Penyesuaian dan pengujian turbin uap. Metode pengujian turbin dan penerapannya. Aturan dasar untuk pemasangan turbin

Pengujian termal turbin uap
dan peralatan turbin

Dalam beberapa tahun terakhir, di garis penghematan energi, perhatian telah meningkat pada standar konsumsi bahan bakar untuk perusahaan yang menghasilkan panas dan listrik, oleh karena itu, untuk perusahaan pembangkit, indikator efisiensi aktual dari peralatan panas dan listrik menjadi penting.

Pada saat yang sama, diketahui bahwa indikator efisiensi aktual dalam kondisi operasi berbeda dari yang dihitung (pabrik), oleh karena itu, untuk menstandarisasi konsumsi bahan bakar secara objektif untuk menghasilkan panas dan listrik, disarankan untuk menguji peralatan.

Berdasarkan bahan uji peralatan, karakteristik energi normatif dan tata letak (urutan, algoritma) untuk menghitung norma dikembangkan biaya satuan bahan bakar sesuai dengan RD 34.09.155-93 "Pedoman untuk menyusun dan memelihara karakteristik energi peralatan untuk pembangkit listrik termal" dan RD 153-34.0-09.154-99 "Peraturan tentang pengaturan konsumsi bahan bakar di pembangkit listrik".

Yang paling penting adalah pengujian peralatan panas dan listrik untuk fasilitas yang mengoperasikan peralatan yang dioperasikan sebelum tahun 70-an dan di mana modernisasi dan rekonstruksi boiler, turbin, peralatan bantu dilakukan. Tanpa pengujian, normalisasi konsumsi bahan bakar sesuai dengan data yang dihitung akan menyebabkan kesalahan signifikan yang tidak mendukung perusahaan pembangkit. Oleh karena itu, biaya pengujian termal dapat diabaikan dibandingkan dengan manfaatnya.

	Tujuan pengujian termal turbin uap dan peralatan turbin: penentuan efisiensi aktual; mendapatkan karakteristik termal; perbandingan dengan garansi pabrik; memperoleh data untuk standarisasi, pengendalian, analisis, dan optimalisasi pengoperasian peralatan turbin; memperoleh bahan untuk pengembangan karakteristik energi; pengembangan langkah-langkah untuk meningkatkan efisiensi
	Tujuan pengujian ekspres turbin uap: penentuan kelayakan dan ruang lingkup perbaikan; penilaian kualitas dan efektivitas perbaikan atau modernisasi; penilaian perubahan arus dalam efisiensi turbin selama operasi.

Teknologi modern dan tingkat pengetahuan teknik memungkinkan untuk meningkatkan unit secara ekonomis, meningkatkan kinerjanya, dan meningkatkan masa pakainya.

Tujuan utama modernisasi adalah:

pengurangan konsumsi daya unit kompresor;

peningkatan kinerja kompresor;

meningkatkan daya dan efisiensi turbin proses;

pengurangan konsumsi gas bumi;

meningkatkan stabilitas operasional peralatan;

mengurangi jumlah suku cadang dengan meningkatkan tekanan kompresor dan mengoperasikan turbin pada jumlah tahapan yang lebih sedikit sambil mempertahankan dan bahkan meningkatkan efisiensi pembangkit listrik.

Peningkatan energi yang diberikan dan indikator ekonomi unit turbin dilakukan melalui penggunaan metode desain modern (pemecahan masalah langsung dan terbalik). Mereka terkait:

dengan dimasukkannya model viskositas turbulen yang lebih tepat dalam skema perhitungan,

dengan mempertimbangkan profil dan penyumbatan akhir oleh lapisan batas,

penghapusan fenomena pemisahan dengan peningkatan difusi saluran interblade dan perubahan tingkat reaktivitas (diucapkan non-stasioneritas aliran sebelum terjadinya lonjakan),

kemungkinan mengidentifikasi suatu objek menggunakan model matematika dengan optimasi parameter genetik.

Tujuan akhir dari modernisasi selalu untuk meningkatkan produksi produk akhir dan meminimalkan biaya.

Pendekatan terpadu untuk modernisasi peralatan turbin

Saat melakukan modernisasi, Astronit biasanya menggunakan pendekatan terintegrasi, di mana komponen unit turbin teknologi berikut direkonstruksi (dimodernisasi):

kompresor;

• kompresor-supercharger sentrifugal;

  intercooler;

  pengali;

  Sistem pelumasan;

  sistem pembersihan udara;

  sistem kontrol dan perlindungan otomatis.

Modernisasi peralatan kompresor

Bidang utama modernisasi yang dilakukan oleh spesialis Astronit:

penggantian bagian aliran dengan yang baru (yang disebut bagian aliran yang dapat diganti, termasuk impeler dan difuser baling-baling), dengan karakteristik yang ditingkatkan, tetapi dalam dimensi rumah yang ada;

pengurangan jumlah tahapan karena peningkatan jalur aliran berdasarkan analisis tiga dimensi dalam produk perangkat lunak modern;

penerapan pelapis yang mudah dikerjakan dan pengurangan jarak bebas radial;

penggantian segel dengan yang lebih efisien;

penggantian bantalan oli kompresor dengan bantalan "kering" menggunakan suspensi magnetik. Ini menghilangkan penggunaan oli dan meningkatkan kondisi pengoperasian kompresor.

Implementasi sistem kontrol dan proteksi modern

Untuk meningkatkan keandalan dan efisiensi operasional, instrumentasi modern, kontrol otomatis digital dan sistem perlindungan (baik bagian individu dan seluruh kompleks teknologi secara keseluruhan), sistem diagnostik dan sistem komunikasi sedang diperkenalkan.

TURBIN UAP

Nozel dan pisau.

Siklus termal.

Siklus Rankine.

Siklus panaskan kembali.

Siklus dengan ekstraksi menengah dan pemanfaatan panas uap buang.

Struktur turbin.

Aplikasi.

TURBIN LAINNYA

Turbin hidrolik.

turbin gas.

Gulir ke atasGulir ke bawah

Juga pada topik

PEMBANGKIT LISTRIK PESAWAT

ENERGI LISTRIK

PEMBANGKIT LISTRIK KAPAL DAN PROPULSI

PLTA

TURBIN

TURBIN, penggerak utama dengan gerakan rotasi benda kerja untuk mengubah energi kinetik aliran fluida kerja cair atau gas menjadi energi mekanik pada poros. Turbin terdiri dari rotor dengan sudu-sudu (bladed impeller) dan casing dengan nozel. Pipa cabang membawa dan mengalihkan aliran fluida kerja. Turbin, tergantung pada fluida kerja yang digunakan, adalah hidrolik, uap dan gas. Tergantung pada arah rata-rata aliran melalui turbin, mereka dibagi menjadi aksial, di mana aliran sejajar dengan sumbu turbin, dan radial, di mana aliran diarahkan dari pinggiran ke pusat.

TURBIN UAP

Elemen utama turbin uap adalah casing, nozel, dan bilah rotor. Uap dari sumber eksternal dipasok ke turbin melalui pipa. Di nozel, energi potensial uap diubah menjadi energi kinetik pancaran. Uap yang keluar dari nozel diarahkan ke bilah kerja melengkung (diprofilkan khusus) yang terletak di sepanjang pinggiran rotor. Di bawah aksi semburan uap, gaya tangensial (melingkar) muncul, menyebabkan rotor berputar.

Nozel dan pisau.

Uap di bawah tekanan memasuki satu atau lebih nozel tetap, di mana ia mengembang dan dari mana ia mengalir keluar dengan kecepatan tinggi. Aliran keluar dari nozel pada sudut ke bidang rotasi bilah rotor. Dalam beberapa desain, nozel dibentuk oleh serangkaian bilah tetap (peralatan nosel). Baling-baling impeller melengkung ke arah aliran dan diatur secara radial. Dalam turbin aktif (Gbr. 1, sebuah) saluran aliran impeller memiliki penampang konstan, mis. kecepatan gerak relatif dalam impeler tidak berubah dalam nilai absolut. Tekanan uap di depan impeller dan di belakangnya sama. Dalam turbin jet (Gbr. 1, b) saluran aliran impeller memiliki penampang variabel. Saluran aliran turbin jet dirancang sedemikian rupa sehingga laju aliran di dalamnya meningkat, dan tekanan berkurang.

R1; c - baling-baling impeller. V1 adalah kecepatan uap di outlet nosel; V2 adalah kecepatan uap di belakang impeller dalam sistem koordinat tetap; U1 - kecepatan periferal blade; R1 adalah kecepatan uap di saluran masuk impeller dalam gerakan relatif; R2 adalah kecepatan uap di outlet impeller dalam gerakan relatif. 1 - perban; 2 - skapula; 3 – rotor." title="(!LANG:Gbr. 1. TURBINE BLADES. a - impeller aktif, R1 = R2; b - jet impeller, R2 > R1; c - sudu impeller. V1 - kecepatan uap di outlet nozzle ; V2 adalah kecepatan uap di belakang impeler dalam sistem koordinat tetap; U1 adalah kecepatan keliling sudu; R1 adalah kecepatan uap di saluran masuk impeler dalam gerakan relatif; R2 adalah kecepatan uap di saluran keluar impeler dalam gerakan relatif. 1 - perban; 2 - bilah; 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.!}

Turbin biasanya dirancang untuk berada pada poros yang sama dengan perangkat yang menghabiskan energinya. Kecepatan putaran impeler dibatasi oleh kekuatan tarik bahan dari mana piringan dan bilah dibuat. Untuk konversi energi uap yang paling lengkap dan efisien, turbin dibuat multi-tahap.

Siklus termal.

Siklus Rankine.

Dalam turbin yang beroperasi menurut siklus Rankine (Gbr. 2, sebuah), uap berasal dari sumber uap eksternal; tidak ada pemanasan uap tambahan antara tahap turbin, hanya ada kehilangan panas alami.

Siklus panaskan kembali.

Dalam siklus ini (Gbr. 2, b) uap setelah tahap pertama dikirim ke penukar panas untuk pemanasan tambahan (overheating). Kemudian kembali ke turbin lagi, di mana ekspansi terakhirnya terjadi pada tahap berikutnya. Meningkatkan suhu fluida kerja memungkinkan Anda untuk meningkatkan efisiensi turbin.

Beras. 2. TURBIN DENGAN SIKLUS PANAS YANG BERBEDA. a – siklus Rankine sederhana; b – siklus dengan pemanasan uap menengah; c - siklus dengan ekstraksi uap menengah dan pemulihan panas.

Siklus dengan ekstraksi menengah dan pemanfaatan panas uap buang.

Uap di outlet turbin masih memiliki energi panas yang signifikan, yang biasanya dihamburkan di kondensor. Sebagian energi dapat diambil dari kondensasi uap buang. Beberapa bagian dari uap dapat diambil dari tahap menengah turbin (Gbr. 2, di) dan digunakan untuk pemanasan awal, misalnya, air umpan atau untuk proses teknologi apa pun.

Struktur turbin.

Media kerja mengembang di turbin, sehingga tahap terakhir (tekanan rendah) harus memiliki diameter yang lebih besar agar dapat melewati aliran volume yang meningkat. Peningkatan diameter dibatasi oleh tegangan maksimum yang diijinkan karena beban sentrifugal pada suhu tinggi. Pada turbin aliran terpisah (Gambar 3), uap melewati turbin yang berbeda atau tahapan turbin yang berbeda.

Beras. 3. TURBIN DENGAN ALIRAN BERCABANG. a - turbin paralel ganda; b - turbin ganda aksi paralel dengan aliran berlawanan arah; c – turbin dengan aliran bercabang setelah beberapa tahap tekanan tinggi; d - turbin majemuk.

Aplikasi.

Untuk memastikan efisiensi tinggi, turbin harus berputar dengan kecepatan tinggi, bagaimanapun, jumlah putaran dibatasi oleh kekuatan bahan turbin dan peralatan yang berada pada poros yang sama dengannya. Generator listrik di pembangkit listrik termal dinilai pada 1800 atau 3600 rpm dan biasanya dipasang pada poros yang sama dengan turbin. Supercharger sentrifugal dan pompa, kipas dan sentrifugal dapat dipasang pada poros yang sama dengan turbin.

Peralatan kecepatan rendah digabungkan ke turbin kecepatan tinggi melalui gigi reduksi, seperti pada mesin kelautan di mana baling-baling harus berputar pada 60 hingga 400 rpm.

TURBIN LAINNYA

Turbin hidrolik.

Pada turbin hidraulik modern, impeler berputar dalam wadah khusus dengan volute (turbin radial) atau memiliki baling-baling pemandu di saluran masuk untuk memastikan arah aliran yang diinginkan. Peralatan yang sesuai biasanya dipasang pada poros turbin air (generator listrik di pembangkit listrik tenaga air).

turbin gas.

Turbin gas menggunakan energi produk pembakaran gas dari sumber eksternal. Turbin gas serupa dalam desain dan prinsip operasi untuk turbin uap dan banyak digunakan dalam rekayasa. Lihat juga PEMBANGKIT LISTRIK PESAWAT; ENERGI LISTRIK; PEMBANGKIT LISTRIK KAPAL DAN PROPULSI; PLTA.

literatur

Uvarov V.V. Turbin gas dan pembangkit turbin gas. M., 1970
Verete A.G., Delving A.K. Pembangkit listrik tenaga uap laut dan turbin gas. M., 1982 peralatan: dasar (pembangkit boiler dan uap turbin) dan pembantu. Untuk yang kuat turbin(Dan ini tentang...

panas uji coba pabrik turbin gas

Pekerjaan laboratorium>> Fisika

UPI "Jurusan" Turbin dan mesin "Pekerjaan Laboratorium No. 1" panas uji coba pembangkit turbin gas" Opsi ... sebagai bagian dari kompleks peralatan tempat uji dihidupkan ... peluncur diterapkan uap turbin dibangun atas dasar...

Pilihan metode pengelasan pisau diafragma uap turbin (2)

Kursus >> Industri, produksi

Mencair menggunakan panas energi (busur, ... rincian uap turbin. tulang belikat uap turbin dibagi... – kemampuan manufaktur, – ketersediaan yang diperlukan peralatan, – ketersediaan personel yang berkualifikasi, – ... dengan relevan percobaan. Kemudian...

panas skema unit daya

Pekerjaan diploma >> Fisika

... uji; ... peralatan panas pembangkit listrik. – M.: Energoatomizdat, 1995. Ryzhkin V.Ya. Panas... pembangkit listrik. – M.: Energoatomizdat, 1987. Shklover G.G., Milman O.O. Penelitian dan perhitungan perangkat kondensasi uap turbin ...

Dalam beberapa tahun terakhir, di garis penghematan energi, perhatian telah meningkat pada standar konsumsi bahan bakar untuk perusahaan yang menghasilkan panas dan listrik, oleh karena itu, untuk perusahaan pembangkit, indikator efisiensi aktual dari peralatan panas dan listrik menjadi penting.
Pada saat yang sama, diketahui bahwa indikator efisiensi aktual dalam kondisi operasi berbeda dari yang dihitung (pabrik), oleh karena itu, untuk menstandarisasi konsumsi bahan bakar secara objektif untuk menghasilkan panas dan listrik, disarankan untuk menguji peralatan.
Berdasarkan bahan uji peralatan, karakteristik energi normatif dan tata letak (urutan, algoritma) untuk menghitung norma konsumsi bahan bakar spesifik dikembangkan sesuai dengan RD 34.09.155-93 "Pedoman untuk kompilasi dan pemeliharaan karakteristik energi termal peralatan pembangkit listrik" dan RD 153-34.0-09.154 -99 "Peraturan tentang pengaturan konsumsi bahan bakar di pembangkit listrik."
Yang sangat penting adalah pengujian peralatan panas dan listrik untuk fasilitas yang mengoperasikan peralatan yang dioperasikan sebelum tahun 70-an dan di mana modernisasi dan rekonstruksi boiler, turbin, peralatan bantu. Tanpa pengujian, normalisasi konsumsi bahan bakar sesuai dengan data yang dihitung akan menyebabkan kesalahan signifikan yang tidak mendukung perusahaan pembangkit. Oleh karena itu, biaya pengujian termal dapat diabaikan dibandingkan dengan manfaatnya.

	Tujuan pengujian termal turbin uap dan peralatan turbin: penentuan ekonomi aktual; mendapatkan karakteristik termal; perbandingan dengan garansi pabrik; memperoleh data untuk standarisasi, pengendalian, analisis, dan optimalisasi pengoperasian peralatan turbin; memperoleh bahan untuk pengembangan karakteristik energi; pengembangan langkah-langkah untuk meningkatkan efisiensi
	Tujuan pengujian ekspres turbin uap: penentuan kelayakan dan ruang lingkup perbaikan; penilaian kualitas dan efektivitas perbaikan atau modernisasi; penilaian perubahan arus dalam efisiensi turbin selama operasi.

Teknologi modern dan tingkat pengetahuan teknik memungkinkan untuk meningkatkan unit secara ekonomis, meningkatkan kinerjanya, dan meningkatkan masa pakainya.

Tujuan utama modernisasi adalah:

pengurangan konsumsi daya unit kompresor;
peningkatan kinerja kompresor;
meningkatkan daya dan efisiensi turbin proses;
pengurangan konsumsi gas bumi;
meningkatkan stabilitas operasional peralatan;
mengurangi jumlah suku cadang dengan meningkatkan tekanan kompresor dan mengoperasikan turbin pada jumlah tahapan yang lebih sedikit sambil mempertahankan dan bahkan meningkatkan efisiensi pembangkit listrik.

Peningkatan energi tereduksi dan indikator ekonomi unit turbin diproduksi dengan menggunakan metode desain modern (pemecahan masalah langsung dan terbalik). Mereka terkait:

dengan dimasukkannya model viskositas turbulen yang lebih tepat dalam skema perhitungan,
dengan mempertimbangkan profil dan penyumbatan akhir oleh lapisan batas,
penghapusan fenomena pemisahan dengan peningkatan difusi saluran interblade dan perubahan tingkat reaktivitas (diucapkan non-stasioneritas aliran sebelum terjadinya lonjakan),
kemungkinan mengidentifikasi objek menggunakan model matematika dengan optimasi genetik parameter.

Tujuan akhir dari modernisasi selalu untuk meningkatkan produksi produk akhir dan meminimalkan biaya.

Pendekatan terpadu untuk modernisasi peralatan turbin

Saat melakukan modernisasi, Astronit biasanya menggunakan pendekatan terintegrasi, di mana komponen unit turbin teknologi berikut direkonstruksi (dimodernisasi):

kompresor;
turbin;
mendukung;
kompresor-supercharger sentrifugal;
intercooler;
pengali;
Sistem pelumasan;
sistem pembersihan udara;
sistem kontrol dan perlindungan otomatis.

Modernisasi peralatan kompresor

Bidang utama modernisasi yang dilakukan oleh spesialis Astronit:

penggantian bagian aliran dengan yang baru (yang disebut bagian aliran yang dapat diganti, termasuk impeler dan difuser baling-baling), dengan karakteristik yang ditingkatkan, tetapi dalam dimensi rumah yang ada;
pengurangan jumlah tahapan karena peningkatan jalur aliran berdasarkan analisis tiga dimensi dalam produk perangkat lunak modern;
penerapan pelapis yang mudah dikerjakan dan pengurangan jarak bebas radial;
penggantian segel dengan yang lebih efisien;
penggantian bantalan oli kompresor dengan bantalan "kering" menggunakan suspensi magnetik. Ini menghilangkan penggunaan oli dan meningkatkan kondisi pengoperasian kompresor.

Implementasi sistem kontrol dan proteksi modern

Untuk meningkatkan keandalan dan efisiensi operasional, instrumentasi modern, kontrol otomatis digital, dan sistem perlindungan diperkenalkan (baik bagian individual maupun keseluruhan kompleks teknologi secara umum), sistem diagnostik dan sistem komunikasi.

Isi artikel

TURBIN UAP
Nozel dan pisau.
Siklus termal.
Siklus Rankine.
Siklus panaskan kembali.
Siklus dengan ekstraksi menengah dan pemanfaatan panas uap buang.
Struktur turbin.
Aplikasi.
TURBIN LAINNYA
Turbin hidrolik.
turbin gas.

gulir ke atas gulir ke bawah
Juga pada topik

PEMBANGKIT LISTRIK PESAWAT
ENERGI LISTRIK
PEMBANGKIT LISTRIK KAPAL DAN PROPULSI
PLTA

TURBIN

TURBIN, penggerak utama dengan gerakan rotasi benda kerja untuk mengubah energi kinetik aliran fluida kerja cair atau gas menjadi energi mekanik pada poros. Turbin terdiri dari rotor dengan sudu-sudu (bladed impeller) dan casing dengan nozel. Pipa cabang membawa dan mengalihkan aliran fluida kerja. Turbin, tergantung pada fluida kerja yang digunakan, adalah hidrolik, uap dan gas. Tergantung pada arah rata-rata aliran melalui turbin, mereka dibagi menjadi aksial, di mana aliran sejajar dengan sumbu turbin, dan radial, di mana aliran diarahkan dari pinggiran ke pusat.
dll.................

Selama pengujian turbin secara otonom, tugas utamanya adalah mendapatkan karakteristiknya dalam berbagai parameter penentuan, serta mempelajari kekuatan dan keadaan termal bilah dan cakram.

Penerapan kondisi operasi turbin pada stand otonom merupakan masalah yang sangat sulit. Udara disuplai ke dudukan tersebut (Gbr. 8.5) dari stasiun kompresor melalui pipa 3, gas dipanaskan di ruang bakar 4. Tenaga turbin diserap oleh rem hidrolik 1 (dimungkinkan untuk menggunakan generator listrik dan kompresor untuk tujuan ini). Berbeda dengan pengujian dalam sistem mesin, ketika karakteristik turbin dapat diperoleh secara praktis hanya sepanjang garis mode operasi (lihat Bab 5), seluruh bidang karakteristik direalisasikan pada bangku otonom, karena dalam hal ini nilai apa pun​ parameter input dapat diatur, dan mengatur kecepatan turbin dengan memuat rem hidrolik.

Saat mensimulasikan mode operasi mesin terestrial atau mode yang sesuai dengan kecepatan penerbangan tinggi, nilai tekanan gas di depan turbin dan di belakangnya akan melebihi tekanan atmosfer, dan setelah meninggalkan turbin, gas dapat dilepaskan ke atmosfer (operasi dengan tekanan di sirkuit terbuka).

Beras. 8.5. Skema dudukan untuk pengujian turbin dalam kondisi alami:

1 - rem hidrolik; 2 - pasokan air; 3 - pasokan udara terkompresi: 4 - ruang bakar; 5 - turbin; 6 - pipa knalpot

Operasi supercharged ditandai dengan kesulitan teknis terbesar, karena membutuhkan banyak energi untuk menggerakkan kompresor dan perangkat pengereman berdaya tinggi.

Untuk menguji turbin dalam kondisi yang dekat dengan ketinggian tinggi, bangku hisap dirancang. Skema dudukan seperti itu ditunjukkan pada gambar. 8.6. Udara di bagian aliran stand datang langsung dari atmosfer melalui inlet 1, vakum dibuat di belakang turbin menggunakan exhauster atau ejector.

Daya turbin 4 diserap oleh rem hidrolik 3. Pengujian dapat dilakukan baik pada suhu tinggi maupun suhu masuk rendah. Mode uji dipilih dengan mempertimbangkan prinsip-prinsip teori kesamaan yang dibahas di atas.

Uji permeasi dapat dianggap sebagai uji model untuk mode di mana tekanan pada saluran masuk turbin harus lebih besar dari tekanan atmosfer. Karakteristik yang diperoleh dalam hal ini akan cukup sesuai dengan kondisi alam jika bilangan Re berada pada daerah self-similar.

Pengujian pada tekanan dan suhu rendah dapat secara signifikan mengurangi konsumsi energi untuk penggerak knalpot dan mengurangi daya yang diperlukan dari rem hidraulik, yang sangat menyederhanakan pengujian.

Untuk tingkat yang lebih besar, kesulitan yang dicatat dihilangkan jika model dikurangi dua atau tiga kali, serta badan kerja khusus, digunakan. Dalam kasus terakhir, pengujian harus dilakukan dalam sirkuit tertutup dengan cara yang sama seperti yang dipertimbangkan untuk kompresor (lihat bagian 8.2).

Saat menentukan karakteristik turbin, pengukuran laju aliran gas G g, parameter aliran di depan turbin dan di belakangnya T * g, T * t, p * g, p * t, kecepatan putar n, daya yang dikembangkan oleh turbin , N t, serta sudut keluar aliran dari turbin a t. Metode pengukuran yang sama digunakan seperti saat menguji kompresor. Secara khusus, nilai N t ditentukan, sebagai suatu peraturan, dari nilai terukur n dan torsi M cr, dan untuk mengukur yang terakhir, rem hidrolik dengan instalasi bodi berosilasi digunakan (lihat Bab 4) .

Untuk membangun karakteristik turbin, parameter yang muncul dari teori kesamaan digunakan. Secara khusus, mereka dapat direpresentasikan sebagai dependensi

Beras. 8.6. Skema dudukan untuk menguji turbin untuk hisap:

1 - perangkat masukan; 2 - pemanas udara; 3 - rem hidrolik; 4 - turbin; 5 - peredam kontrol; 6 - saluran udara ke exhauster atau ejector

Di sini p* t =p* g /p* t adalah derajat penurunan tekanan di turbin; - kecepatan relatif berkurang; - parameter relatif aliran gas melalui turbin; h* t =L t /L* t S - efisiensi turbin; L t =N t /G t - pengoperasian turbin yang sebenarnya; - operasi isentropik turbin.

Saat menentukan karakteristik, nilai n yang ditentukan dipertahankan dengan mengubah beban rem hidrolik, dan perubahan G g dan p * t dihasilkan dengan mengubah mode operasi knalpot atau kompresor dan posisi throttle.

Pengujian termal turbin uap
dan peralatan turbin

PADA tahun-tahun terakhir Sejalan dengan penghematan energi, perhatian telah meningkat pada standar konsumsi bahan bakar untuk perusahaan yang menghasilkan panas dan listrik, oleh karena itu, untuk perusahaan pembangkit, indikator efisiensi aktual dari peralatan panas dan listrik menjadi penting.

Pada saat yang sama, diketahui bahwa indikator efisiensi aktual dalam kondisi operasi berbeda dari yang dihitung (pabrik), oleh karena itu, untuk menstandarisasi konsumsi bahan bakar secara objektif untuk menghasilkan panas dan listrik, disarankan untuk menguji peralatan.

Berdasarkan bahan uji peralatan, karakteristik energi normatif dan tata letak (urutan, algoritma) untuk menghitung norma konsumsi bahan bakar spesifik dikembangkan sesuai dengan RD 34.09.155-93 "Pedoman untuk kompilasi dan pemeliharaan karakteristik energi termal peralatan pembangkit listrik" dan RD 153-34.0-09.154 -99 "Peraturan tentang pengaturan konsumsi bahan bakar di pembangkit listrik."

Yang paling penting adalah pengujian peralatan panas dan listrik untuk fasilitas yang mengoperasikan peralatan yang dioperasikan sebelum tahun 70-an dan di mana modernisasi dan rekonstruksi boiler, turbin, peralatan bantu dilakukan. Tanpa pengujian, normalisasi konsumsi bahan bakar sesuai dengan data yang dihitung akan menyebabkan kesalahan signifikan yang tidak mendukung perusahaan pembangkit. Oleh karena itu, biaya pengujian termal dapat diabaikan dibandingkan dengan manfaatnya.

	Tujuan pengujian termal turbin uap dan peralatan turbin: penentuan efisiensi aktual; mendapatkan karakteristik termal; perbandingan dengan garansi pabrik; memperoleh data untuk standarisasi, pengendalian, analisis, dan optimalisasi pengoperasian peralatan turbin; memperoleh bahan untuk pengembangan karakteristik energi; pengembangan langkah-langkah untuk meningkatkan efisiensi
	Tujuan pengujian ekspres turbin uap: penentuan kelayakan dan ruang lingkup perbaikan; penilaian kualitas dan efektivitas perbaikan atau modernisasi; penilaian perubahan arus dalam efisiensi turbin selama operasi.

Teknologi modern dan tingkat pengetahuan teknik memungkinkan untuk meningkatkan unit secara ekonomis, meningkatkan kinerjanya, dan meningkatkan masa pakainya.

Tujuan utama modernisasi adalah:

• pengurangan konsumsi daya unit kompresor;
• peningkatan kinerja kompresor;
• meningkatkan daya dan efisiensi turbin proses;
• pengurangan konsumsi gas bumi;
• meningkatkan stabilitas operasional peralatan;
• mengurangi jumlah suku cadang dengan meningkatkan tekanan kompresor dan mengoperasikan turbin pada jumlah tahapan yang lebih sedikit sambil mempertahankan dan bahkan meningkatkan efisiensi pembangkit listrik.

Peningkatan energi yang diberikan dan indikator ekonomi unit turbin dilakukan melalui penggunaan metode desain modern (pemecahan masalah langsung dan terbalik). Mereka terkait:

• dengan dimasukkannya model viskositas turbulen yang lebih tepat dalam skema perhitungan,
• dengan mempertimbangkan profil dan penyumbatan akhir oleh lapisan batas,
• penghapusan fenomena pemisahan dengan peningkatan difusi saluran interblade dan perubahan tingkat reaktivitas (diucapkan non-stasioneritas aliran sebelum terjadinya lonjakan),
• kemungkinan mengidentifikasi objek menggunakan model matematika dengan optimasi genetik parameter.

Tujuan akhir dari modernisasi selalu untuk meningkatkan produksi produk akhir dan meminimalkan biaya.

Pendekatan terpadu untuk modernisasi peralatan turbin

Saat melakukan modernisasi, Astronit biasanya menggunakan pendekatan terintegrasi, di mana komponen unit turbin teknologi berikut direkonstruksi (dimodernisasi):

• kompresor;
• turbin;
• mendukung;
• kompresor-supercharger sentrifugal;
• intercooler;
• pengali;
• Sistem pelumasan;
• sistem pembersihan udara;
• sistem kontrol dan perlindungan otomatis.

Modernisasi peralatan kompresor

Bidang utama modernisasi yang dilakukan oleh spesialis Astronit:

• penggantian bagian aliran dengan yang baru (yang disebut bagian aliran yang dapat diganti, termasuk impeler dan difuser baling-baling), dengan karakteristik yang ditingkatkan, tetapi dalam dimensi rumah yang ada;
• pengurangan jumlah tahapan karena peningkatan jalur aliran berdasarkan analisis tiga dimensi dalam produk perangkat lunak modern;
• penerapan pelapis yang mudah dikerjakan dan pengurangan jarak bebas radial;
• penggantian segel dengan yang lebih efisien;
• penggantian bantalan oli kompresor dengan bantalan "kering" menggunakan suspensi magnetik. Ini menghilangkan penggunaan oli dan meningkatkan kondisi pengoperasian kompresor.

Penerapan sistem modern kontrol dan perlindungan

Untuk meningkatkan keandalan dan efisiensi operasional, instrumentasi modern, kontrol otomatis digital dan sistem perlindungan (baik bagian individu dan seluruh kompleks teknologi secara keseluruhan), sistem diagnostik dan sistem komunikasi sedang diperkenalkan.

• TURBIN UAP
• Nozel dan pisau.
• Siklus termal.
• Siklus Rankine.
• Struktur turbin.
• Aplikasi.
• TURBIN LAINNYA
• Turbin hidrolik.
• turbin gas.

Gulir ke atasGulir ke bawah

Juga pada topik

• PEMBANGKIT LISTRIK PESAWAT
• ENERGI LISTRIK
• PEMBANGKIT LISTRIK KAPAL DAN PROPULSI
• PLTA

TURBIN

TURBIN, penggerak utama dengan gerakan rotasi benda kerja untuk mengubah energi kinetik aliran fluida kerja cair atau gas menjadi energi mekanik pada poros. Turbin terdiri dari rotor dengan sudu-sudu (bladed impeller) dan casing dengan nozel. Pipa cabang membawa dan mengalihkan aliran fluida kerja. Turbin, tergantung pada fluida kerja yang digunakan, adalah hidrolik, uap dan gas. Tergantung pada arah rata-rata aliran melalui turbin, mereka dibagi menjadi aksial, di mana aliran sejajar dengan sumbu turbin, dan radial, di mana aliran diarahkan dari pinggiran ke pusat.

TURBIN UAP

Elemen utama turbin uap adalah casing, nozel, dan bilah rotor. Uap dari sumber eksternal dipasok ke turbin melalui pipa. Di nozel, energi potensial uap diubah menjadi energi kinetik pancaran. Uap yang keluar dari nozel diarahkan ke bilah kerja melengkung (diprofilkan khusus) yang terletak di sepanjang pinggiran rotor. Di bawah aksi semburan uap, gaya tangensial (melingkar) muncul, menyebabkan rotor berputar.

Nozel dan pisau.

Uap di bawah tekanan memasuki satu atau lebih nozel tetap, di mana ia mengembang dan dari mana ia mengalir keluar dengan kecepatan tinggi. Aliran keluar dari nozel pada sudut ke bidang rotasi bilah rotor. Dalam beberapa desain, nozel dibentuk oleh serangkaian bilah tetap (peralatan nosel). Baling-baling impeller melengkung ke arah aliran dan diatur secara radial. Dalam turbin aktif (Gbr. 1, sebuah) saluran aliran impeller memiliki penampang konstan, mis. kecepatan gerak relatif dalam impeler tidak berubah dalam nilai absolut. Tekanan uap di depan impeller dan di belakangnya sama. Dalam turbin jet (Gbr. 1, b) saluran aliran impeller memiliki penampang variabel. Saluran aliran turbin jet dirancang sedemikian rupa sehingga laju aliran di dalamnya meningkat, dan tekanan berkurang.

R1; c - baling-baling impeller. V1 adalah kecepatan uap di outlet nosel; V2 adalah kecepatan uap di belakang impeller dalam sistem koordinat tetap; U1 - kecepatan periferal blade; R1 adalah kecepatan uap di saluran masuk impeller dalam gerakan relatif; R2 adalah kecepatan uap di outlet impeller dalam gerakan relatif. 1 - perban; 2 - skapula; 3 – rotor." title="(!LANG:Gbr. 1. TURBINE BLADES. a - impeller aktif, R1 = R2; b - jet impeller, R2 > R1; c - sudu impeller. V1 - kecepatan uap di outlet nozzle ; V2 adalah kecepatan uap di belakang impeler dalam sistem koordinat tetap; U1 adalah kecepatan keliling sudu; R1 adalah kecepatan uap di saluran masuk impeler dalam gerakan relatif; R2 adalah kecepatan uap di saluran keluar impeler dalam gerakan relatif. 1 - perban; 2 - bilah; 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.!}

Turbin biasanya dirancang untuk berada pada poros yang sama dengan perangkat yang menghabiskan energinya. Kecepatan putaran impeler dibatasi oleh kekuatan tarik bahan dari mana piringan dan bilah dibuat. Untuk konversi energi uap yang paling lengkap dan efisien, turbin dibuat multi-tahap.

Siklus termal.

Siklus Rankine.

Dalam turbin yang beroperasi menurut siklus Rankine (Gbr. 2, sebuah), uap berasal dari sumber uap eksternal; tidak ada pemanasan uap tambahan antara tahap turbin, hanya ada kehilangan panas alami.

Siklus panaskan kembali.

Dalam siklus ini (Gbr. 2, b) uap setelah tahap pertama dikirim ke penukar panas untuk pemanasan tambahan (overheating). Kemudian kembali ke turbin lagi, di mana ekspansi terakhirnya terjadi pada tahap berikutnya. Meningkatkan suhu fluida kerja memungkinkan Anda untuk meningkatkan efisiensi turbin.

Beras. 2. TURBIN DENGAN SIKLUS PANAS YANG BERBEDA. a – siklus Rankine sederhana; b – siklus dengan pemanasan uap menengah; c - siklus dengan ekstraksi uap menengah dan pemulihan panas.

Siklus dengan ekstraksi menengah dan pemanfaatan panas uap buang.

Uap di outlet turbin masih memiliki energi panas yang signifikan, yang biasanya dihamburkan di kondensor. Sebagian energi dapat diambil dari kondensasi uap buang. Beberapa bagian dari uap dapat diambil dari tahap menengah turbin (Gbr. 2, di) dan digunakan untuk pemanasan awal, misalnya, air umpan atau untuk proses teknologi apa pun.

Struktur turbin.

Media kerja mengembang di turbin, sehingga tahap terakhir (tekanan rendah) harus memiliki diameter yang lebih besar agar dapat melewati aliran volume yang meningkat. Peningkatan diameter dibatasi oleh tegangan maksimum yang diijinkan karena beban sentrifugal pada suhu tinggi. Pada turbin aliran terpisah (Gambar 3), uap melewati turbin yang berbeda atau tahapan turbin yang berbeda.

Beras. 3. TURBIN DENGAN ALIRAN BERCABANG. a - turbin paralel ganda; b - turbin ganda aksi paralel dengan aliran berlawanan arah; c – turbin dengan aliran bercabang setelah beberapa tahap tekanan tinggi; d - turbin majemuk.

Aplikasi.

Untuk memastikan efisiensi tinggi, turbin harus berputar dengan kecepatan tinggi, tetapi jumlah putaran dibatasi oleh kekuatan bahan turbin dan peralatan yang berada pada poros yang sama dengannya. Generator listrik di pembangkit listrik termal dinilai pada 1800 atau 3600 rpm dan biasanya dipasang pada poros yang sama dengan turbin. Supercharger sentrifugal dan pompa, kipas dan sentrifugal dapat dipasang pada poros yang sama dengan turbin.

Peralatan kecepatan rendah digabungkan ke turbin kecepatan tinggi melalui gigi reduksi, seperti pada mesin kelautan di mana baling-baling harus berputar pada 60 hingga 400 rpm.

TURBIN LAINNYA

Turbin hidrolik.

Pada turbin hidraulik modern, impeler berputar dalam wadah khusus dengan volute (turbin radial) atau memiliki baling-baling pemandu di saluran masuk untuk memastikan arah aliran yang diinginkan. Peralatan yang sesuai biasanya dipasang pada poros turbin air (generator listrik di pembangkit listrik tenaga air).

turbin gas.

Turbin gas menggunakan energi produk pembakaran gas dari sumber eksternal. Turbin gas serupa dalam desain dan prinsip operasi untuk turbin uap dan banyak digunakan dalam rekayasa. Lihat juga PLTU PENERBANGAN; ENERGI LISTRIK; INSTALASI DAN MESIN TENAGA KAPAL; PLTA.

literatur

Uvarov V.V. Turbin gas dan pembangkit turbin gas. M., 1970
Verete A.G., Delving A.K. Pembangkit listrik tenaga uap laut dan turbin gas. M., 1982
Trubilov M.A. dan sebagainya. Turbin uap dan gas. M., 1985
Sarantsev K.B. dan sebagainya. Atlas tahap turbin. L., 1986
Gostelow J. Aerodinamika kisi-kisi turbomachinery. M., 1987