Классификация режимов работы турбин. Изменение энергетических характеристик ступеней и отсеков турбин и надежности их работы в нестационарных и переходных режимах

Стационарный режим отвечает работе турбины при некоторой фиксированной нагрузке. В этом режиме параметры пара в проточной части и температурное состояние ее деталей не изменяются во времени. Под номинальной мощностью турбин, не имеющих регулируемых отборов понимают мощность, которую должен длительное время развивать турбоагрегат при номинальных значениях всех основных параметров: начальных Р₀, t₀ , температуре промперегрева, температуре питательной воды.

Для теплофикационных турбин с регулируемыми отборами пара давление в отборах и т.д.

Под частичной нагрузкой понимают режим работы, при котором мощность или значение регулируемых отборов пара меньше номинальных. Работу при частичных нагрузках называют переменным режимом. К переменному режиму относят работу турбины при отношениях параметров свежего пара, пара промперегрева или отработавшего пара, отклонениях в тепловой схеме.

Под максимальной мощностью конденсационной турбины понимают мощность которую может длительно развивать турбина при номинальных значениях всех основных показателей, но при отсутствии отборов пара для внешних потребителей теплоты. Теплофикационные турбины развивают максимальную мощность при уменьшении регулируемых отборов.

Нестационарные режимы, режимы при которых изменяется тепловое состояние турбоагрегата. Наиболее сложным является пуск ПТУ- операции перед толчком ротора паром, разворот ротора, включение генератора в сеть и набор нагрузки. К нестационарным относят также режим остановки турбины (разгружение, отключение от сети, выбег ротора, остывание).

К аварийным режимам относят режимы из-за неполадок дефектов в различном оборудовании или самой турбине. Наиболее напряженными деталями турбины являются рабочие лопасти регулирующей и последних ступеней, а также упорный подшипник, надежность которого определяется осевыми усилиями, приложенными к ротору, диафрагмы, валоповорот, паропроводы. При переменном пропуске пара через турбину изменение давления и температуры перегретого пара в ее проточной части подчиняется формуле Флюгеля-Стодолы:

где

P₀₀, T₀₀- давление и температура перед любой ступенью;

Р_z0- давление за турбиной при номинальном пропуске пара Go;

P₀₁, Т₀₁, Р_z1 –параметры для нового расхода пара G, т.к. в проточной части T₀₀ = T₀₁,для конденсационной турбины Р_z << Р₀, то , т.е. в проточной части конденсационной турбины давление пара в ступенях пропорциональны расходу пара. При изменениях пропуска пара через турбину изменяются параметры пара перед и за ступенью, что приводит к изменению теплоперепада ступени, это влечет за собой изменение треугольников скоростей, отклонение отношения скоростей Х_ф от оптимального и снижение КПД ступени. Увеличение степени реакции при том же давлении за ступенью приводит к увеличению осевого давления на диск соответствующей ступени. При изменении расхода пара через группу ступеней изменяются их теплоперепады, однако в основном это относится к последней ступени. При изменении расхода пара через группу ступеней осевое усилие, действующее на рабочие диски и рабочие лопатки этой группы меняется пропорционально расходу пара. При увеличении расхода пара через турбину рабочие лопатки последней ступени перегружаются и за счет увеличения теплоперепада. Увеличение расхода пара приводят к пропорциональному росту осевого усилия и увеличению нагрузки на колодки упорного подшипника. Поэтому увеличение мощности сверх номинальной может производиться эксплуатационным персоналом строго в рамках допустимых пределов.

№ 13