МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РФ

БРЯНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика» 
 

Реферат

Тема: «Паровые турбины специального назначения» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

БРЯНСК 2011

      Работа  о паровых турбинах специального назначения содержит 4 параграфа:

1. Понятие турбин специального назначения – 1 страница.
2. Паровые турбины мятого пара – 2 страницы.
3. Предвключенные паровые турбины – 4 страницы.
4. Паровые турбины двух давлений – 5 страниц.

      Работа  содержит 8 рисунков и 2 схемы.  
 

 

Содержание

 

Введение

      Паровая турбина, первичный паровой двигатель с вращательным движением рабочего органа — ротора и непрерывным рабочим процессом; служит для преобразования тепловой энергии водяного пара в механическую работу.

      Паровая турбина, первичный паровой двигатель  с вращательным движением рабочего органа — ротора и непрерывным рабочим процессом; служит для преобразования тепловой энергии водяного пара в механическую работу. Поток водяного пара поступает через направляющие аппараты на криволинейные лопатки, закрепленные по окружности ротора, и, воздействуя на них, приводит ротор во вращение. В отличие от поршневой паровой машины, паровая турбина использует не потенциальную, а кинетическую энергию пара.

        В конце 19 века, машиностроение  и металлургия достигли достаточного  уровня для создания первых  паровых турбин. Первые конструкции этих установок предложили Г. П. Лаваль и Ч. А. Парсонс. Независимо друг от друга в 1884—89 годах они создали промышленно пригодные паровые турбины. Лаваль применил расширение пара в конических неподвижных соплах паровую струю со сверхзвуковой скоростью истечения направленную на один ряд рабочих лопаток, насаженных на диск паровой турбины. Работающие по этому принципу паровые турбины, получили название активных. Парсонс создал многоступенчатую реактивную паровую турбину, в которой расширение пара осуществлялось в большом числе последовательно расположенных ступеней не только в каналах неподвижных (направляющих) лопаток, но и между подвижными лопатками. Паровые турбины получили очень широкое применение, постепенно вытесняя поршневые паровые турбины.

      В зависимости от характера теплового  процесса паровые турбины подразделяются на 3 основные группы: конденсационные, теплофикационные и турбины специального назначения.

      Объект  изучения – паровые турбины специального назначения.

      Цель  данной работы – обеспечить работу электростанции, использующей турбину специального назначения.

      Задачи  работы:

1. Узнать, для чего используются паровые турбины специального назначения.
2. Изучить классификацию паровых турбин специального назначения.
3. Изучить принцип работы каждого вида паровых турбин специального назначения.
4. Рассмотреть применение каждого вида паровых турбин специального назначения на конкретных примерах.

 

Понятие турбин специального назначения

      Паровые турбины специального назначения обычно работают на побочном тепле от металлургических, машиностроительных, и химических предприятий. Обычно стационарные паровые турбины имеют нерегулируемые отборы пара из ступеней давления для регенеративного подогрева питательной воды. Паровые турбины специального назначения не строят сериями, как конденсационные и теплофикационные, а в большинстве случаев изготовляют по отдельным заказам. К ним относятся паровые турбины мятого пара, двух давлений и предвключённые.

      Паровые турбины мятого пара используют отработавший пар поршневых машин, паровых молотов и прессов, имеющий давление немного выше атмосферного.

        Паровые турбины двух давлений  работают как на свежем, так  и на отработавшем паре паровых  механизмов, подводимом в одну из промежуточных ступеней. Подобно турбинам с двумя отборами пара применяются турбины с двумя подводами пара различного давления к промежуточным ступеням (турбины трёх давлений).

      Предвключённые  паровые турбины представляют собой  турбины с высоким начальным  давлением и высоким противодавлением; весь отработавший пар этих паровых турбин направляют в другие паровые турбины с более низким начальным давлением пара. Необходимость в предвключённых паровых турбинах возникает при модернизации электростанций, связанных с установкой паровых котлов более высокого давления, на которое не рассчитаны ранее установленные на электростанции паровые турбины. 
 
 
 

 

       Паровые турбины мятого пара

Принцип работы.

      Турбины мятого пара для выработки электроэнергии используют отработавший пар поршневых машин, работающих без конденсации. Так как количество мятого пара, поступающего в турбину из паровых молотов, прессов и т. д., резко колеблется, то магистраль мятого пара иногда соединяют или с магистралью отработавшего пара турбины с противодавлением, или с магистралью регулируемого отбора.

      Таким образом, турбина мятого пара, использующая отработавший пар турбины, с противодавлением вместе с последней образует как бы двухвальный агрегат конденсационного типа с регулируемым отбором пара для теплофикации. Указанная комбинация двух турбин разных параметров позволяет расширить возможности использования турбины с противодавлением, отработавший пар которой поступает на отопление. В условиях отопительного сезона при максимальном использовании пара для отопления турбина мятого пара будет несколько недогружена по сравнению с летним периодом.

      Мощность  турбины мятого пара зависит только от количества мятого пара, поступающего в нее. Поэтому турбины мятого пара работают параллельно с турбинами конденсационного типа.

Турбина мятого пара Ленинградского металлического завода.

      При наличии на производстве пара низкого  потенциала, главным образом мятого пара паровых машин, применяют турбины  мятого пара. На рис. 1 изображена турбина  мятого пара МК-6-1 Ленинградского металлического завода мощностью 6000 квт при 3000 об/мин. Турбина рассчитана на начальные параметры пара 1,2 ата при 110°С. Допустимо работать также паром при давлении 1,5 ата и при температуре до 150°С в течение не более двух часов.

      Проточная часть турбины состоит из одновенечной регулирующей ступени и трех ступеней давления с небольшой степенью реактивности. Подвод пара и регулирование турбины производятся при помощи поворотной диафрагмы, у которой против групп сопловых отверстий прорезаны окна. Вращая диафрагму при помощи поршневого сервомотора, можно открывать или закрывать соответствующие сопла полностью или частично. Полное открытие сопел достигается при экономической нагрузке 4800 квт. Перегрузка турбины до номинальной мощности достигается открытием перегрузочного клапана 4, подводящего пар в камеру 2 за регулирующим колесом.

      

      Рис.1. Турбина мятого пара МК-6-1 Ленинградского металлического завода

      Для уравновешивания осевых усилий от реактивности и разности диаметров дисков перед  регулирующим колесом установлен разгрузочный поршень 5. Со стороны высокого давления установлен комбинированный опорно-упорный подшипник. Концевые уплотнения гидравлические.

      Удельный  расход пара при расчетных параметрах у этой турбины колеблется в пределах от 13,5 до 15,9 кг/квт-час.

      Эта турбина устанавливалась для совместной работы с турбиной АПР-12, обеспечивая для последней непрерывный концевой отбор пара. Турбина МК-6-2 отличается от турбины МК-6-1 тем, что рассчитана на начальные параметры пара 1,8 ата при 150° С.

Предвключенные  паровые турбины

Принцип работы.

      Пар высокого давления нашёл широкое  применение не только для новых электростанций, но и при модернизации старых станций, построенных на низкие параметры пара. В последнем случае устанавливаются новые котлы высокого давления и предвключённые турбины, т. е, турбины высокого давления и высокой температуры с противодавлением, после которых отработавший пар используется в старых турбинах низкого давления. Таким образом, достигается большая экономия в расходе топлива, особенно значительная, если старые турбины работали при низких параметрах пара (13 - 18 ата).

      Устаревшие  турбины, как правило, не допускают большой влажности пара в последних ступенях вследствие недостаточной стойкости материалов против эрозии и отсутствия специальных мероприятий, уменьшающих вредное влияние влаги, поэтому при недостаточно высокой начальной температуре пара отработавший в предвключённой турбине пар необходимо подвергать вторичному перегреву, что делает установку весьма сложной.

      В предвключённых паровых турбинах предусматриваются два электрогенератора (рис.2), т.е., турбоагрегат является единым по паровому потоку, но с раздельной выработкой электроэнергии.

      

      Рис.2. Электрогенераторы  предвключённой паровой турбины

      Примером  предвключённых турбин для параметров пара 90 ата и 500°С могут служить турбины системы ХТГЗ мощностью по 25 мгвт.

Предвключённая  турбина Харьковского турбинного завода.

      Предвключённая  турбина ХТГЗ мощностью 25000 квт с противодавлением   31 ата (ВР-25-1) изображена на рис.3 и 4. Изоэнтропический перепад тепла составляет всего лишь 75,2 ккал/кг, вследствие чего расход пара при номинальной мощности равен 389 т/час.

      

      Рис.3. Предвключённая турбина  ХТГЗ

      Проточная часть турбины состоит из семи ступеней давления, первая из которых  имеет две ступени скорости.

      Внутренний  кпд. турбины 0,775, кпд на клеммах генератора  0,755.

      Температура пара за турбиной составляет 362°С, что  допускает его использование  в турбинах низкого давления без  промежуточного перегрева.

      Вес турбины без масляного бака и стопорного клапана — 57 т; общий вес турбины — 71 т; вес ротора 4,8 т; n_k = 3780 об/мин.

      Предвключённая  турбина XГГЗ мощностью 25000 квт противодавлением      18 ата (ВР-25-2) имеет на две ступени больше, чем турбина ВР-25-1, так как для неё изоэнтропический перепад тепла составляет 107 ккал/кг. Она расходует пар в количестве 274 т/час и имеет почти такой же кпд, как турбина ВР-25-1. Температуря пара за турбиной 300°С.

      Вес турбины 60 т, вес ротора 5,2 т. n_k = 3680 об/мин.

      На  рис.4 показана принципиальная схема регулирования скорости и давления предвключённых турбин ХТГЗ. Вместо центробежного маятника в схеме регулирования предусмотрен центробежный насос 2, импульс от которого подводится к регулятору давления масла 5, образующему вместе е насосом регулятор скорости.

      

      Рис.4. Принципиальная схема  регулирования скорости и давления предвключённых турбин ХТГЗ

      Эта система регулирования разработана  ХТГЗ совместно со Всесоюзным теплотехническим институтом им. Дзержинского (ВТИ).

      Аналогичное гидродинамическое регулирование ВТИ было установлено и испытано на некоторых действующих турбинах.

 

Предвключённая  турбина Ленинградского металлического завода.

      Предвключённая турбина Ленинградского металлического завода — одноцилиндровая, типа ВР-25, при 3000 об/мин, при параметрах пара р₀ = 125 ата,       t₀—450°С и противодавлением 34 ата. Турбина предназначена для надстройки установок, работающих паром с начальными параметрами 29 ата и 400°С. Так как при некоторых режимах температура отработавшего пара может снижаться до 300°С и ниже, то за турбиной установлен промежуточный пароперегреватель, повышающий температуру пара до 410—415° С. Проточная часть турбины состоит из двухвенечного регулирующего колеса и восьми активных ступеней давления.