Турбины с противодавлением

Теплоты и электрической энергии

 

Основным видом теплоснабжения, используемого для обеспечения тепловой энергией социальных и производственных объектов, в РФ является централизованное теплоснабжение посредством комбинированной выработки теплоты и электрической энергии на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). Упрощенная тепловая схема отопительной ТЭЦ показана на рис. 16.1.

Рис. 16.1. Тепловая схема отопительной ТЭЦ

Паровые турбины ТЭЦ, предназначенные для выработки не только электрической, но и тепловой энергии, относятся к классу теплофикационных. Они выполняются с конденсацией пара и без нее. В первом случае турбины имеют отопительный (регулируемый) отбор пара для отопления зданий (турбины Т) или производственный отбор для обеспечения технологических потребностей промышленных предприятий (турбины П), а также с совмещением отборов (турбины ПТ). Турбины, в которых после расширения водяной пар направляется не в конденсатор, а производственному потребителю, называют турбинами с противодавлением (тип Р). Кроме того, в эксплуатации находятся турбины типа ПР с промышленным отбором пара и противодавлением. Регулирующими органами, обеспечивающими необходимый расход водяного пара в отопительные отборы, являются поворотные диафрагмы, а в производственные – регулирующие клапаны.

 

Турбины с противодавлением

 

Для турбин с противодавлением характерен режим эксплуатации по тепловому графику, при котором расход водяного пара определяется производственным потребителем. Поэтому графики выработки тепловой и электрической энергий не совпадают, что предопределяет необходимость работы таких турбин параллельно с конденсационными турбинами (рис. 16.2). При этом турбина с противодавлением вырабатывает электроэнергию, определяемую расходом пара G_П тепловому потребителю: . В периоды останова таких турбин снабжение потребителя осуществляется через редукционно-охладительную установку (РОУ).

Рис. 16.2. Схема включения паровой турбины с противодавлением 1

параллельно с конденсационной турбиной 2

 

  Диаграмма режимов турбины типа Р, выражающая зависимость G₀=f(N _Э, p _п) расхода свежего пара от электрической мощности и противодавления р_п, показана на рис. 16.3.

Диаграммы режимов получают либо путем расчета турбины на переменный режим, либо экспериментально. В общем случае они не являются прямыми линиями, однако во многих случаях в практических расчетах их считают прямыми. Значительное отклонение от прямой наблюдается только при малых значениях мощности, когда КПД турбины значительно уменьшается. Она будет равна нулю (N_э = 0) при холостом ходе турбоагрегата, когда энергия пара, поступающего в турбину в количестве G_х.х., тратится только на поддержание ее номинальной частоты вращения (расходуется на преодоление трения в подшипниках и о паровую среду).

 

Рис. 16.3. Диаграмма режимов паровой турбины с противодавлением

Из рис.16.3 видно, что турбины типа Р целесообразно применять для тепловых потребителей, нагрузка которых поддерживается неизменной в течение года (например, для химического производства). Тогда противодавление р_п будет постоянным. При изменении расхода G_п и постоянном значении G₀ противодавление изменяется. Для поддержания постоянного значения противодавления турбина Р снабжается помимо регулятора скорости регулятором давления. Обычно такие турбины выполняются как часть высокого давления конденсационной турбины с сопловым парораспределением.