; dobivanje materijala za razvoj energetskih karakteristika; razvoj mjera za poboljšanje učinkovitosti
	Ciljevi ekspresnog ispitivanja parnih turbina: određivanje izvedivosti i opsega popravaka; procjena kvalitete i učinkovitosti popravka ili modernizacije; procjena trenutne promjene učinkovitosti turbine tijekom rada.

Suvremene tehnologije i razina inženjerskog znanja omogućuju ekonomičnu nadogradnju jedinica, poboljšanje njihovih performansi i produljenje vijeka trajanja.

Glavni ciljevi modernizacije su:

• smanjenje potrošnje energije kompresorske jedinice;
• povećanje performansi kompresora;
• povećanje snage i učinkovitosti procesne turbine;
• smanjenje potrošnje prirodnog plina;
• povećanje operativne stabilnosti opreme;
• smanjenjem broja dijelova povećanjem tlaka kompresora i radom turbina na manjem broju stupnjeva uz zadržavanje pa čak i povećanje učinkovitosti elektrane.

Poboljšanje zadanih energetskih i ekonomskih pokazatelja turboagregata provodi se primjenom moderniziranih metoda projektiranja (rješavanje izravnih i inverznih problema). Oni su povezani:

• uz uključivanje ispravnijih modela turbulentne viskoznosti u proračunsku shemu,
• uzimajući u obzir profil i blokadu kraja graničnim slojem,
• eliminacija separacijskih fenomena s povećanjem difuznosti međulopatičnih kanala i promjenom stupnja reaktivnosti (izražena nestacionarnost protoka prije pojave prenapona),
• mogućnost identifikacije objekta pomoću matematičkih modela uz genetičku optimizaciju parametara.

Krajnji cilj modernizacije uvijek je povećati proizvodnju finalnog proizvoda i minimizirati troškove.

Integrirani pristup modernizaciji turbinske opreme

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

• kompresor;
• turbina;
• podržava;
• centrifugalni kompresor-supercharger;
• međuhladnjaci;
• multiplikator;
• Sustav podmazivanja;
• sustav za pročišćavanje zraka;
• automatski sustav upravljanja i zaštite.

Modernizacija kompresorske opreme

Glavna područja modernizacije koja prakticiraju stručnjaci Astronita:

• zamjena protočnih dijelova novima (tzv. zamjenjivi protočni dijelovi, uključujući impelere i krilne difuzore), poboljšanih karakteristika, ali u dimenzijama postojećih kućišta;
• smanjenje broja stupnjeva zbog poboljšanja putanje toka na temelju trodimenzionalne analize u modernim programskim proizvodima;
• nanošenje premaza lakih za obradu i smanjenje radijalnih zazora;
• zamjena brtvi s učinkovitijim;
• zamjena uljnih ležajeva kompresora "suhim" ležajevima pomoću magnetskog ovjesa. Time se eliminira upotreba ulja i poboljšavaju radni uvjeti kompresora.

Provedba moderni sustavi kontrolu i zaštitu

Za poboljšanje operativne pouzdanosti i učinkovitosti uvode se suvremena instrumentacija, digitalni sustavi automatskog upravljanja i zaštite (kako pojedinih dijelova tako i cijelog tehnološkog kompleksa u cjelini), dijagnostički sustavi i komunikacijski sustavi.

• PARNE TURBINE
• Mlaznice i oštrice.
• Toplinski ciklusi.
• Rankineov ciklus.
• Strukture turbina.
• Primjena.
• OSTALE TURBINE
• Hidrauličke turbine.
• plinske turbine.

Pomicanje prema gore Pomicanje prema dolje

Također na temu

• ZRAKOPLOVNE ELEKTRANE
• ELEKTRIČNA ENERGIJA
• BRODSKI ENERGETSKI POSTROJENI I POGONI
• HIDROENERGIJA

TURBINA

TURBINA, primarni pogon s rotacijskim gibanjem radnog tijela za pretvaranje kinetičke energije strujanja tekućeg ili plinovitog radnog medija u mehaničku energiju na osovini. Turbina se sastoji od rotora s lopaticama (propeler s lopaticama) i kućišta s mlaznicama. Ogranci dovode i preusmjeravaju protok radne tekućine. Turbine su, ovisno o radnom sredstvu koje se koristi, hidrauličke, parne i plinske. Ovisno o prosječnom smjeru strujanja kroz turbinu, dijele se na aksijalne, kod kojih je strujanje paralelno s osi turbine, i radijalne, kod kojih je strujanje usmjereno od periferije prema središtu.

PARNE TURBINE

Glavni elementi parne turbine su kućište, mlaznice i lopatice rotora. Para iz vanjskog izvora dovodi se u turbinu 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 javlja se tangencijalna (obodna) sila koja uzrokuje rotaciju rotora.

Mlaznice i oštrice.

Para pod pritiskom ulazi u jednu ili više fiksnih mlaznica, u kojima se širi i odakle velikom brzinom istječe. Protok izlazi iz mlaznica pod kutom u odnosu na ravninu rotacije lopatica rotora. U nekim izvedbama, mlaznice su oblikovane nizom fiksnih lopatica (aparat za mlaznice). Lopatice impelera su zakrivljene u smjeru strujanja i radijalno raspoređene. U aktivnoj turbini (sl. 1, a) protočni kanal impelera ima konstantan presjek, tj. brzina pri relativnom gibanju u impeleru se ne mijenja u apsolutnoj vrijednosti. Tlak pare ispred rotora i iza njega je isti. U mlaznoj turbini (sl. 1, b) protočni kanali impelera imaju promjenjiv presjek. Protočni kanali mlaznih turbina konstruirani su tako da protok u njima raste, a tlak u skladu s tim opada.

Rl; c - lopatice impelera. V1 je brzina pare na izlazu iz mlaznice; V2 je brzina pare iza impelera u fiksnom koordinatnom sustavu; U1 – obodna brzina lopatice; R1 je brzina pare na ulazu u rotor u relativnom gibanju; R2 je brzina pare na izlazu iz impelera u relativnom gibanju. 1 - zavoj; 2 - lopatica; 3 – rotor." title="(!LANG:Sl. 1. LOPATICE TURBINE. a - aktivni rotor, R1 = R2; b - mlazni rotor, R2 > R1; c - lopatice rotora. V1 - brzina pare na izlazu iz mlaznice ; V2 je brzina pare iza rotora u fiksnom koordinatnom sustavu; U1 je obodna brzina lopatice; R1 je brzina pare na ulazu rotora pri relativnom kretanju; R2 je brzina pare na izlazu rotora pri 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 projektirane tako da budu na istoj osovini kao i uređaj koji troši njihovu energiju. Brzina vrtnje rotora ograničena je vlačnom čvrstoćom materijala od kojih su izrađeni disk i lopatice. Za najpotpuniju i najučinkovitiju pretvorbu energije pare, turbine su izrađene u više stupnjeva.

Toplinski ciklusi.

Rankineov ciklus.

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

Ciklus ponovnog zagrijavanja.

U ovom ciklusu (sl. 2, b) para se nakon prvih stupnjeva šalje u izmjenjivač topline na dodatno zagrijavanje (pregrijavanje). Zatim se ponovno vraća u turbinu, gdje se u sljedećim fazama odvija njegova konačna ekspanzija. Povećanje temperature radne tekućine omogućuje povećanje učinkovitosti turbine.

Riža. 2. TURBINE S RAZLIČITIM TOPLINSKIM CIKLUSIMA. a – jednostavni Rankineov ciklus; b – ciklus s međugrijanjem parom; c - ciklus s međuodvodom pare i povratom topline.

Ciklus s međuodsisom i korištenjem topline otpadne pare.

Para na izlazu iz turbine još uvijek ima značajnu toplinsku energiju, koja se obično rasipa u kondenzatoru. Dio energije može se uzeti iz kondenzacije ispušne pare. Neki dio pare može se uzeti iz međustupnjeva turbine (slika 2, u) i koristi se za predgrijavanje npr. napojne vode ili za bilo koje tehnološke procese.

Strukture turbina.

Radni medij se u turbini ekspandira, pa zadnji stupnjevi (niskotlačni) moraju imati veći promjer kako bi propustili povećani volumni protok. Povećanje promjera ograničeno je dopuštenim najvećim naprezanjima uslijed centrifugalnih opterećenja pri povišenim temperaturama. U turbinama s podijeljenim protokom (slika 3) para prolazi kroz različite turbine ili različite turbinske stupnjeve.

Riža. 3. TURBINE S RAČANJEM STRUJA. a - dvostruka paralelna turbina; b – dvostruka turbina paralelnog djelovanja sa suprotno usmjerenim strujanjima; c – turbina s grananjem toka nakon nekoliko stupnjeva visokog tlaka; d - složena turbina.

Primjena.

Da bi se osigurala visoka učinkovitost, turbina se mora vrtjeti velikom brzinom, ali je broj okretaja ograničen čvrstoćom materijala turbine i opreme koja je s njom na istoj osovini. Električni generatori u termoelektranama rade na 1800 ili 3600 o/min i obično se postavljaju na istu osovinu kao i turbina. Na istoj osovini s turbinom mogu se ugraditi centrifugalni kompresori i pumpe, ventilatori i centrifuge.

Oprema male brzine povezana je s turbinom velike brzine preko reduktora, kao što je to u brodskim motorima gdje se propeler mora okretati pri 60 do 400 okretaja u minuti.

OSTALE TURBINE

Hidrauličke turbine.

U suvremenim hidrauličkim turbinama rotor se okreće u posebnom kućištu s spiralom (radijalna turbina) ili na ulazu ima vodeću lopaticu za osiguravanje željenog smjera strujanja. Odgovarajuća oprema obično se ugrađuje na osovinu hidroturbine (električni generator u hidroelektrani).

plinske turbine.

Plinska turbina koristi energiju plinovitih produkata izgaranja iz vanjskog izvora. Plinske turbine slične su konstrukciji i principu rada parnim turbinama i imaju široku primjenu u strojarstvu. vidi također ZRAKOPLOVNA ELEKTRANA; ELEKTRIČNA ENERGIJA; BRODSKI ENERGETSKI INSTALACIJE I MOTORI; HIDROENERGIJA.

Književnost

Uvarov V.V. Plinske turbine i plinskoturbinska postrojenja. M., 1970
Verete A.G., Delving A.K. Brodske parne elektrane i plinske turbine. M., 1982
Trubilov M.A. i tako dalje. Parne i plinske turbine. M., 1985
Sarantsev K.B. i tako dalje. Atlas turbinskih stupnjeva. L., 1986. (monografija).
Gostelow J. Aerodinamika rešetki turbostrojeva. M., 1987