Файл: Клапанов в системе парораспределения.docx

Выработка электроэнергии турбоагрегатами всегда должна совпадать с ее потреблением. Следовательно, турбина должна иметь органы и устройства, позволяющие изменять ее мощность в зависимости от потребности в электроэнергии, иными словами, турбина должна иметь механизм управления.

Многие категории потребителей электрической энергии, и среди них некоторые механизмы собственных нужд электростанций, требуют очень точного поддержания частоты сети и, следовательно, частоты вращения турбогенераторов. В соответствии с ПТЭ частота электрической сети должна поддерживаться с точностью ± 0,1 Гц. В противном случае между отдельными участками энергосистемы может происходить самопроизвольное перераспределение мощности, вызывающее перегрузку одних электрических линий и недогрузку других.

Схема простейшей системы регулирования частоты вращения показана на рис.

Валик регулятора приводится в движение от вала турбины. На нём расположена муфта, которая может перемещаться вдоль него под действием приложенных сил. Грузы регулятора при вращении под действием центробежных сил стремятся разойтись и сдвинуть муфту влево. Фиксированное положение муфты на регуляторном валике будет тогда, когда центробежная сила, развиваемая грузами, уравновесится усилием в пружине растяжения. Если частота вращения 162 увеличивается, то грузы расходятся, если уменьшается, то пружина (2) перемещает муфту вправо. Совокупность муфты, грузов и пружины представляет собой датчик частоты вращения, часто называемый регулятором частоты вращения. К муфте через шарнир присоединен рычаг, поворачивающийся вокруг неподвижного шарнира и тем самым перемещающий клапан, впускающий пар в турбину.

Связь между мощностью турбины Nэ и частотой вращения называют статической характеристикой системы регулирования. Для её построения нужно отложить по оси абсцисс нагрузку турбины, а

---

по оси ординат – частоту вращения. Эта зависимость изображена на рис. 10.3 сплошной плавной линией.

11. Параллельнаяработатурбогенераторов.Синхронизаториего роль.

Турбины современных электростанций работают не изолированно, а параллельно на большую (ёмкую) энергосистему. При этом синхронизирующая сила поддерживает равенство частоты вращения турбоагрегатов и её совпадение с частотой сети.

Предположим, что в энергосистеме внезапно отключился потребитель некоторой мощности. Тогда из-за нарушения баланса потребления и выработки электроэнергии частота сети начнет повышаться, что вызовет увеличение частоты вращения всех турбоагрегатов и снижение вырабатываемой ими мощности, которое будет происходить до тех пор, пока не будет достигнуто равенство:

∆Nэ1 + ∆Nэ2 + ∆Nэ3 = ∆Nэ,

где ∆Nэ1, ∆Nэ2, ∆Nэ3 – соответствующие снижения мощности на отдельных турбоагрегатах; ∆Nэ – суммарное снижение мощности.


Из рассмотрения прямолинейной статической характеристики любого i-го турбоагрегата легко получить, что




т.е. относительное изменение мощности турбоагрегата прямо пропорционально изменению частоты вращения и обратно пропорционально степени неравномерности. Таким образом, увеличение частоты вращения всех турбоагрегатов при снижении мощности всей энергосистемы на значение ∆Nэ определяется соотношением.


откуда следует

---

Таким образом, при изменении нагрузки в сети, приводящей к изменению её частоты, автоматически изменяются мощности турбоагрегатов в соответствии с их статическими характеристиками.

В реальных энергосистемах мощность в течение суток может изменяться вдвое и более, и поэтому изменения частоты сети будут еще существеннее. Поэтому возникает задача поддержания частоты сети в очень узких пределах при любой нагрузке энергосистемы. Эта задача разрешается с помощью специального механизма управления турбиной (МУТ), который часто называют синхронизатором, так как им пользуются для точной подгонки частоты вращения при синхронизации турбины перед включением её в сеть.

НА 20.04.23

11. Сервомоторноерегулирование.Системарегулированияс быстроходнымрегуляторомскоростиигидравлическими

связями.

Центробежные регуляторы турбин не соединяют непосредственно с парораспределительными органами, а воздействуют на них через вспомогательный усилительный механизм, называемый сервомотором.

Поэтому в современных системах используют в основном гидравлические связи, не подвергающиеся износу и не приобретающие нечувствительности со временем.

В системах регулирования современных паровых турбин регуляторы частоты вращения центробежного типа имеют специальную конструкцию, позволяющую им работать непосредственно на валу турбины. На рис. показана принципиальная схема регулирования с быстроходным регулятором частоты вращения и гидравлическими связями.



Перемещение регулирующего клапана (15), который управляет подачей пара в турбину (16), осуществляет сервомотор (14), представляющий собой цилиндр с движущимся внутри

---

поршнем.

При подаче рабочей жидкости под давлением в полость над поршнем и сообщении полости под поршнем с областью пониженного давления (сливом) поршень перемешается вниз и закрывает регулирующий клапан. При подаче рабочей жидкости под поршень регулирующий клапан открывается.

11. 1   2   3   4   5   6   7

---

Системазащитытурбоагрегата.

Паровая турбина оснащается системой защиты, автоматически предохраняющей её от разрушения при различного рода неполадках как в ней самой, так и в элементах связанного с ней оборудования ТЭС.

Необходимость в немедленном прекращении подачи пара в турбину возникает при:

1. 
   увеличении частоты вращения сверх допустимой;
   
2. 
   недопустимом осевом сдвиге ротора относительно статора;
   
3. 
   недопустимом увеличении давления относительно статора;
   
4. 
   недопустимом снижении давления в системах смазки и регулирования.
   

Для предупреждения тяжелых последствий перечисленных явлений в любой турбине предусмотрена автоматическая защита.

На турбинах имеются:

1. 
   Защита от разгона
   

Система защиты турбины от разгона, так же как и любая система регулирования, состоит из датчика, промежуточных звеньев и исполнительных органов. Датчиком системы является автомат опасности. Основными деталями автомата являются два одинаковых бойка (дублирование увеличивает надёжность защиты), расположенных в радиальных сверлениях. Центры тяжести бойков смещены относительно оси вращения так, что центробежные силы стремятся выдвинуть бойки из сверлений, чему препятствуют сжатые пружины.

2. 
   Защита от осевого сдвига ротора
   

В качестве импульса для работы системы защиты по осевому сдвигу служит значительное перемещение гребня упорного подшипника, например при расплавлении баббитовой заливки колодок. Обычно применяют датчики гидравлического или электрического типа.

3. 
   Защита от повышения давления в конденсаторе
   

---