Файл: Нигматулин И.Н. Тепловые двигатели учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 259

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

полость трансформатора давления 5 соединена с полостью всасываю­ щей линии насоса 4. Напорная линия насоса соединяется с нижней полостью цилиндра трансформатора 5. Следовательно, при устано­ вившейся электрической нагрузке турбины в импульсной 8 и напор­ ной линиях устанавливаются постоянные давления. При этом золот­ ник трансформатора 5 является неподвижным, так как разность между

Рис. 1-43. Схема гидродинамического

регулирования конденсационной т у р ­

бины

К Т З

давлениями нагнетания и всасывания уравновешивается цилиндри­ ческой пружиной трансформатора 5. К нижним частям золотников 6 и сервомотора 7 масло поступает из импульсной линии 8 через дрос­ сельную диафрагму 10. Нагрузка турбины изменяется от изменения давления в импульсной линии 5. Например, при уменьшении электри­

ческой нагрузки число оборотов турбины растет и

давление масла

в импульсной линии повышается. Отсечные золотники

трансформатора

давления 5 и главного сервомотора 6 поднимаются вверх. Верхнее ок­ но главного сервомотора 7 соединяется с нижней камерой отсечного золотника 6, и масло идет в систему маслопроводов на всасывающую линию насоса-регулятора 4. Клапаны закрываются (показано стрел­ кой вверху главного сервомотора), и снова восстанавливается рабочее число оборотов турбины.

Все органы регулирования выполнены в одном блоке, который уста­ навливается на крышке упорного подшипника. Схема регулирования

89


КТЗ полностью себя оправдала и широко применяется заводом на практике.

Бесшарнирный регулятор скорости JTM3. На переднем конце вала

1 турбины

закреплен

в

осевом направлении

регулятор

скорости

2

 

,

 

 

(рис.

1-44). Между

соплом 6

 

 

 

 

и

пластинкой

5

устанавли­

 

 

 

 

вается

 

определенный

зазор

 

 

 

 

а. Положение пластинки 5 и

 

 

 

 

зазора

 

а

определяется

чис­

 

 

 

 

лом

оборотов

ротора.

Из­

 

 

 

 

менение

нагрузки

турбины

 

 

 

 

сопровождается

изменениями

 

 

 

 

числа оборотов и зазора а.

 

 

 

 

Например,

нагрузка

турбины

 

 

 

 

уменьшается,

число

ее обо­

 

 

 

 

ротов

растет,

центробежная

 

 

 

 

сила

грузов

4

увеличивает­

 

 

 

 

ся,

 

растягивается

ленточная

 

 

 

 

пружина

3

 

регулятора

ско­

 

 

 

 

рости

2

и

 

возрастает

зазор

 

 

 

 

а,

что

приводит

к

увеличе

 

 

 

 

нию слива

 

масла

из сопла

6

 

 

 

 

и понижению его давления

в

 

 

 

 

камере

б.

 

Под

давлением

 

 

 

 

масла

в

полости

в

смещает­

 

 

 

 

ся поршень 7 заодно зо­

 

 

 

 

лотником

 

вверх,

 

что

вы­

 

 

 

 

зывает

соответствующие из­

 

 

 

 

менения

в

 

системе

регули­

 

 

 

 

рования

и

 

прикрытие

регу­

 

 

 

 

лирующих

 

клапанов.

Пор­

 

 

 

 

шень

7

будет

смещаться

до

 

 

 

 

тех

пор,

пока

не

восстано­

 

 

 

 

вятся

величина

слива масла

 

 

 

 

из

сопла 6,

первоначальный

 

 

 

 

зазор а, давление

масла в по­

Рис . 1-44.

Бесшарнирный

регулятор

лости

б

и

 

соответствующий

скорости типа

Л М З

им

 

новый

 

режим

работы

 

 

 

 

турбины. Рабочий

ход

плас­

тины 5 при коэффициенте неравномерности регулирования 4% составляет примерно 2 мм.

Основным преимуществом конструкции регулятора скорости ЛМЗ

является отсутствие трения скольжения, что повышает

надежность

его работы и снижает коэффициент нечувствительности

практически

до нуля. Все современные турбины, выпущенные за последние годы заводом, оснащены бесшарнирными регуляторами скорости, полно­ стью себя оправдавшими в работе.

Приспособление для изменения числа оборотов турбины (син­ хронизатор). Анализ принципиальных схем регулирования показы-

90


вает, что изменение нагрузки турбины приводит к изменению числа оборотов. Таким образом, для изолированно работающего турбоге­ нератора число оборотов его зависит от нагрузки, т. е. каждой наг­ рузке турбины соответ­ ствует вполне опреде­ ленное число оборотов.

Пределы изменения чис­ ла оборотов в этом слу­ чае зависят от степени неравномерности регу­ лятора (обычно при ра­ боте на электрический генератор неравномер­ ность не превышает 6% от номинального рабо­ чего числа оборотов турбины п0).

 

Если

 

турбогенера­

 

тор

работает

на

элект­

 

росеть

параллельно

с

 

другими

турбогенерато­

 

рами,

то

его

число

 

оборотов

 

определяется

 

частотой

сети.

В

этом

 

случае

турбина

должна

 

работать с

номинальным

 

(рабочим)

 

числом

обо­

 

ротов

во

всем

диапазо­

 

не

изменений

нагрузки.

 

Это осуществляется

спе­

 

циальным

 

приспособле­

 

нием

для

изменения

 

числа

оборотов — син­

 

хронизатором.

 

 

 

 

 

 

Конструкции

 

прис­

 

пособлений для

измене­

 

ния числа оборотов весь­

 

ма

разнообразны.

 

На

 

рис. 1-45

 

представлены

 

основные

 

схемы

этих

 

приспособлений.

В схе­

 

ме на

рис.

1-45,

а в до­

 

полнение

 

к

принципи­

Рис. 1-45. Схемы приспособлений для регу-

альной

 

схеме

регули­

рования

предусмотрена

лирования числа оборотов

пружина

2

с

махович­

 

ком

3 для изменения

ее

натяга, которая и выполняет функции син­

хронизатора. Из

этой схемы следует, что грузы центробежного регуля­

тора при изменении числа оборотов турбины воздействуют на пружины

91


1 и 2. Например, при повышении числа оборотов грузы центробеж­ ного регулятора одновременно сжимают пружину / и растягивают пру­ жину 2, перемещая муфту Е вверх. Первоначальное натяжение пру­ жины 2 может в некоторых пределах произвольно изменяться враще­ нием маховичка 3, в который на резьбе входит винт, связанный с пру­ жиной 2. Изменяя предварительное натяжение пружины 2, будем изменять натяжение пружины 1 и положение муфты Е. Например, увеличивая натяжение пружины 2, будем ослаблять натяг пружины 1 и опускать муфту Е вниз, что при установившемся новом положении золотника сервомотора изменит открытие регулирующего клапана и мощность при практически неизменном числе оборотов турбины. Та­ ким образом, изменяя натяжение пружины 2, можно изменять поло­ жение муфты Е и соответственно мощность турбины.

Из схемы на рис. 1-45, б следует, что гильза Б золотника может перемещаться при помощи маховичка 4, связанного с гильзой хвосто­ виком с резьбой. При произвольном перемещении гильзы вверх или вниз среднее положение поршня А золотника будет достигаться при различных положениях муфты центробежного регулятора. Каждому положению гильзы Б при среднем положении золотника А соответ­ ствуют вполне определенное положение муфты Е и открытие регу­ лирующего клапана. Таким образом, воздействуя на перемещение гильзы Б, можно изменить степень открытия регулирующего клапана и расход пара в турбину.

Из схемы на рис. 1-45, в видно, что точка качания А рычага может перемещаться вращением маховичка Б. Перемещение точки качания рычага позволяет вывести золотник сервомотора из среднего поло­ жения и изменить как степень открытия регулирующего клапана, так и расход пара через турбину. Изменение расхода пара позволяет изме­ нить мощность турбины.

Из схемы рис. 1-42 видно, что регулирование числа оборотов и нагрузки турбины осуществляется перемещением буксы 7, что дает возможность уменьшать или увеличивать слив масла через трубку 6 и изменять давление масла под поршнем 10. В соответствии с изме­ нением давления масла под поршнем 10 сервомотора регулирующий клапан 12 будет открываться или прикрываться, увеличивая или уменьшая расход пара через турбину.

§ 1-25. Статическая характеристика регулирования

При фиксированном положении синхронизатора каждому значе­ нию числа оборотов соответствуют вполне определенное положение муфты регулятора и мощность на зажимах генератора. Замеряя мощ­ ность турбины и число оборотов, можно получить зависимость изме­

нения

мощности

N3

от числа оборотов

п — статическую характерис­

тику

регулирования

турбины.

 

 

На

рис. 1-46,

а дано изменение N3

от п при фиксированном поло­

жении

синхронизатора. Кривая

аЬ показывает изменение Na в функ­

ции от п при повышении нагрузки от холостого хода до N™ах. Степенью

неравномерности

регулирования

называется отношение

92


100% = 8,

(1-157)

где «!— число оборотов турбины при холостом ходе; п2— число обо­ ротов турбины при номинальной нагрузке; ( п 4 + п2 )/2 — среднее чис­ ло оборотов турбины при определенном фиксированном положении синхронизатора.

Если за среднее число оборотов принять номинальное п0, то (1-157) примет вид

8 =

100 о/0.

(1-158)

От характера кривой изменения N3 от п зависит работа регули­

рования турбины. Чтобы

обеспечить нормальную работу

турбины,

т. е. плавное изменение N3

от п, степень неравномерности

должна

находиться в пределах 4 4 - 6% .

 

Если определить изменение мощности в зависимости от числа обо­ ротов турбины при ее уменьшении от Л/ т | х до холостого хода, то полу­

чим несколько отличную

зависимость

 

 

N3 от п. На рис.

1-46, а эта

зависи­

n.oS/мин

 

мость представлена кривой aibi.

Раз­

 

ность между числом оборотов, взятым

 

 

по кривой афи

 

и

числом

оборотов,

 

 

взятым по

кривой

аЪ для

одной и

 

 

той же мощности N3, обозначают 2Дп

 

 

и называют

самопроизвольным изме­

 

 

нением

числа

 

оборотов.

Значение

 

 

2Дп =

+ An — (•—An)

 

представляет

S)

 

собой такое изменение

числа

оборо­

 

п,о 5/мин

 

тов, при котором

регулятор находит­

 

 

ся в состоянии

равновесия

/ — / и не

 

 

может

преодолеть

сопротивления

в

 

 

сочленениях

 

самого

регулятора,

в

 

 

сочленениях,

связывающих

муфту

 

 

регулятора

с золотником, и в

самом

 

 

золотнике. Положительный

знак при

 

 

An означает

повышение

числа обо­

 

 

ротов турбины

от

установившегося

 

М3,кЪт

среднего значения,

необходимое для

 

преодоления

указанных

 

сопротивле­

Рис. 1-46. Статическая ха­

ний, чтобы

вывести регулятор из сос­

рактеристика регулирования

тояния

равновесия; отрицательный—•

турбины

понижение числа

 

оборотов

от

уста­

 

 

новившегося

 

среднего

 

значения,

 

необходимое для

преодоления

вредных сопротивлений и вывода регулятора из состояния

равновесия.

Численное значение 2Дп зависит от степени нечувствительности регу­ лирования. Отношение 2Д«/п0 , выраженное в процентах, носит наз­ вание степени нечувствительности системы регулирования:

(2Ып0) 100%. (1-159)

93