В отличие от турбин с противодавлением у турбин с промежуточными регулируемыми отборами и конденсатором выработка э/э может вестись независимо от тепловой нагрузки.

Турбина с одним отбором.

1 - часть высокого давления (ЧВД);

2 - часть низкого давления ЧНД);

3 - генератор;

4 - конденсатор;

5 - тепловой потребитель;

6 - стопорный клапан;

7 - регулирующий клапан;

8 - регулирующий клапан ЧНД;

9 - предохранительный клапан;

10 - отсечной клапан;

11 - обратный клапан.

ЧВД и ЧНД представляют собой группы ступеней и могут быть расположены в одном или в разных цилиндрах, соответственно в цилиндре высокого давления (ЦВД) и в цилиндре низкого давления (ЦНД).

Свежий пар с параметрами Р о и t o , пройдя через клапаны 6 и 7, расширяется в ЧВД до давления Р п , которое поддерживается постоянным. После ЧВД поток пара разделяется на поток G п и G к . последний идет через 8 в ЧНД, где расширяется до давления в конденсаторе Р к .

Относительный внутренний КПД всей турбины:

Определим эл. мощность без учетов отборов пара на регенерацию: N э = η м ·η эг ·Ni .

Внутренняя мощность:

Для турбин с регулируемым отбором возможно

Конденсационные;

Теплофикационные.

Режим будет полностью конденсационным , если G п = 0 и турбина работает как турбина типа К. при этом клапан 8 полностью открыт, отсечной клапан 10 полностью закрыт, регулирование нагрузки производится клапаном 7. Отсечной клапан 10 не является регулирующим. Его возможное положение: полностью открыт или полностью закрыт.

Режим называется теплофикационным , когда G п > 0 и отсечной клапан 10 полностью открыт. Необходимые электрическая мощность при постоянной частоте тока и тепловая нагрузка обеспечиваются совместным регулированием степени открытия клапанов 7 и 8.

Как частный случай теплофикационного режима возможна работа с противодавлением , при этом клапан 8 закрыт, и весь пар направляется в регулируемый отбор. Но в ЧНД принудительно пропускается малое количество пара для отвода теплоты трения от ротора ЧНД. Этот пропуск пара называется вентиляционным . В режиме с противодавлением электрическая нагрузка полностью определяется величиной нагрузки теплового потребителя.

Предохранительный клапан 9 служит для предотвращения механических повреждений в случае неправильной работы системы регулирования и превышения давления пара в камере отбора сверх допустимого. Если при внезапном отключении генератора клапан 8 не закроется, то пар из паропровода отбора может пойти обратно и будет поступать в ЧНД и в конденсатор и может разогнать турбину до скорости, вызывающей её разрушение. Чтобы этого не произошло, установлен обратный клапан 11. Предусмотрено принудительное закрытие отсечного клапана 10.

Турбины с 2-мя промежуточными регулируемыми отборами пара.

4) генератор;

5) конденсатор;

6) потребитель низкопотенциальной теплоты (отопительный отбор);

7) производственный потребитель;

8) стопорный клапан;

9) 10) регулирующий клапан;

11) поворотная диафрагма.

Изобразим процесс расширения.

0-1 – расширение пара в ЧВД;

1-2– дросселирование в клапане 10;

2-3– расширение в ЧСД;

3-4– дросселирование в диафрагме 11;

4-5– расширение пара в ЧНД.

Для таких турбин характерно еще большее разнообразие режимов работы по сравнению с турбинами с 1 отбором. Возможен:

Конденсационный режим (10 и 11 полностью открыты, а отсечные клапаны закрыты);

- один из отборов закрыт;

В ЧНД имеется лишь вентиляционный пропуск пара (эл. Мощность полностью определяется нагрузками тепловых потребителей).

Необходимые в каждый момент времени эл. мощность с постоянной частотой тока и тепловые нагрузки с заданными давлениями Р п и Р т обеспечиваются совместным регулированием степени открытия клапанов 9 и 10 и диафрагмы 11.

Клапаны 9 и 10 представляют собой клапаны с сервомоторным приводом.

Регулирующим органом между ЧСД и ЧНД обычно служит поворотная диафрагма 11 из-за больших объемов расхода пара. При этом ЧСД и ЧНД расположены в ЦНД. В закрытом положении некоторая часть вентиляционного пара проходит в ЧНД через малые зазоры между лопатками и окнами диафрагмы.

12) сопловая решетка первой ступени ЧНД.

Временное отключение регенеративных отборов пара—один из простых и эффективных способов быстрого получения дополнительной мощности . При этом пар, ранее поступавший в подогреватели, проходит в проточную часть последующих ступеней турбины, вырабатывая дополнительную мощность, что особо актуально для энергоблоков, работающих при скользящем начальном давлении, а также при необходимости использования регуляторов «до себя». Отключение пара регенеративных отборов помимо рассмотренного прямого увеличения мощности ведет к отсечению паровых объемов подогревателей и трубопроводов, инерция которых снижает скорость набора нагрузки при открытии регулирующих клапанов турбины.
Конечно, следует иметь в виду, что существуют определенные ограничения режимов, при которых допустимо отключение регенерации, обусловленные, в частности, надежностью работы лопаточного аппарата последней ступени и упорного подшипника. Для изыскания возможностей расширения диапазона режимов, допускающих отключение регенерации, ведутся многочисленные исследования. В частности, результаты работ ЦКТИ и Средазтехэнерго показывают возможность отключения ПВД при нагрузках, близких к номинальной.
Можно выделить два основных способа отключения регенеративных отборов. За рубежом нашли применение схемы, в которых питательную воду направляют в обвод подогревателей. Уменьшение теплообмена в подогревателе прекращает конденсацию пара и повышает давление, вследствие чего прекращается поступление пара в подогреватель и увеличивается мощность турбины. Такой способ отключения регенерации обладает значительной инерцией, обусловленной паровыми объемами, а также аккумуляцией теплоты в металле подогревателей и находящейся в них воде. При практической его проверке в опытах ЦКТИ на турбине ПТ-60-90/13 процесс изменения мощности начинался через 3 с после подачи команды и продолжался 30 с. Аналогичные результаты получены фирмой «Сименс» на конденсационном блоке 80 МВт.
Указанный способ отключения регенерации не устраняет вредного влияния паровых емкостей системы регенерации при открытии регулирующих клапанов турбины. Изменение температуры питательной воды происходит с большой скоростью (22 К/мин в опытах ЦКТИ), что ухудшает условия работы котельного экономайзера. Возможны также значительные скорости изменения температуры труб подогревателей, недопустимые по условиям прочности. t..
Отмеченные обстоятельства заставляют отдать предпочтение непосредственному прекращению подачи пара в подогреватели. Для его реализации могут быть использованы обратные клапаны регенеративных отборов . Практическая проверка этого способа была проведена ЦКТИ, Л ПИ и Средазтехэнерго на турбинах К-300-240, К-200-130, К-100-90 и ПТ-60-90/13. Проведению испытаний предшествовала работа по наладке автоматики обратных клапанов, что позволило повысить их быстродействие до 0,4— с. В программу испытаний входило исследование работы оборудования как на частичных нагрузках, так и в режимах, близких к номинальному. Регулирующие клапаны турбин поддерживались в неизменном положении ограничителями мощности. Опыты были повторены многократно.
При закрытии обратных клапанов для исследованных турбин мощность возрастала на 10— % (рис. 5.13). Продолжительность процесса набора мощности составляла соответственно 1 и 5 с для турбин К-100-90 и ПТ-60-90/13. Мощность турбины К-200-130 повышалась на 10—11 % за 8—10 с, в том числе на 3—4 % за первые 1—2 с. Аналогичные результаты дает отключение регенерации для турбины К-300-240 . Временное отключение регенерации, безусловно, не должно противопоставляться быстрому открытию регулирующих клапанов турбины. Напротив, наибольший эффект дает сочетание обоих способов.
При закрытии обратных клапанов снижение давления в подогревателях оказалось сравнительно небольшим. Это объясняется тем, что в существующей конструкции обратных клапанов усилия гидроприводов при больших положительных перепадах давлений на клапанах недостаточны для обеспечения плотного прилегания клапана к седлу. Поэтому клапаны по мере падения давления в подогревателе приоткрываются на некоторую величину. Это явление усиливается, особенно при больших нагрузках, вследствие повышения давления в камере отбора после закрытия обратных клапанов. На осциллограммах перемещения клапанов можно видеть, что после закрытия в первый момент времени
ДДПП — датчик давления промперегрева; ДМ — датчик вырабатываемой мощности; ПВД — подогреватель высокого давления; ПЗ — промежуточный золотник; ПП — промперегреватель; Р М — регулятор мощности; PC — регулятор скорости; С — сервомотор ЦВД; СО — сервомотор клапана регенеративного отбора; ЭГП — электрогидравлический преобразователь; £ — корректирующий импульс по положению клапанов регенеративных отборов клапаны приоткрываются на несколько миллиметров. Этим можно объяснить заниженное значение увеличения мощности при отключении регенерации по сравнению с ее возможным приростом согласно тепловому расчету. Изменение конструкции гидроприводов для обеспечения полного закрытия обратных клапанов или применение специальных отсечных клапанов может повысить величину и скорость набора мощности.
Наличие некоторого расхода пара в подогреватели, а также аккумуляция теплоты в металле трубок и корпусов подогревателей обусловили лишь незначительное изменение температуры питательной воды за ПВД и давления в деаэраторе при работе с отключенной регенерацией, вследствие чего не нарушается нормальный режим работы экономайзера и питательного насоса. гриль для шаурмы
Движение обратных клапанов в сторону открытия (см. рис. 2.7, 6) происходит с меньшей скоростью, чем в сторону закрытия, что обусловлено конструктивными особенностями системы управления и гидропривода обратных клапанов. Клапаны полностью открываются за 4—8 с. Давление в подогревателях при этом возрастает.
Проведенные испытания подтверждают возможность использования обратных клапанов регенеративных отборов для повышения приемистости блоков. Для практической реализации этого способа отключения регенеративных отборов необходима разработка специальной системы автоматического управления обратными клапанами, которая, обеспечивая повышение приемистости блока, сохранила бы защитные функции обратных клапанов. На рис. 5.14 представлена как возможный вариант предложенная ЦКТИ схема регулирования мощности, в которой импульс "ф противоаварийной автоматики энергосистемы действует на ЭГП системы управления клапанами ЧВД и на регулятор мощности, управляющий отборами пара на регенерацию.
Как правило, отключение регенеративных подогревателей с целью быстрого набора мощности необходимо на весьма короткое время, определяемое переходом парогенератора к новому режиму, после чего они снова будут включены. Обычно за столь короткий промежуток времени не возникает значительных температурных изменений в оборудовании блока.
Положительно оценивая возможность быстрого отключения подогревателей высокого давления как скрытый вращающийся резерв энергосистемы, следует вместе с тем иметь в виду, что все же оно сильно изменяет режимы как турбины, так и подогревателей. Поэтому не следует злоупотреблять этой возможностью повышения приемистости, используя ее только при возникновении действительно аварийных ситуаций в энергосистемах.

Сравнительный анализ трех схем отбора, которые используются в домашних бражных и ректификационных колонах. Рассмотрены характеристики, преимущества и недостатки, а также применимость в различных вариантах дистилляции. Каждому методу соответствует свой тип оборудования.

Чтобы успешно работать с колонной, нужно регулировать флегмовое число. Для этого существует три метода:

• CM (cool managment) – управление расходом воды, подаваемой на охлаждение дефлегматора;
• LM (liquid managment) – управление количеством отбираемой флегмы (отбор по жидкости);
• VM (vapor managment) – управление количеством отбираемого пара (отбор по пару).

Способы управления ректификационной колонной

Прежде чем начать разговор о видах отбора, определимся с терминами.

Дистилляция – процесс испарения жидкости с последующей конденсацией.

Если изначально сырье испарили из перегонного куба, затем сконденсировали его в холодильнике (конденсоре), то чтобы ни происходило посредине этого процесса (проход пара через сухопарник, барботёр или дефлегматор), в конечном итоге всё равно получится дистиллят.

Ректификация – это один из методов дистилляции, который отличают два технологических приема:

Принудительный, строго регулируемый по величине возврат флегмы с помощью специальных устройств – дефлегматоров или конденсоров.

Организован тепломассобмен между флегмой и поднимающимся навстречу паром. Для повышения эффективности тепломассобмена используют насадку или тарельчатые колонны, где происходит переиспарение флегмы. В первом случае процесс носит пленочный характер, во втором – барботажный.

Целью ректификации является получение спирта заданной крепости и его очистка от примесей. Для этого флегмовое число должно всегда быть выше минимального (подробнее на графике).

Качество продукта зависит от величины флегмового числа, но чем оно выше, тем ниже производительность колонны.

Ректификация не позволяет выделить какую-либо смесь из группы, а лишь более-менее полностью удаляет все сгруппированные по близкой летучести примеси. Поэтому если использовать ректификационное оборудование для получения, например, фруктовых дистиллятов, существует риск сгруппировать головную фракцию в трудно разделяемые азеотропы – удалить вместе с ненужными примесями полезные эфиры, отвечающие за аромат.

Если попытать выгнать благородный дистиллят на ректификационном оборудовании, нужно чтобы во время всего отбора флегмовое число не превышало 1,5-2. Иначе баланс примесей будет нарушен.

Виды узлов отбора в колонне

Жидкостный отбор (liquid managment)

LM – регулировка количества отбора по жидкости. Наиболее удобная и легкая в эксплуатации схема, при которой все пары конденсируются, затем одна часть конденсата возвращается в колонну, другая – идет в отбор.

Характеристики. Регулировка флегмового числа осуществляется одним игольчатым краном отбора спирта. Если кран полностью открыт, флегмовое число равно нулю, а на выходе получается обычный дистиллят. При закрытом кране флегмовое число бесконечно большое – колонна работает на себя. Регулировка краном жидкостного отбора позволяет в любой момент изменить флегмовое число от 0 до 100%. Мощность нагрева и охлаждения устанавливают на оптимальном уровне, обеспечивающем максимальную разделительную способность колонны и минимальное охлаждение флегмы.

Колонна с жидкостным отбором

Как правило, флегмовое число задают несколько выше минимального, что при отборе «тела» позволяет сравнительно долго обходится без регулировок, но ближе к концу отбора всё же приходится активно регулировать процесс. При этом чем меньше остается спирта в кубе, тем чаще приходится увеличивать флегмовое число.

Преимущества:

• подходит для получения как ароматных, так и чистых спиртов;
• легко и относительно дешево автоматизируется вплоть до АСУ (автоматизированной системы управления) процессом производства с блоками безопасности;

Недостатки:

• если зафиксировать скорость отбора на одном уровне, то по мере ректификации флегмовое число будет падать. Это противоречит технологической необходимости в постепенном поднятии скорости к концу отбора, что является главным недостатком;
• необходим разрыв струи (связь с атмосферой) после регулировочного крана или клапана, иначе возможны сбои в регулировке скорости отбора за счет разряжения в линии отбора, которое создают стекающие потоки спирта.

Паровой отбор (vapor managment)

VM – регулировка разделением потоков пара до дефлегматора. Управление колонной осуществляется путем изменения количества отбираемого пара с помощью шиберного или обычного шарового крана.

Характеристики. Соотношение площадей поперечного сечения колонны и пароотводящей трубы определяет минимальное флегмовое число, которое можно увеличить, регулируя положение крана.

Колонна с паровым отбором

При перегонке количество возвращаемой флегмы регулируется от 80 до 100%. Минимально возможное флегмовое число равно 4.

Преимущества:

• чувствительность к положению крана весьма мала, что позволяет делать точные регулировки;
• флегмовое число не зависит от изменения температуры или расхода охлаждающей воды в дефлегматоре;
• нет повышенной чувствительности к стабильности давления охлаждающей воды.

Недостатки:

• система управления инерционна, от смены положения крана до изменения скорости отбора может пройти до 10-15 секунд;
• не подходит для получения ароматных спиртов из натурального сырья. Требуются конструктивные изменения, позволяющие регулировать количество возвращаемой флегмы от 50 до 100%;
• колонна с паровым отбором чувствительна к пробкам на линии отбора продукта. Если в силиконовом шланге сформируется столбик продукта, стекая, он создаст разряжение, и как насосом потянет пар на себя, нарушая установленное флегмовое число. Вследствие этого резко и неконтролируемо увеличится скорость отбора, без вмешательства оператора система не вернется на прежний уровень. Остановить неконтролируемый отбор можно установкой связи с атмосферой (создать разрыв струи). Например, воткнуть иглу от шприца в верхнюю часть трубки отбора;
• автоматизация сложна и дорога. Часто выполняется в виде сигнализатора достижения определенных температур, но без исполнительных механизмов. Также желательна автоматика безопасности.

Управление охлаждением (cool managment)

CM – регулировка количества воды, подаваемой в дефлегматор. Позволяет контролировать количество пара, проходящего сквозь дефлегматор на холодильник отбора продукта.

Характеристики. Флегмовое число регулируется от 0 до 100 %, но система очень чувствительна к количеству подаваемой воды и требует прецизионного игольчатого крана. Для регулирования скорости отбора приходится поворачивать кран буквально на доли миллиметра. Мощность нагрева во время всего процесса должна быть постоянной и обеспечивать максимальную разделительную способность колонны. С увеличением количества подаваемой воды увеличивается и количество возвращаемой флегмы, соответственно, возрастает флегмовое число.

Колонна с регулировкой подачи воды в дефлегматор

При ректификации на постоянной мощности охлаждения и нагрева происходит постепенное уменьшение отбора, но флегмовое число остается неизменным.

Преимущество:

• может с успехом использоваться для получения ароматных спиртов из натурального сырья.

Недостатки:

• малейшие колебания напора приводят к изменению скорости отбора и флегмового числа. Если не предпринять мер по стабилизации давления охлаждающей воды в квартире, на процесс отбора будет влиять даже спущенный соседями унитаз;
• повышение температуры воды в дефлегматоре при неизменном ее количестве уменьшает флегмовое число, поэтому для поддержания стабильного флегмового числа нужен контроль за расходом и температурой воды, подаваемой в дефлегматор;
• требуется связь с атмосферой в линии отбора продукта, иначе при случайном отключении нагрева и трубке, погруженной в отбор, весь продукт снова окажется в кубе;
• система дорога и сложна в автоматизации. Обычно на такие ректификационные колонны ставят простейшие термосигнализаторы и автоматику безопасности.

Практика установки разных узлов отбора на колонны

Колонны с жидкостным отбором (LM)

В домашних колоннах отбор по жидкости получил самое широкое распространение. Причина проста – процесс ректификации 40 литров самогона затягивается на 18-20 часов. Можно уменьшить навалку вдвое, но тогда резко вырастает доля оборотного (технического) спирта, который придется перерабатывать при каждой ректификации.

Если говорить о производительности системы как о количестве товарного спирта, полученного за общее время ректификации (включая нагрев), то при уменьшении объема навалки в 2 раза, эффективность снижается примерно в 1,5 раза.

Другой путь минимизации объема получаемого технического спирта при максимальной производительности – автоматизация процесса, позволяющая делать перегонку по заранее заданному алгоритму без участия оператора. Система автоматики обязательно должна иметь не только исполнительный контур, но и блок безопасности, который моментально отключит оборудование при угрозе аварии.

Ректификационная колонна с жидкостным отбором автоматизируется проще и дешевле других систем, а по качеству получаемого спирта ничем не уступает другим типам оборудования.

Колонны с паровым отбором

Системы отбора по пару распространены за рубежом, где спирт и его производные уступают в популярности дистиллятам (коньяку, виски и т. д.), но ценится высокая крепость напитка. Иностранные умельцы конструируют ректификационные колонны с паровым отбором, имеющие минимальное флегмовое число – всего лишь 1, а не 4 как в России. При такой схеме обратно в колонну уходит не менее 50% флегмы.

В режиме дистилляции паровой отбор практически не нуждается в автоматике. Заданное на старте отбора «тела» флегмовое число сохраняется неизменным до конца, изменить его может только оператор, но даже при получении спирта регулировка нужна буквально пару раз.

Скорость же отбора к концу перегонки резко уменьшается вплоть до остановки. Если есть желание поохотиться за энантовыми эфирами (во многом создают органолептические свойства фруктовых дистиллятов) – меняют банки и увеличивают мощность нагрева, дальше следует дробный отбор и сортировка.

Если энантовые эфиры не требуются, делают то же самое, но дополнительно используют паузы для работы колонны на себя, чтобы остатки спирта были более концентрированными и с меньшим количеством примесей.

Автоматика в колоннах с паровым отбором нужна только на уровне блока безопасности. Кроме того, получение дистиллята предусматривает не группирование примесей по фракциям и полное их удаление, а сбалансированное снижение концентраций веществ до приемлемого уровня с обязательным сохранением вкусо-ароматических составляющих. Это дело для мастера-винокура, контролирующего процесс, регулировка по приборам здесь неуместна. Навалка ограничена объемом, который можно перегнать под руководством человека за имеющееся время.

Колонны с регулировкой подачи воды в дефлегматор

Несмотря на все недостатки, этот тип оборудования часто используется в России при строительстве бражных колонн. Причина – возможность получения дистиллятов из любого сырья, а при необходимости без изменения конструкции (дополнительная царга не в счет) можно собирать дистиллят высокой степени очистки – почти как спирт.

Колонны с регулировкой подачи воды в дефлегматор дороги в автоматизации, чувствительны к напору и температуре охлаждающей воды, что делает их слабо пригодными для получения чистого спирта-ректификата, но при малых навалках до 20 литров и неусыпном внимании оператора такие колонны способны на многое.

Кроме того, схема cool managment является лучшей для отбора «голов». При прочих равных условиях получить более концентрированные «головы» на системах отбора по пару и по жидкости невозможно. Правда, это только если справиться со стабилизацией температуры и напора воды в дефлегматоре.

В последние годы делаются попытки создания гибридных ректификационных колонн, в которых «головы» отбирают по пару методом СМ, а «тело» по жидкости (LM). Это повышает и без того высокие показатели качества спирта на колоннах LM. Совершенству нет предела.

При строительстве бражных колонн, сориентированных на ароматные дистилляты, оборудование VM имеет преимущество перед СМ за счет простоты управления, а также нечувствительности к температуре и расходу воды в дефлегматоре – больше предсказуемость в «причесывании» примесей. Для сахарного сырья бражные колонны по схеме СМ перспективней за счет более качественного удаления головной фракции. Но управление ими создает немало проблем.

Cтраница 1

Регулируемый отбор пара производится снизу из выхлопного патрубка цилиндра высокого давления при давлении 6 - 8 ата. Кроме того, имеется два нерегулируемых отбора в цилиндре низкого давления после 10 - й и 13 - й ступеней, из которых пар поступает в подогреватели питательной воды. В подогреватель высокого давления пар поступает из регулируемого отбора сверх количества, идущего на производство.  

Регулируемый отбор пара у турбин типа АП имеет производственное назначение; у турбин AT регулируемый отбор предназначен для теплофикационных целей.  

Режим регулируемого отбора пара должен быть таким, чтобы турбина всегда работала с величиной отбора, близкой к номинальному. При небольшой величине отбора следует проверить экономическую обоснованность сохранения турбоустановки в работе.  

Давлением регулируемого отбора пара называется давление пара в отборном патрубке турбины перед запорной задвижкой.  

Давлением регулируемого отбора пара называют его давление в патрубке корпуса турбины, через который производится отбор. Номинальной величиной отбора называют наибольшее количество отбираемого от турбины пара, которое должно обеспечиваться при номинальной ее мощности.  

Турбина имела регулируемый отбор пара (имеющий значение для теплофикации) от 1 до 2 ата.  

Турбины без регулируемого отбора пара отмечены зяездочкой.  

Номинальная величина регулируемого отбора пара из турбины с одним регулируемым отбором - наибольшая величина отбора, при которой турбина развивает номинальную мощность; турбина с двумя регулируемыми отборами пара должна развивать номинальную мощность при номинальных величинах обоих регулируемых отборов.  

Поворотные диафрагмы регулируемых отборов пара проверяют до установки в цилиндр турбины. Для этого собранную диафрагму укладывают на подкладки так, чтобы сторона входа пара в сопла была расположена сверху. Затем на диафрагме собирают поворотное кольцо и через его окна проверяют плотность прилегания уплотнительных поясов. Пластинка щупа толщиной 0 05 мм не должна проходить в их стык. Необходимая плотность стыка достигается шабровкой поясков сначала по краске, а затем по блеску.  

Турбины без регулируемого отбора пара отмечены звездочкой.  

Поворотные диафрагмы регулируемых отборов пара проверяют до их установки в цилиндр турбины. Для этого собранную диафрагму укладывают на подкладки так, чтобы сторона входа пара в сопла диафрагмы была расположена сверху. Затем на диафрагме собирают поворотное кольцо и через его окна проверяют плотность прилегания уплотнительных поясов. Пластинка щупа толщиной 0 05 мм не должна проходить в их стык. Необходимая плотность стыка достигается шабровкой поясков: сначала по краске, а затем по блеску.  

При резервировании регулируемых отборов пара или противодавления теплофикационных турбин автоматическое включение особенно необходимо в тех случаях, когда по требованиям технологии производства не допускаются перерывы в подаче пара.  

Турбины без регулируемого отбора пара отмечены звездочкой. Величины параметров, заключенные в скобки, для вновь проектируемых турбин принимать не рекомендуется.  

Втех случаях, когда необходимо одновременно снабжать тепло­вых потребителей паром двух различных давлений, например для отопительных и промышленных целей, на ТЭЦ могут быть установлены турбины ПР с отбором и противодавлением или турбины ПТ с двумя регулируемыми отборами.

Схема турбины с противодавлением и регулируемым отбором пара показана на рис.6.4.

Рис 6.4 Схема турбины с противодавлением и одним регулируемым отбором пара:

1,3-части высокого и низкого давления, 2-регулирующий клапан, 4-конденсационная турбина, 5,6-тепловые потребители

Пар, имеющий давление р 0 и темпера­туру t 0 , подводится к турбине и расширяется в ее ЧВД 1 до давления р п , необходимого тепловым потребителем. Затем поток пара разделяется: часть пара D n направляется к одно­му тепловому потребителю 6, а остальная D т через регулиру­ющие клапаны 2 проходит в ЧНД 3, где расширяется до давления р т , необходимого другому тепловому потребите­лю 5 (чаще всего это системы отопления и горячего водоснаб­жения).

Мощность турбины ПР, как и турбины Р, зависит от на­грузки тепловых потребителей. Поскольку турбина ПР мо­жет быть использована рацио­нально лишь при работе по тепловым графикам обоих потреби­телей теплоты, параллельно ей должна быть включена конден­сационная турбина 4, компенсирующая колебания электрической нагрузки.

Недостатком турбин ПР, как и турбин Р, является неполное использование электрического оборудования в периоды сокра­щенного теплового потребления.

6.4 Турбины с двумя регулируемыми отборами пара

Недостатки паротурбинных установок, использующих турбины с регулируемым отбором пара и противодавлением, связаны с тем, что электрическая мощность в них зависит от нагрузки тепловых потребителей, и в значительной мере устра­няются при использовании на ТЭЦ турбин с двумя регулируемы­ми отборами пара. Схема такой турбины показана на рис.6.5, а.

Рис 6.5 Схема турбины с двумя регулируемыми отборами (а) и h,s-диаграмма процесса расширения пара в ней (б):

1,2,3-части высокого, среднего и низкого давления, 4-конденсатор,

5,6-тепловые потребители

Турбина имеет три части: высокого 1 (ЧВД); среднего 2 (ЧСД) и низкого 3 (ЧНД) давлений, между которыми осуществляется промышленный (давление р п ) и теплофикационный (давление р т ) регулируемые отборы пара.

Поток пара D o , имеющий параметры р 0 и t o , расширяется в ЧВД до давления р п . При этом давлении часть пара D n отбирает­ся промышленным тепловым потребителем 6, а часть пара D o - D п проходит через регулирующие клапаны в ЧСД, где расширяется от давления отбора р т . При этом давлении производится второй отбор, из которого часть пара D T направляется теплофи­кационному потребителю 5, а остальной D o - D n - D т = D к через регулирующие органы поступает в ЧНД, а затем расширяется в конденсаторе до давления р к . Процесс расширения пара в h , s - диаграмме показан на рис.6.5,б.

Режим турбины с двумя регулируемыми отборами пара опре­деляется ее мощностью Р э , расходами пара, направляемого про­мышленному D n и теплофикационному D т потребителям, и рас­ходом пара D o в ЧВД. Графически зависимости между этими ве­личинами изображаются на диаграмме режимов, так же как для турбины с одним регулируемым отбором пара.

Однако в турбине с одним отбором пара диаграмма режимов изображает взаимную зависимость между тремя величинами D 0 , D n и Р э и поэтому может быть представлена поверхностью в трехмерном пространстве или, как показано на рис.6.3, сеткой кривых, которые можно рассматривать как линии пересечения этой поверхности с плоскостями постоянного расхода пара D n = const . Для турбины с двумя регулируемыми отборами пара так изобразить диаграмму режимов на плоскости невозможно, так как число переменных не три, а четыре.

Рис 6.6 Зависимость мощностей частей высокого, среднего и низкого давления турбины с двумя регулируемыми отборами от расхода пара

Для построения диаграммы режимов турбины с двумя отбо­рами пара вначале определяют зависимость мощности, развива­емой каждой частью турбины, от расхода пара. Выполнив рас­чет переменного режима и предполагая, что перед ЧСД и ЧНД состояние пара сохраняется неизменным, определяют зависи­мость электрической мощности от расхода пара P э = f (D ) для каждой из трех частей турбины. В качестве примера на диа­грамме, показанной на рис.6.6, для турбины с двумя регулиру­емыми отборами построены эти зависимости, причем мощности отдельных частей подсчитаны в долях от номинальной мощности всей турбины, а расход пара - в долях от его расчетного расхода через ЧВД. Если предположить, что отбор пара низкого давления не производится и через ЧНД мо­жет быть пропущен весь пар, по­ступающий в ЧСД, суммарная мощность ЧСД и ЧНД может быть представлена линией ае . Зная зависимость мощности ЧВД и суммарной мощности ЧСД и ЧНД от расходов пара че­рез них, можно построить диаграмму режимов турбины с одним (промышленным) отбором, как это, например, сделано в пра­вой части рис. 6.7.

Рис 6.7 Диаграмма режимов турбины с двумя регулируемыми отборами пара

Таким образом, правая часть рис.6.7 представляет собой диа­грамму режимов турбины с одним отбором пара, в которой его расход через ЧНД равен расходу через ЧСД. В левой части рис.6.7 линия ad представляет собой зависимость мощности ЧНД от расхода пара.

Пользуясь диаграммой, показанной на рис.6.7, можно для турбины с двумя регулируемыми отборами найти расход пара при заданной мощности и заданных расходах в отборы. Пусть зада­ны Р э , D n и D т и надо определить расход пара D o .

Допустим, что поток пара D T направляется через ЧНД в кон­денсатор турбины. Тогда, работая в ЧНД, этот пар выработал бы дополнительную мощность Р э III и мощность турбины составила Р э I = Р э + Р э III . Увеличение суммарной мощности турбины может быть найдено по диаграмме, если от точки А , соответствующей заданной мощности, провести линию АВ , параллельную линии ad , до пересечения в точке В с линией заданного расхода пара D T . При этом отрезком АС будет определяться дополнительная мощ­ность, выработанная в ЧНД в результате дополнительного расхода пара D т через ЧНД. Таким образом, отказываясь от отбора пара D т и направляя этот отбор в ЧНД, мы получили бы от тур­бины увеличенную мощность, определяемую на диаграмме точ­кой С , и одновременно перевели бы турбину на работу с одним регулируемым отбором пара.

Приняв этот фиктивный режим работы турбины, и пользуясь правой частью диаграммы, показанной на рис.6.7, можно определить суммарный расход пара через турбину при заданном его расходе D n первого отбора - точка Е .

Таким образом, используя диаграмму, заменяют режим тур­бины с двумя отборами пара некоторым фиктивным режимом, при котором его расходы через ЧВД и ЧСД остаются такими же, как при действительном режиме, а расход через ЧНД увеличива­ется на количество второго отбора. Связанное с увеличением рас­хода пара через ЧНД увеличение мощности турбины определя­ют по вспомогательной диаграмме в левой части рис.6.7.

Расход пара второго отбора не может быть произвольным и его максимальное количество (без учетa регенеративных отбо­ров)

где
- наименьший допустимый расход пара через ЧНД (кон­денсатор).

Поэтому второй отбор может быть выбран произвольно лишь в пределах от нуля до D т max .

Начальные параметры пара t o и р о , а также его давления в отборах р п и р т могут отклоняться от расчетных значений. В этом случае мощность турбины отличается от мощности, по­лученной по диаграмме режимов, и определяется с помощью спе­циальных поправочных коэффициентов.

Турбины с двумя регулируемыми отборами пара получили распространение на ТЭЦ, строящихся в районах крупного промышленного потребления теплоты. В этих районах необходим как пар высокого давления для промышлен­ных целей, так и пар низкого давления для отопления и горяче­го водоснабжения предприятий и прилегающих к ним жилых рай­онов.