Файл: Усов С.В. Основы эксплуатации электрических станций конспект лекций.pdf

обходимый расход пара при новой нагрузке; DMai<c-—макси­ мально возможный расход пара при полном открытии паро­ впускных клапанов.

Характер изменения давления во вторичном пароперегре­ вателе при различных отношениях DMai<c/D0 показан на.

рис. 64.

В реальных условиях регулирования этот способ большого выигрыша в скорости набора нагрузки ЦВД не дает, так как резерв пропускной способности проточной части цилиндра высокого давления невелик (7—8%) и, кроме того, параметры

Риг 64

пара перед турбиной при резком увеличении его расхода па­ дают. В результате расход пара оказывается ниже теоретиче­ ского и скорость набора нагрузки почти не увеличивается. На рис. 65 показан ход реального процесса при перерегулирова­ нии подачи пара, ограниченном проходным сечением проточ­ ной части ЦВД.

2. Отключение подогревателей низкого давления. Схема установки для ограничения отборов низкого давления приве­ дена на рис. 66. При необходимости повышения нагрузки ЦВД останавливается насос 5 и отключаются отборы / и 2. Конденсат при этом собирается во вспомогательном баке 3, а питание котла на время повышенной нагрузки осуществля­ ется за счет запаса питательной воды в баке деаэратора 4.

Пар отборов поступает теперь в конденсатор и повышает мощность турбины. Как можно видеть на рис. 67, время, не-

S9

•обходимое для повышения давления в промежуточном паро­ перегревателе, в этом случае больше, чем в случае пропорцио­

нального изменения нагрузки увеличения расхода свежего пара, а следовательно, получается замедление процесса, а не

его ускорение. Вторым недостатком такого способа является понижение экономичности работы турбины на все время ра-

90

боты с повышенной нагрузкой. Кроме того, усложняется теп­ ловая схема турбины. По-видимому, этот способ перспективы не имеет.

3.Впрыск конденсата

влинию промежуточного

на диаграмме рис. 69, где кривые 1 относятся к про­ порциональному повыше­ нию расхода пара при увеличении нагрузки тур­ бины, а кривые 2 — к ме­ тоду «впрыска», этот метод значительно уско­ ряет процесс набора на­

грузки в ЦВД. При необходимости повысить нагрузку тур­ бины открывают вентиль В (см. рис. 68) и впрыскивают

высокого давления не испытывает резких температурных коле­

91

баний, паровой котел чувствует себя легче, так как дополни­ тельный пар получается за счет постороннего источника.

На рис. 70 показано изменение температуры перегрева пара после промперегревателя, а также изменение влажности этого пара. Как видно, температура пара падает, а влажность его растет, и это является единственным недостатком метода впрыска, так как экономичность работы турбины при таком изменении параметров несколько падает.

Определение циклических температурных напряжений и допустимой частоты и амплитуды колебаний мощности паровой турбины

Уравнение теплопроводности Фурье в случае трехмерного температур­ ного поля упрощается принятием

дуdz3

и сводится к плоской одномерной задаче

dt = J__ дЧ dx а дх-

Общнй интеграл этого уравнения

t° = Ср + TKapPlu) exp {j [ют + <?(«)]},

где p — некоторая функция от угловой частоты ю,

р[и) = уА(cos и ch «)2-J-(sin и sh и)-;

ю

2а

<? — также некоторая функция от угловой частоты ю,

<р= агctg. sin и sh и cos и ch и

а — коэффициент температуропроводности,

_ _Х

а ~ п '

Значения р и <р вычисляют или определяют по вспомогательным номо­ граммам.

Зная размах колебании температуры острого пара AD, можно легко

определить А,ар (размах колебаний температуры на наружной поверхности цилиндра) и Аш, (то же на внутренней поверхности):

Авн

С

92

где С — коэффициент эффективности амплитуды колебании температуры

.острого пара,

c= / ( ‘ +w)s+ ( #

Bi — критерий Био,

Рис. 71

При малых частотах колебаний температуры пара, т. е. при

-Ъ- 0,

- V - 2а

величина — 0 и циклические температурные напряжения равны нулю:

0. Р

При больших частотах колебаний £/р->-1. В этом случае

S.E А п

1 - , х

Для больших значений Bi С -+ I, —Д -> AD, ац/о -+ ац,<,ыакс.

С

Зависимость ац ,0 от частоты колебаний нагрузки показана на рис. 71.

93

Г Л А В А IV

МАНЕВРЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИДРОТУРБИН

Под маневренными характеристиками гидротурбин под­ разумеваются показатели, определяющие регулировочный диапазон турбин, их пусковые характеристики, способность участвовать в регулировании частоты и покрытии быстро из­ меняющихся нагрузок, а также в ликвидации системных ава­ рийных ситуаций. Сюда также относится скорость перевода гидроаккумулирующих станций в насосный режим и обратно.

§ 26. Пусковые режимы

Гидротурбины — тихоходные машины, рабочая темпера­ тура которых не отличается от температуры окружающей среды, и поэтому с точки зрения эксплуатации они значитель­ но проще паровых турбин.

Их пуск производится за несколько десятков секунд (30—60), а то обстоятельство, что естественный выбег у них длится больше, чем у паровых турбин, не вызывает затрудне­ ний, так как при необходимости в любой момент времени ма­ шина, находящаяся на выбеге, может быть переведена в ре­ жим пуска, а система тормозов-домкратов позволяет сокра­ тить продолжительность остановки до 3—5 минут.

Сложнее обстоит дело с пуском агрегатов гидроаккумули­ рующих станций (ГАЭС), которые приобретают все более ши­ рокое распространение в энергетических системах для получе­ ния дешевой пиковой мощности. В последнее время отмеча­ ется определенная тенденция предпочтительного применения обратимых агрегатов перед трехмашинными и четырехмашин­ ными из-за меньшей стоимости машинного оборудования и строительных сооружений. Однако при этом усложняются пусковые режимы, так как обратимые агрегаты нельзя пускать в насосном режиме обычным способом из-за того, что направление их вращения в этом режиме противоположно на­ правлению вращения в генераторном режиме.

Для пуска обратимых агрегатов были предложены гидрав­ лические вспомогательные пусковые устройства, однако из-за их высокой стоимости они не получили широкого распростра­ нения и в настоящее время используются исключительно элек­ трические способы пуска.

Обычно условия, которые ставятся при выборе способа пуска, сводятся к следующим двум положениям.

1. Длительность пуска с учетом перевода агрегата в дру­ гой режим должна быть невелика, не более 2—3 минут.

94

2. Пусковые токи должны быть небольшими во избежание возникновения чрезмерных усилий в лобовых частях статор­ ной обмотки, а также недопустимого понижения напряжения на шинах станции и в узлах нагрузки. Как правило, требу­ ется, чтобы понижение напряжения при пуске обратимого агрегата не превосходило 2—3%.

Выполнение этих требований при любых способах пуска облегчается, если уменьшить начальный момент трения, для чего обратимые агрегаты снабжаются выжимными подпятни­ ками с подачей масла под давлением, что позволяет свести начальный момент трения до пренебрежимо?! величины в 0,1— 0,2% номинального момента.

Пусковой момент зависит также от того, заполнено ра­ бочее колесо водой или нет. В большинстве случаев при пускеагрегата прибегают к вытеснению воды из спиральной камеры и рабочего колеса сжатым воздухом, что снижает пусковой момент до величины в 2—3% номинального момента при пол­ ной скорости вращения.

Электрические способы пуска можно разбить на четыре группы:-асинхронный, частотный, комбинированный и способпуска разгонным двигателем.

При асинхронном пуске генератор агрегата пускается как обычный синхронный двигатель с пусковой обмоткой прямым включением в сеть на полное или частично пониженное напря­ жение при нормальной частоте. При этом в роторных конту­ рах индуктируются токи, взаимодействие которых с вращаю­ щимся полем статора обусловливает появление двигательного асинхронного момента, начинающего вращать агрегат с уско­ рением. Величина момента зависит от скольжения и от пара­ метров двигателя, а также от квадрата приложенного напря­ жения.

По достижении подсинхронной скорости вращения включа­ ется возбуждение и двигатель втягивается в синхронизм.

Роль пусковой обмотки синхронного двигателя, увеличи­ вающей пусковой момент в двигателе обратимого агрегата до необходимого значения, играет демпферная система генерато­ ра, которая, как правило, должна быть усилена по сравнению с обычной.

Способ асинхронного пуска является наиболее простым, до­ ступным и дешевым. Пусковые моменты получаются при этом достаточно большими и длительность пуска вполне приемле­ мой (0,5—1,5 мин). Однако широкое применение этого спо­ соба ограничивается очень большими пусковыми токами, вызывающими глубокие посадки напряжения в сети и подвер­ гающими лобовые части статорной обмотки значительным ме­ ханическим усилиям. При частых пусках это последнее об- '

95