2 факультет Эксплуатация основного и вспомогательного турбинного оборудования (ПУСК ХОЛОДНОЙ ТУРБИНЫ)
Важность правильного прогрева Правильное прогревание турбины перед пуском в ход имеет чрезвычайно важное значение для ее нормальной и безопасной работы. Тепловые деформации деталей, происходящие в турбине при ее нагревании, могут при неумелом обслуживании турбины привести к целому ряду неполадок и аварий. В особенности это относится к мощным агрегатам, работающим с высокими температурами пара.
Удлинение ротора При впуске пара в турбину ротор её прогревается обычно быстрее статора. Поэтому в лопаточном аппарате и уплотнениях должны быть предусмотрены такие зазоры в осевом направлении, которые безопасно допускали бы разность в удлинениях ротора и статора во время пуска турбины. Эта разность в удлинениях достигает тем большего значения, чем быстрее производится пуск турбины, и постепенно уменьшается по мере того, как турбина приходит в установившееся рабочее состояние. Аналогичное явление, только не так резко выраженное, имеет место также при сильных изменениях нагрузки, сопровождающихся перераспределением температур внутри турбины.
Критерий Критерием для оценки правильности и достаточности прогрева турбины служит разность температур в различных точках её корпуса.
Из инструкции ЛМЗ В инструкции ЛМЗ по пуску и обслуживанию турбин указывается, что при пуске турбины из холодного состояния разность температур нижней и верхней частей корпуса не должна превышать 35°С, а разность между температурами фланцев и болтов горизонтального разъема не должна превосходить 35 — 40° С. При этом опасным является случай, когда болты холоднее фланцев, так как в этом случае в них возникают громадные напряжения, которые могут повлечь за собой остаточные деформации (вытягивание) болтов, после чего разъем турбины начнет пропаривать, как только температура фланцев и болтов выровняется.
Малые турбины Активные турбины с дисковыми роторами, небольшим числом ступеней и большими зазорами в лопаточном аппарате требуют менее длительного прогрева, чем реактивные турбины, имеющие большое число ступеней и малые зазоры. Существуют конструкции турбин, специально рассчитанные на быстрые и частые пуски, время прогрева таких турбин не превышает 15 мин. Сравнительно быстро прогреваются быстроходные редукторные турбины, имеющие относительно небольшие роторы, а также радиальные турбины. Небольшие активные турбины, предназначенные для привода вспомогательных механизмов, обычно допускают пуск с холодного состояния без предварительного прогрева.
Турбины высокого давления В то же время для турбин высокого давления нередко требуется очень большое время прогрева и дать какиелибо общие указания для этого случая невозможно, так как в зависимости от конструкции турбины и начальных параметров пара время прогрева может колебаться от 1 до 8 ч и больше.
Опасность неравномерности прогрева Ввиду массивности фланцев и большой толщины стенок корпуса турбин высокого давления неравномерность прогревания вызывает большие напряжения в стяжных болтах и шпильках и может повлечь за собой нарушение плотности разъема корпуса.
Опасность удлинения ротора Небольшие по размерам и относительно легкие роторы прогреваются и получают удлинение скорее, чем корпус, что при небольших зазорах в проточной части турбин высокого давления грозит опасностью задевания в лопаточном аппарате и уплотнениях.
Режим прогревания Поэтому режим прогревания и пуска турбин высокого давления должен быть хорошо отработан заводом-изготовителем и строго соблюдаться в эксплуатации.
Пуск и конденсация пара Впуск пара в турбину сопровождается его конденсацией при соприкосновении с холодными деталями. Количество получающегося конденсата в крупных машинах очень велико.
Пример (входные условия): Допустим, что турбина в 25 000 квт прогревается паром, температура которого в первой ступени равна 200° С, а в выхлопном патрубке 40° С. Вес деталей турбины, подлежащих нагреванию, составляет 100 т, а их температура до прогревания равна 15°С.
Пример (конечная цель) Большая часть металла сосредоточена в выхлопном конце турбины, поэтому можно принять, что средняя температура всей массы металла после прогревания составит 100° С.
1 -й и 2 -й шаги решения Следовательно, детали должны быть нагреты на: 100 – 15 = 85⁰ С Принимая теплоемкость чугуна равной 0, 12 ккал/кг, найдем, что для нагрева должно быть затрачено количество тепла: Q = 0, 12 * 85 * 1000 = 1 020 000 ккал.
Ответ и вывод(количество конденсата): Допуская, что это тепло получается полностью за счет конденсации пара, и приняв теплоту конденсации (парообразования) 1 кг в 525 ккал/кг, получим количество конденсата: D = Q / 525 = 1 020 000 / 525 = 1 941 кг. т. е. около 2 т. Такое количество конденсата, если бы он оставался в турбине, вывело бы из строя лопаточный аппарат и нанесло ряд других повреждений.
Работа дренажных устройств При пуске турбины очень важно вести внимательное наблюдение за правильной работой дренажных устройств, с тем чтобы ни в одной из частей турбины не образовалось скопления конденсата. Это относится и к паропроводам перед турбиной, которые должны быть снабжены надежно действующими конденсационными горшками.
Окончание прогревания По окончании прогревания турбины, которое должно продолжаться столько времени, чтобы все детали равномерно и симметрично нагрелись, турбину постепенно доводят до нормального числа оборотов, быстро переходя через критические числа оборотов, которые должны быть для данной турбины известны.
График пуска холодной турбины с умеренными начальными параметрами пара
Обязательность графика Подобный график (см. график выше) должен быть для каждой турбины получен от завода-изготовителя или построен экспериментальным путем, причем для турбин низкого и среднего давления это может быть сделано на основе кривой выбега.
ФИНИШ
Скачать презентацию 2 факультет Эксплуатация основного и вспомогательного турбинного оборудования
Турбина - пуск на холодную.pptx