Regole per il collaudo delle turbine a vapore di testa per le navi. Riassunto: Prove termiche di turbine a vapore e apparecchiature per turbine. Efficienza del sistema di rigenerazione e dei riscaldatori di rete

Prove termiche di turbine a vapore
e apparecchiature per turbine

Negli ultimi anni, nel settore del risparmio energetico, è aumentata l'attenzione agli standard di consumo di carburante per le imprese che producono calore ed elettricità, pertanto, per le imprese produttrici, stanno diventando importanti gli indicatori reali dell'efficienza delle apparecchiature termiche ed elettriche.

Allo stesso tempo, è noto che gli indicatori di efficienza effettivi in ​​condizioni operative differiscono da quelli calcolati (di fabbrica), pertanto, al fine di normalizzare oggettivamente il consumo di carburante per la produzione di calore ed elettricità, è consigliabile testare le apparecchiature.

Sulla base dei materiali di prova delle apparecchiature, le caratteristiche energetiche standard e un modello (procedura, algoritmo) per il calcolo dei tassi specifici di consumo di carburante vengono sviluppati in conformità con RD 34.09.155-93 "Linee guida per la compilazione e il contenuto delle caratteristiche energetiche delle apparecchiature delle centrali termoelettriche" e RD 153-34.0-09.154 -99 "Norme sulla regolamentazione del consumo di carburante nelle centrali elettriche".

Il collaudo delle apparecchiature di potenza termica è di particolare importanza per gli impianti operativi con apparecchiature messe in funzione prima degli anni '70 e dove caldaie, turbine e apparecchiature ausiliarie sono state modernizzate e ricostruite. Senza test, la normalizzazione del consumo di carburante in base ai dati calcolati porterà a errori significativi non a favore delle imprese produttrici. Pertanto, i costi dei test termici sono insignificanti rispetto ai benefici che ne derivano.

Gli obiettivi dei test termici delle turbine a vapore e delle apparecchiature a turbina: determinazione dell'effettiva efficienza; ottenere caratteristiche termiche; confronto con le garanzie del produttore; ottenimento di dati per la standardizzazione, il monitoraggio, l'analisi e l'ottimizzazione del funzionamento di apparecchiature a turbina; ottenere materiali per lo sviluppo di caratteristiche energetiche; sviluppo di misure per migliorare l’efficienza

Gli obiettivi del test rapido delle turbine a vapore sono: determinare la fattibilità e la portata delle riparazioni; valutazione della qualità e dell'efficacia delle riparazioni o della modernizzazione; valutazione della variazione attuale dell’efficienza della turbina durante il funzionamento.

Le moderne tecnologie e il livello di conoscenza ingegneristica consentono di modernizzare economicamente le unità, migliorarne le prestazioni e aumentarne la durata.

Gli obiettivi principali della modernizzazione sono:

• riduzione del consumo energetico dell'unità compressore;
• aumento delle prestazioni del compressore;
• aumentare la potenza e l'efficienza della turbina di processo;
• riduzione del consumo di gas naturale;
• aumentare la stabilità operativa delle apparecchiature;
• riducendo il numero di parti aumentando la pressione dei compressori e facendo funzionare le turbine su un numero inferiore di stadi mantenendo e persino aumentando l'efficienza della centrale elettrica.

Il miglioramento degli indicatori energetici ed economici dell'unità turbina viene effettuato attraverso l'uso di metodi di progettazione modernizzati (risoluzione di problemi diretti e inversi). Sono collegati:

• con l'inclusione di modelli più corretti di viscosità turbolenta nello schema di calcolo,
• tenendo conto del profilo e dell'ostruzione terminale da parte dello strato limite,
• eliminazione dei fenomeni di separazione con un aumento della diffusività dei canali interscapolari e un cambiamento nel grado di reattività (pronunciata instabilità del flusso prima che si verifichi il picco),
• la capacità di identificare un oggetto utilizzando modelli matematici con ottimizzazione genetica dei parametri.

L’obiettivo finale della modernizzazione è sempre quello di aumentare la produzione del prodotto finale e ridurre al minimo i costi.

Un approccio integrato alla modernizzazione delle apparecchiature a turbina

Quando si esegue la modernizzazione, Astronit utilizza solitamente un approccio integrato, in cui vengono ricostruiti (modernizzati) i seguenti componenti dell'unità tecnologica della turbina:

• compressore;
• turbina;
• supporti;
• compressore-compressore centrifugo;
• intercooler;
• animatore;
• Sistema di lubrificazione;
• sistema di purificazione dell'aria;
• sistema automatico di controllo e protezione.

Modernizzazione delle apparecchiature di compressione

Le principali aree di modernizzazione praticate dagli specialisti Astronit:

• sostituzione delle parti di flusso con parti nuove (le cosiddette parti di flusso sostituibili, comprese giranti e diffusori a pale), con caratteristiche migliorate, ma entro le dimensioni degli alloggiamenti esistenti;
• ridurre il numero di fasi migliorando la parte del flusso basata sull'analisi tridimensionale nei moderni prodotti software;
• applicazione di rivestimenti facilmente lavorabili e riduzione dei giochi radiali;
• sostituzione delle guarnizioni con altre più efficienti;
• sostituzione dei cuscinetti dell'olio del compressore con cuscinetti “a secco” mediante sospensione magnetica. Ciò consente di eliminare l'utilizzo di olio e migliorare le condizioni di funzionamento del compressore.

Implementazione di moderni sistemi di controllo e protezione

Per aumentare l'affidabilità e l'efficienza operativa, vengono introdotte strumentazioni moderne, sistemi digitali di controllo e protezione automatici (sia le singole parti che l'intero complesso tecnologico nel suo insieme), sistemi diagnostici e sistemi di comunicazione.

• TURBINE A VAPORE
• Ugelli e lame.
• Cicli termici.
• Ciclo Rankine.
• Disegni di turbine.
• Applicazione.
• ALTRE TURBINE
• Turbine idrauliche.
• Turbine a gas.

Scorri verso l'alto Scorri verso il basso

Anche in tema

• CENTRALE DI ENERGIA AEREA
• ENERGIA ELETTRICA
• CENTRALI ELETTRICHE E PROPULSIONI NAVI
• IDROELETTRICO

TURBINA

TURBINA, un motore primo con movimento rotatorio dell'elemento di lavoro per convertire l'energia cinetica del flusso di un fluido di lavoro liquido o gassoso in energia meccanica sull'albero. La turbina è costituita da un rotore con pale (girante a pale) e un alloggiamento con tubi di derivazione. I tubi alimentano e scaricano il flusso del fluido di lavoro. Le turbine, a seconda del fluido di lavoro utilizzato, sono idrauliche, a vapore e a gas. A seconda della direzione media del flusso attraverso la turbina, si dividono in assiale, in cui il flusso è parallelo all'asse della turbina, e radiale, in cui il flusso è diretto dalla periferia al centro.

TURBINE A VAPORE

Gli elementi principali di una turbina a vapore sono l'involucro, gli ugelli e le pale del rotore. Il vapore proveniente da una fonte esterna viene fornito alla turbina attraverso condutture. Negli ugelli l'energia potenziale del vapore viene convertita nell'energia cinetica del getto. Il vapore che fuoriesce dagli ugelli viene diretto verso lame di lavoro curve (appositamente profilate) situate lungo la periferia del rotore. Sotto l'azione di un getto di vapore, appare una forza tangenziale (circonferenziale) che fa ruotare il rotore.

Ugelli e lame.

Il vapore sotto pressione entra in uno o più ugelli fissi, nei quali si espande e da dove esce ad alta velocità. Il flusso esce dagli ugelli inclinato rispetto al piano di rotazione delle pale del rotore. In alcuni progetti, gli ugelli sono formati da una serie di lame fisse (apparato ad ugelli). Le pale della girante sono curvate nella direzione del flusso e disposte radialmente. In una turbina attiva (Fig. 1, UN) il canale di flusso della girante ha una sezione trasversale costante, cioè la velocità nel movimento relativo nella girante non cambia in valore assoluto. La pressione del vapore davanti e dietro la girante è la stessa. In una turbina a getto (Fig. 1, B) i canali di flusso della girante hanno sezione variabile. I canali di flusso di una turbina a getto sono progettati in modo tale che la portata al loro interno aumenti e la pressione diminuisca di conseguenza.

R1; c – palettatura della girante. V1 – velocità del vapore all'uscita dell'ugello; V2 – velocità del vapore dietro la girante in un sistema di coordinate fisso; U1 – velocità periferica della lama; R1 – velocità del vapore all'ingresso della girante in movimento relativo; R2 – velocità del vapore all'uscita dalla girante in movimento relativo. 1 – benda; 2 – scapola; 3 – rotore." title="Fig. 1. PALE DI UTILIZZO DELLA TURBINA. a – girante attiva, R1 = R2; b – girante reattiva, R2 > R1; c – pala della girante. V1 – velocità del vapore all'uscita dall'ugello; V2 – velocità del vapore dietro la girante in un sistema di coordinate fisso; U1 – velocità periferica della pala; R1 – velocità del vapore all'ingresso della girante in movimento relativo; R2 – velocità del vapore all'uscita dalla girante in movimento relativo 1 – benda; 2 – lama; 3 – rotore.">Рис. 1. РАБОЧИЕ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ. а – активное рабочее колесо, R1 = R2; б – реактивное рабочее колесо, R2 > R1; в – облопачивание рабочего колеса. V1 – скорость пара на выходе из сопла; V2 – скорость пара за рабочим колесом в неподвижной системе координат; U1 – окружная скорость лопатки; R1 – скорость пара на входе в рабочее колесо в относительном движении; R2 – скорость пара на выходе из рабочего колеса в относительном движении. 1 – бандаж; 2 – лопатка; 3 – ротор.!}

Le turbine sono generalmente progettate per essere posizionate sullo stesso albero del dispositivo che ne consuma l'energia. La velocità di rotazione della girante è limitata dalla resistenza dei materiali di cui sono costituiti il ​​disco e le pale. Per la conversione più completa ed efficiente dell'energia del vapore, le turbine sono realizzate a più stadi.

Cicli termici.

Ciclo Rankine.

In una turbina funzionante secondo il ciclo Rankine (Fig. 2, UN), il vapore proviene da una fonte di vapore esterna; Non vi è alcun riscaldamento aggiuntivo del vapore tra gli stadi della turbina, ci sono solo perdite di calore naturali.

Ciclo di riscaldamento.

In questo ciclo (Fig. 2, B) il vapore dopo le prime fasi viene inviato allo scambiatore di calore per un ulteriore riscaldamento (surriscaldamento). Ritorna poi alla turbina, dove avviene la sua espansione finale nelle fasi successive. L'aumento della temperatura del fluido di lavoro consente di aumentare l'efficienza della turbina.

Riso. 2. TURBINE CON DIVERSI CICLI TERMICI. a – ciclo Rankine semplice; b – ciclo con riscaldamento intermedio del vapore; c – ciclo con estrazione intermedia del vapore e recupero del calore.

Un ciclo con selezione intermedia e recupero del calore del vapore di scarto.

Il vapore in uscita dalla turbina possiede ancora una notevole energia termica, che solitamente viene dissipata nel condensatore. Parte dell'energia può essere recuperata condensando il vapore di scarico. Una parte del vapore può essere selezionata negli stadi intermedi della turbina (Fig. 2, V) e viene utilizzato per il preriscaldamento, ad esempio, dell'acqua di alimentazione o per qualsiasi processo tecnologico.

Disegni di turbine.

Il fluido di lavoro si espande nella turbina, quindi, per far passare la portata volumetrica aumentata, gli ultimi stadi (bassa pressione) devono avere un diametro maggiore. L'aumento del diametro è limitato dalle sollecitazioni massime ammissibili causate dai carichi centrifughi a temperature elevate. Nelle turbine a flusso diviso (Figura 3), il vapore passa attraverso diverse turbine o diversi stadi della turbina.

Riso. 3. TURBINE CON FLUSSO RAMIFICATO. a – turbina doppia parallela; b – doppia turbina ad azione parallela con flussi diretti in senso opposto; c – turbina con ramificazione del flusso dopo più stadi di alta pressione; d – turbina composta.

Applicazione.

Per garantire un'elevata efficienza, la turbina deve ruotare ad alta velocità, ma il numero di giri è limitato dalla resistenza dei materiali della turbina e dall'attrezzatura che si trova sullo stesso albero con essa. I generatori elettrici nelle centrali termoelettriche sono progettati per 1800 o 3600 giri al minuto e sono solitamente installati sullo stesso albero della turbina. Sullo stesso albero della turbina possono essere installati ventilatori e pompe centrifughe, ventilatori e centrifughe.

L'attrezzatura a bassa velocità è accoppiata a una turbina ad alta velocità tramite un riduttore, come nei motori marini dove l'elica deve ruotare da 60 a 400 giri al minuto.

ALTRE TURBINE

Turbine idrauliche.

Nelle moderne turbine idrauliche, la girante ruota in un involucro speciale con una coclea (turbina radiale) o ha una pala guida all'ingresso che fornisce la direzione del flusso desiderata. L'attrezzatura corrispondente (un generatore elettrico in una centrale idroelettrica) è solitamente installata sull'albero di una turbina idraulica.

Turbine a gas.

Una turbina a gas utilizza l'energia dei gas di combustione provenienti da una fonte esterna. Le turbine a gas sono simili nel design e nel principio di funzionamento alle turbine a vapore e sono ampiamente utilizzate nella tecnologia. Guarda anche CENTRALE ENERGETICA PER AEROMOBILI; ENERGIA ELETTRICA; IMPIANTI E PROPULSIONI NAVI; IDROELETTRICO.

Letteratura

Uvarov V.V. Turbine a gas e impianti turbogas. M., 1970
Verete A.G., Delving A.K. Centrali marine a vapore e turbine a gas. M., 1982
Trubilov M.A. e così via. Turbine a vapore e a gas. M., 1985
Sarantsev K.B. e così via. Atlante degli stadi di turbina. L., 1986
Gostelow J. Aerodinamica delle griglie delle turbomacchine. M., 1987

Prove termiche di turbine a vapore
e apparecchiature per turbine

Negli ultimi anni, nel settore del risparmio energetico, è aumentata l'attenzione agli standard di consumo di carburante per le imprese che producono calore ed elettricità, pertanto, per le imprese produttrici, stanno diventando importanti gli indicatori reali dell'efficienza delle apparecchiature termiche ed elettriche.

Allo stesso tempo, è noto che gli indicatori di efficienza effettivi in ​​condizioni operative differiscono da quelli calcolati (di fabbrica), pertanto, al fine di normalizzare oggettivamente il consumo di carburante per la produzione di calore ed elettricità, è consigliabile testare le apparecchiature.

Sulla base dei materiali di prova delle apparecchiature, le caratteristiche energetiche standard e un modello (procedura, algoritmo) per il calcolo dei tassi specifici di consumo di carburante vengono sviluppati in conformità con RD 34.09.155-93 "Linee guida per la compilazione e il contenuto delle caratteristiche energetiche delle apparecchiature delle centrali termoelettriche" e RD 153-34.0-09.154 -99 "Norme sulla regolamentazione del consumo di carburante nelle centrali elettriche".

Il collaudo delle apparecchiature di energia termica è di particolare importanza per gli impianti operativi con apparecchiature messe in funzione prima degli anni '70 e dove caldaie, turbine e apparecchiature ausiliarie sono state modernizzate e ricostruite. Senza test, la normalizzazione del consumo di carburante in base ai dati calcolati porterà a errori significativi non a favore delle imprese produttrici. Pertanto, i costi dei test termici sono insignificanti rispetto ai benefici che ne derivano.

Gli obiettivi dei test termici delle turbine a vapore e delle apparecchiature a turbina: determinazione dell'effettiva efficienza; ottenere caratteristiche termiche; confronto con le garanzie del produttore; ottenimento di dati per la standardizzazione, il monitoraggio, l'analisi e l'ottimizzazione del funzionamento di apparecchiature a turbina; ottenere materiali per lo sviluppo di caratteristiche energetiche; sviluppo di misure per migliorare l’efficienza

Gli obiettivi del test rapido delle turbine a vapore sono: determinare la fattibilità e la portata delle riparazioni; valutazione della qualità e dell'efficacia delle riparazioni o della modernizzazione; valutazione della variazione attuale dell’efficienza della turbina durante il funzionamento.

Le moderne tecnologie e il livello di conoscenza ingegneristica consentono di modernizzare economicamente le unità, migliorarne le prestazioni e aumentarne la durata.

Gli obiettivi principali della modernizzazione sono:

riduzione del consumo energetico dell'unità compressore;

aumento delle prestazioni del compressore;

aumentare la potenza e l'efficienza della turbina di processo;

riduzione del consumo di gas naturale;

aumentare la stabilità operativa delle apparecchiature;

riducendo il numero di parti aumentando la pressione dei compressori e facendo funzionare le turbine su un numero inferiore di stadi mantenendo e persino aumentando l'efficienza della centrale elettrica.

Il miglioramento degli indicatori energetici ed economici dell'unità turbina viene effettuato attraverso l'uso di metodi di progettazione modernizzati (risoluzione di problemi diretti e inversi). Sono collegati:

con l'inclusione di modelli più corretti di viscosità turbolenta nello schema di calcolo,

tenendo conto del profilo e dell'ostruzione terminale da parte dello strato limite,

eliminazione dei fenomeni di separazione con un aumento della diffusività dei canali interscapolari e un cambiamento nel grado di reattività (pronunciata instabilità del flusso prima che si verifichi il picco),

la capacità di identificare un oggetto utilizzando modelli matematici con ottimizzazione genetica dei parametri.

L’obiettivo finale della modernizzazione è sempre quello di aumentare la produzione del prodotto finale e ridurre al minimo i costi.

Un approccio integrato alla modernizzazione delle apparecchiature a turbina

Quando si esegue la modernizzazione, Astronit utilizza solitamente un approccio integrato, in cui vengono ricostruiti (modernizzati) i seguenti componenti dell'unità tecnologica della turbina:

compressore;

• compressore-compressore centrifugo;

  intercooler;

  animatore;

  Sistema di lubrificazione;

  sistema di purificazione dell'aria;

  sistema automatico di controllo e protezione.

Modernizzazione delle apparecchiature di compressione

Le principali aree di modernizzazione praticate dagli specialisti Astronit:

sostituzione delle parti di flusso con parti nuove (le cosiddette parti di flusso sostituibili, comprese giranti e diffusori a pale), con caratteristiche migliorate, ma entro le dimensioni degli alloggiamenti esistenti;

ridurre il numero di fasi migliorando la parte del flusso basata sull'analisi tridimensionale nei moderni prodotti software;

applicazione di rivestimenti facilmente lavorabili e riduzione dei giochi radiali;

sostituzione delle guarnizioni con altre più efficienti;

sostituzione dei cuscinetti dell'olio del compressore con cuscinetti “a secco” mediante sospensione magnetica. Ciò consente di eliminare l'utilizzo di olio e migliorare le condizioni di funzionamento del compressore.

Implementazione di moderni sistemi di controllo e protezione

Per aumentare l'affidabilità e l'efficienza operativa, vengono introdotte strumentazioni moderne, sistemi digitali di controllo e protezione automatici (sia le singole parti che l'intero complesso tecnologico nel suo insieme), sistemi diagnostici e sistemi di comunicazione.

TURBINE A VAPORE

Ugelli e lame.

Cicli termici.

Ciclo Rankine.

Ciclo di riscaldamento.

Un ciclo con selezione intermedia e recupero del calore del vapore di scarto.

Disegni di turbine.

Applicazione.

ALTRE TURBINE

Turbine idrauliche.

Turbine a gas.

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Anche in tema

CENTRALE DI ENERGIA AEREA

ENERGIA ELETTRICA

CENTRALI ELETTRICHE E PROPULSIONI NAVI

IDROELETTRICO

TURBINA

TURBINA, un motore primo con movimento rotatorio dell'elemento di lavoro per convertire l'energia cinetica del flusso di un fluido di lavoro liquido o gassoso in energia meccanica sull'albero. La turbina è costituita da un rotore con pale (girante a pale) e un alloggiamento con tubi di derivazione. I tubi alimentano e scaricano il flusso del fluido di lavoro. Le turbine, a seconda del fluido di lavoro utilizzato, sono idrauliche, a vapore e a gas. A seconda della direzione media del flusso attraverso la turbina, si dividono in assiale, in cui il flusso è parallelo all'asse della turbina, e radiale, in cui il flusso è diretto dalla periferia al centro.

TURBINE A VAPORE

Gli elementi principali di una turbina a vapore sono l'involucro, gli ugelli e le pale del rotore. Il vapore proveniente da una fonte esterna viene fornito alla turbina attraverso condutture. Negli ugelli l'energia potenziale del vapore viene convertita nell'energia cinetica del getto. Il vapore che fuoriesce dagli ugelli viene diretto verso lame di lavoro curve (appositamente profilate) situate lungo la periferia del rotore. Sotto l'azione di un getto di vapore, appare una forza tangenziale (circonferenziale) che fa ruotare il rotore.

Ugelli e lame.

Il vapore sotto pressione entra in uno o più ugelli fissi, nei quali si espande e da dove esce ad alta velocità. Il flusso esce dagli ugelli inclinato rispetto al piano di rotazione delle pale del rotore. In alcuni progetti, gli ugelli sono formati da una serie di lame fisse (apparato ad ugelli). Le pale della girante sono curvate nella direzione del flusso e disposte radialmente. In una turbina attiva (Fig. 1, UN) il canale di flusso della girante ha una sezione trasversale costante, cioè la velocità nel movimento relativo nella girante non cambia in valore assoluto. La pressione del vapore davanti e dietro la girante è la stessa. In una turbina a getto (Fig. 1, B) i canali di flusso della girante hanno sezione variabile. I canali di flusso di una turbina a getto sono progettati in modo tale che la portata al loro interno aumenti e la pressione diminuisca di conseguenza.

R1; c – palettatura della girante. V1 – velocità del vapore all'uscita dell'ugello; V2 – velocità del vapore dietro la girante in un sistema di coordinate fisso; U1 – velocità periferica della lama; R1 – velocità del vapore all'ingresso della girante in movimento relativo; R2 – velocità del vapore all'uscita dalla girante in movimento relativo. 1 – benda; 2 – scapola; 3 – rotore." title="Fig. 1. PALE DI UTILIZZO DELLA TURBINA. a – girante attiva, R1 = R2; b – girante reattiva, R2 > R1; c – pala della girante. V1 – velocità del vapore all'uscita dall'ugello; V2 – velocità del vapore dietro la girante in un sistema di coordinate fisso; U1 – velocità periferica della pala; R1 – velocità del vapore all'ingresso della girante in movimento relativo; R2 – velocità del vapore all'uscita dalla girante in movimento relativo 1 – benda; 2 – lama; 3 – rotore.">Рис. 1. РАБОЧИЕ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ. а – активное рабочее колесо, R1 = R2; б – реактивное рабочее колесо, R2 > R1; в – облопачивание рабочего колеса. V1 – скорость пара на выходе из сопла; V2 – скорость пара за рабочим колесом в неподвижной системе координат; U1 – окружная скорость лопатки; R1 – скорость пара на входе в рабочее колесо в относительном движении; R2 – скорость пара на выходе из рабочего колеса в относительном движении. 1 – бандаж; 2 – лопатка; 3 – ротор.!}

Le turbine sono generalmente progettate per essere posizionate sullo stesso albero del dispositivo che ne consuma l'energia. La velocità di rotazione della girante è limitata dalla resistenza dei materiali di cui sono costituiti il ​​disco e le pale. Per la conversione più completa ed efficiente dell'energia del vapore, le turbine sono realizzate a più stadi.

Cicli termici.

Ciclo Rankine.

In una turbina funzionante secondo il ciclo Rankine (Fig. 2, UN), il vapore proviene da una fonte di vapore esterna; Non vi è alcun riscaldamento aggiuntivo del vapore tra gli stadi della turbina, ci sono solo perdite di calore naturali.

Ciclo di riscaldamento.

In questo ciclo (Fig. 2, B) il vapore dopo le prime fasi viene inviato allo scambiatore di calore per un ulteriore riscaldamento (surriscaldamento). Ritorna poi alla turbina, dove avviene la sua espansione finale nelle fasi successive. L'aumento della temperatura del fluido di lavoro consente di aumentare l'efficienza della turbina.

Riso. 2. TURBINE CON DIVERSI CICLI TERMICI. a – ciclo Rankine semplice; b – ciclo con riscaldamento intermedio del vapore; c – ciclo con estrazione intermedia del vapore e recupero del calore.

Un ciclo con selezione intermedia e recupero del calore del vapore di scarto.

Il vapore in uscita dalla turbina possiede ancora una notevole energia termica, che solitamente viene dissipata nel condensatore. Parte dell'energia può essere recuperata condensando il vapore di scarico. Una parte del vapore può essere selezionata negli stadi intermedi della turbina (Fig. 2, V) e viene utilizzato per il preriscaldamento, ad esempio, dell'acqua di alimentazione o per qualsiasi processo tecnologico.

Disegni di turbine.

Il fluido di lavoro si espande nella turbina, quindi, per far passare la portata volumetrica aumentata, gli ultimi stadi (bassa pressione) devono avere un diametro maggiore. L'aumento del diametro è limitato dalle sollecitazioni massime ammissibili causate dai carichi centrifughi a temperature elevate. Nelle turbine a flusso diviso (Figura 3), il vapore passa attraverso diverse turbine o diversi stadi della turbina.

Riso. 3. TURBINE CON FLUSSO RAMIFICATO. a – turbina doppia parallela; b – doppia turbina ad azione parallela con flussi diretti in senso opposto; c – turbina con ramificazione del flusso dopo più stadi di alta pressione; d – turbina composta.

Applicazione.

Per garantire un'elevata efficienza, la turbina deve ruotare ad alta velocità, ma il numero di giri è limitato dalla resistenza dei materiali della turbina e dall'attrezzatura che si trova sullo stesso albero con essa. I generatori elettrici nelle centrali termoelettriche sono progettati per 1800 o 3600 giri al minuto e sono solitamente installati sullo stesso albero della turbina. Sullo stesso albero della turbina possono essere installati ventilatori e pompe centrifughe, ventilatori e centrifughe.

L'attrezzatura a bassa velocità è accoppiata a una turbina ad alta velocità tramite un riduttore, come nei motori marini dove l'elica deve ruotare da 60 a 400 giri al minuto.

ALTRE TURBINE

Turbine idrauliche.

Nelle moderne turbine idrauliche, la girante ruota in un involucro speciale con una coclea (turbina radiale) o ha una pala guida all'ingresso che fornisce la direzione del flusso desiderata. L'attrezzatura corrispondente (un generatore elettrico in una centrale idroelettrica) è solitamente installata sull'albero di una turbina idraulica.

Turbine a gas.

Una turbina a gas utilizza l'energia dei gas di combustione provenienti da una fonte esterna. Le turbine a gas sono simili nel design e nel principio di funzionamento alle turbine a vapore e sono ampiamente utilizzate nella tecnologia. Guarda anche CENTRALE DI ENERGIA AEREA; ENERGIA ELETTRICA; CENTRALI ELETTRICHE E PROPULSIONI NAVI; IDROELETTRICO.

Letteratura

Uvarov V.V. Turbine a gas e impianti turbogas. M., 1970
Verete A.G., Delving A.K. Centrali marine a vapore e turbine a gas. M., 1982 attrezzatura: base (installazioni di caldaie e vapore turbine) e ausiliario. Per i potenti turbine(e stiamo parlando...

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... test; ... attrezzatura termico centrali elettriche. – M.: Energoatomizdat, 1995. Ryzhkin V.Ya. Termico... centrali elettriche. – M.: Energoatomizdat, 1987. Shklover G.G., Milman O.O. Ricerca e calcolo di dispositivi di condensazione vapore turbine ...

4.1.15. Non è consentito il funzionamento degli equipaggiamenti e dei dispositivi di alimentazione del carburante in assenza o malfunzionamento degli allarmi di avvertimento e dei necessari dispositivi di sicurezza e frenatura.

4.1.24. Durante il collegamento e la riparazione dei nastri trasportatori non è consentito l'uso di parti metalliche.

4.1.26. I certificati della forma stabilita devono essere redatti per le condutture di combustibile liquido e i loro satelliti a vapore.

4.1.28. In un impianto di olio combustibile dovrebbero essere disponibili i seguenti parametri del vapore: pressione 8-13 kgf/cm2 (0,8-1,3 MPa), temperatura 200-250°C.

4.1.29. Quando si scarica l'olio combustibile utilizzando il "vapore aperto", il consumo totale di vapore dai dispositivi di riscaldamento per serbatoio con una capacità di 50-60 m3 non deve essere superiore a 900 kg/h.

4.1.31. L'isolamento termico delle apparecchiature (serbatoi, tubazioni, ecc.) deve essere in buone condizioni.

4.1.38. Quando le linee o le apparecchiature del carburante vengono rimosse per la riparazione, devono essere scollegate in modo sicuro dall'attrezzatura operativa, drenate e, se necessario, vaporizzate le parti interne.

4.1.41. Il ricevimento, lo stoccaggio e la preparazione alla combustione di altri tipi di combustibile liquido devono essere effettuati secondo la procedura stabilita.

Caratteristiche di ricezione, stoccaggio e preparazione alla combustione del combustibile liquido delle turbine a gas

4.1.44. Il combustibile dei serbatoi per l'alimentazione del gruppo turbogas deve essere prelevato dagli strati superiori mediante un dispositivo di aspirazione galleggiante.

4.1.48. La viscosità del carburante fornito alla turbina a gas non deve essere superiore a: quando si utilizzano ugelli meccanici - 2°vu (12 mm2/s), quando si utilizzano ugelli ad aria (vapore) - 3°vu (20 mm2/s).

4.1.49. Il combustibile liquido deve essere pulito dalle impurità meccaniche in conformità con i requisiti degli impianti di produzione di turbine a gas.

4.1.52. Quando si utilizza un impianto di gas, è necessario garantire quanto segue:

4.1.53. Il funzionamento degli impianti di gas degli impianti energetici deve essere organizzato secondo quanto previsto dalle norme vigenti.

4.1.56. Non sono ammesse oscillazioni della pressione del gas all'uscita del gruppo idraulico superiori al 10% della pressione di esercizio. Malfunzionamenti

4.1.57. Non è consentita la fornitura di gas al locale caldaia attraverso un gasdotto di bypass (bypass) privo di valvola di controllo automatico.

4.1.58. La verifica del funzionamento dei dispositivi di protezione, degli interblocchi e degli allarmi deve essere effettuata entro i termini previsti dai documenti normativi vigenti, ma almeno ogni 6 mesi.

4.1.63. Il controllo della tenuta dei collegamenti dei gasdotti e la ricerca di perdite di gas sui gasdotti, nei pozzi e nelle stanze devono essere effettuati utilizzando un'emulsione di sapone.

4.1.64. Non è consentito lo scarico del liquido prelevato dal gasdotto nella rete fognaria.

4.1.65. La fornitura e la combustione del gas di altoforno e di coke negli impianti energetici devono essere organizzate secondo quanto previsto dalle norme vigenti.

Capitolo 4.2

4.2.2. L'isolamento termico delle tubazioni e delle apparecchiature deve essere mantenuto in buone condizioni.

4.2.7. Quando si utilizzano impianti di preparazione delle polveri, è necessario organizzare il controllo sui seguenti processi, indicatori e attrezzature:

4.2.13. I depositi di combustibile grezzo incline al congelamento e alla combustione spontanea devono essere periodicamente, ma non meno di una volta ogni 10 giorni, utilizzati al livello minimo accettabile.

Elenco della letteratura utilizzata per il capitolo 4.2

Capitolo 4.3

4.3.1. Quando si utilizzano le caldaie, è necessario fornire quanto segue:

4.3.4. L'avvio della caldaia deve essere organizzato sotto la guida del capoturno o dell'autista senior e, dopo una riparazione importante o media, sotto la guida del responsabile dell'officina o del suo vice.

4.3.5. Prima della cottura, la caldaia a tamburo deve essere riempita con acqua di alimentazione deareata.

4.3.6. Il riempimento di una caldaia a tamburo non riscaldata è consentito quando la temperatura del metallo sulla parte superiore del tamburo vuoto non supera i 160ºС.

4.3.9. Quando si accendono caldaie a passaggio singolo di installazioni a blocco

4.3.12. Quando si accendono le caldaie, è necessario accendere un aspiratore di fumo e un ventilatore e per le caldaie il cui funzionamento è progettato senza aspiratori di fumo, è necessario accendere un ventilatore.

4.3.13. Dal momento in cui la caldaia inizia ad accendersi, è necessario organizzare il controllo del livello dell'acqua nel tamburo.

4.3.21. Quando si utilizza la caldaia, è necessario rispettare le condizioni termiche che garantiscano il mantenimento delle temperature del vapore consentite in ogni stadio e ogni flusso dei surriscaldatori primari e intermedi.

4.3.27. Non è consentito il funzionamento degli ugelli per olio combustibile, compresi gli ugelli di accensione, senza un'alimentazione d'aria organizzata.

4.3.28. Durante il funzionamento delle caldaie, la temperatura dell'aria, °C, in ingresso all'aerotermo non deve essere inferiore ai seguenti valori:

4.3.30. I rivestimenti della caldaia devono essere in buone condizioni. Ad una temperatura ambiente di 25°C, la temperatura sulla superficie del rivestimento non deve essere superiore a 45°C.

4.3.35. I depositi interni dalle superfici scaldanti delle caldaie devono essere rimossi mediante lavaggio con acqua durante le accensioni e gli spegnimenti oppure mediante pulizia chimica.

4.3.36. Non è consentito ricaricare la caldaia ferma con scarico dell'acqua per accelerare il raffreddamento del tamburo.

4.3.39. Durante il periodo invernale è necessario installare il monitoraggio della temperatura dell'aria su una caldaia di riserva o in riparazione.

4.3.44. La caldaia deve essere immediatamente fermata (spenta) dal personale in caso di guasto nel funzionamento o in sua assenza nei seguenti casi:

Capitolo 4.4

4.4.1. Quando si utilizzano turbine a vapore è necessario garantire quanto segue:

4.4.2. Sistema di controllo automatico della turbina

4.4.3. I parametri operativi del sistema di controllo della turbina a vapore devono soddisfare gli standard statali russi e le specifiche tecniche per la fornitura di turbine.

2,5 kgf/cm2 (0,25 mPa) e oltre, %, non di più ……………2

4.4.5. L'interruttore di sicurezza deve intervenire quando la velocità del rotore della turbina aumenta del 10-12% rispetto al valore nominale o al valore specificato dal produttore.

4.4.7. Le valvole di intercettazione e regolazione del vapore fresco e del vapore dopo il riscaldamento devono essere ermetiche.

4.4.11. Devono essere eseguite prove del sistema di controllo della turbina mediante distacco istantaneo del carico corrispondente alla portata massima di vapore:

4.4.14. Quando si utilizzano sistemi di alimentazione dell'olio per turbine, è necessario fornire quanto segue:

4.4.16. Per le turbine dotate di sistemi atti ad impedire lo sviluppo della combustione dell'olio sul gruppo turbina, il circuito elettrico del sistema deve essere controllato prima di avviare la turbina a freddo.

4.4.19. Quando si utilizza un'unità condensante, è necessario eseguire quanto segue:

4.4.20. Quando si utilizza l'attrezzatura del sistema di rigenerazione, è necessario garantire quanto segue:

4.4.21 Il funzionamento di un riscaldatore ad alta pressione (HPH) non è consentito quando:

4.4.24. L'avviamento della turbina non è consentito nei seguenti casi:

4.4.26. Quando si utilizzano unità turbine, i valori quadratici medi della velocità di vibrazione dei supporti dei cuscinetti non devono essere superiori a 4,5.

4.4.28. Durante il funzionamento, l'efficienza di un impianto a turbina deve essere costantemente monitorata attraverso un'analisi sistematica degli indicatori che caratterizzano il funzionamento dell'apparecchiatura.

4.4.29. La turbina deve essere immediatamente fermata (scollegata) dal personale in caso di guasto della protezione o di sua assenza nei seguenti casi:

4.4.30. La turbina deve essere scaricata e fermata entro un periodo determinato dal responsabile tecnico della centrale (con segnalazione al dispatcher del sistema elettrico), nei seguenti casi:

4.4.32. Quando si mette una turbina in riserva per un periodo di 7 giorni o più, è necessario adottare misure per preservare l'attrezzatura dell'impianto della turbina.

4.4.33. Il funzionamento delle turbine con circuiti e in modalità non previste nelle specifiche tecniche di consegna è consentito con il permesso del produttore e delle organizzazioni superiori.

caratteristiche tive;

periodicamente durante il funzionamento (almenoUna volta ogni 3-4 anni) per confermare la conformità agli standardcaratteristiche tive.

In conformità con, sulla base degli indicatori effettivi ottenuti durante le prove termiche, viene compilata e approvata la RD per l'uso del carburante,

il cui periodo di validità è stabilito in base al grado del suo sviluppo e all'affidabilità dei materiali di partenza, alle ricostruzioni e ammodernamenti pianificati, alle riparazioni delle apparecchiature, ma non può superare i 5 anni.

Sulla base di ciò, test termici completi per confermare la conformità delle caratteristiche effettive dell'apparecchiatura con quelle normative dovrebbero essere eseguiti da organizzazioni specializzate nella messa in servizio almeno una volta ogni 3-4 anni (tenendo conto del tempo necessario per elaborare i risultati dei test, confermare o rivedere il RD).

Confrontando i dati ottenuti a seguito di prove per valutare l'efficienza energetica di un impianto a turbina (la massima potenza elettrica ottenibile con il corrispondente consumo di calore specifico per la generazione di energia elettrica in modalità di condensazione e con estrazioni controllate secondo lo schema termico di progetto e con i parametri nominali e condizioni, la massima fornitura ottenibile di vapore e calore per le turbine con selezioni regolamentate, ecc.) l'organizzazione esperta in materia di utilizzo del combustibile decide di confermare o rivedere la RD.

Elenco

riferimenti per il capitolo 4.4

GOST 24278-89. Impianti stazionari di turbine a vapore per l'azionamento di generatori elettrici nelle centrali termoelettriche. Requisiti tecnici generali.

GOST 28969-91. Turbine a vapore stazionarie di bassa potenza. Requisiti tecnici generali.

GOST 25364-97. Turbine a vapore stazionarie. Norme di vibrazione per i supporti delle linee d'asse e requisiti generali per le misurazioni.

GOST 28757-90. Riscaldatori per il sistema di rigenerazione delle turbine a vapore delle centrali termoelettriche. Condizioni tecniche generali.

Raccolta dei documenti amministrativi sull'esercizio dei sistemi energetici (Parte Ingegneria Termica) - M.: ZAO Energoservice, 1998.

Linee guida per il controllo e il collaudo dei sistemi di controllo automatico e di protezione delle turbine a vapore: RD 34.30.310.- M.: SPO Soyuztekhenergo, 1984. (SO 153-34.30.310).

Modifica al RD 34.30.310. - M.: SPO ORGRES, 1997.

Istruzioni operative standard per sistemi petroliferi di turbine con una capacità di 100-800 MW funzionanti con olio minerale: RD 34.30.508-93 - M.: SPO ORGRES, 1994. (SO 34.30.508-93).

Linee guida per il funzionamento delle unità di condensazione delle turbine a vapore delle centrali elettriche: MU 34-70-122-85 (RD 34.30.501) - M.: SPO Soyuztekhenergo, 1986. (SO 34.30.501).

9. Istruzioni operative standard per i sistemi

rigenerazione ad alta pressione di unità di potenza con una capacità di 100-800 MW; RD 34.40.509-93, - M.: SPO ORGRES, 1994. (SO 34.40.509-93).

10. Istruzioni standard per il funzionamento del percorso della condensa e del sistema di rigenerazione a bassa pressione di unità di potenza con una capacità di 100-800 MW nelle centrali termoelettriche e nelle centrali termoelettriche: RD 34.40.510-93, - M .: SPO ORGRES , 1995. (SO 34.40.510-93).

P.Golodnova O.S. Funzionamento dei sistemi di alimentazione dell'olio e delle guarnizioni dei turbogeneratori; raffreddamento dell'idrogeno. - M.: Energia, 1978.

Istruzioni operative standard per un sistema di raffreddamento a idrogeno gasolio per generatori: RD 153-34.0-45.512-97.- M.: SPO ORGRES, 1998. (SO 34.45.512-97).

Linee guida per la conservazione degli impianti di energia termica: RD 34.20,591-97. - M.: SPO ORGRES, 1997. (SO 34.20.591-97).

Prove termiche di turbine a vapore
e apparecchiature per turbine

Negli ultimi anni, nel settore del risparmio energetico, è aumentata l'attenzione agli standard di consumo di carburante per le imprese che producono calore ed elettricità, pertanto, per le imprese produttrici, stanno diventando importanti gli indicatori reali dell'efficienza delle apparecchiature termiche ed elettriche.

Allo stesso tempo, è noto che gli indicatori di efficienza effettivi in ​​condizioni operative differiscono da quelli calcolati (di fabbrica), pertanto, al fine di normalizzare oggettivamente il consumo di carburante per la produzione di calore ed elettricità, è consigliabile testare le apparecchiature.

Sulla base dei materiali di prova delle apparecchiature, le caratteristiche energetiche standard e un modello (procedura, algoritmo) per il calcolo dei tassi specifici di consumo di carburante vengono sviluppati in conformità con RD 34.09.155-93 "Linee guida per la compilazione e il contenuto delle caratteristiche energetiche delle apparecchiature delle centrali termoelettriche" e RD 153-34.0-09.154 -99 "Norme sulla regolamentazione del consumo di carburante nelle centrali elettriche".

Il collaudo delle apparecchiature di potenza termica è di particolare importanza per gli impianti operativi con apparecchiature messe in funzione prima degli anni '70 e dove caldaie, turbine e apparecchiature ausiliarie sono state modernizzate e ricostruite. Senza test, la normalizzazione del consumo di carburante in base ai dati calcolati porterà a errori significativi non a favore delle imprese produttrici. Pertanto, i costi dei test termici sono insignificanti rispetto ai benefici che ne derivano.

Gli obiettivi dei test termici delle turbine a vapore e delle apparecchiature a turbina: determinazione dell'effettiva efficienza; ottenere caratteristiche termiche; confronto con le garanzie del produttore; ottenimento di dati per la standardizzazione, il monitoraggio, l'analisi e l'ottimizzazione del funzionamento di apparecchiature a turbina; ottenere materiali per lo sviluppo di caratteristiche energetiche; sviluppo di misure per migliorare l’efficienza

Gli obiettivi del test rapido delle turbine a vapore sono: determinare la fattibilità e la portata delle riparazioni; valutazione della qualità e dell'efficacia delle riparazioni o della modernizzazione; valutazione della variazione attuale dell’efficienza della turbina durante il funzionamento.

Le moderne tecnologie e il livello di conoscenza ingegneristica consentono di modernizzare economicamente le unità, migliorarne le prestazioni e aumentarne la durata.

Gli obiettivi principali della modernizzazione sono:

• riduzione del consumo energetico dell'unità compressore;
• aumento delle prestazioni del compressore;
• aumentare la potenza e l'efficienza della turbina di processo;
• riduzione del consumo di gas naturale;
• aumentare la stabilità operativa delle apparecchiature;
• riducendo il numero di parti aumentando la pressione dei compressori e facendo funzionare le turbine su un numero inferiore di stadi mantenendo e persino aumentando l'efficienza della centrale elettrica.

Il miglioramento degli indicatori energetici ed economici dell'unità turbina viene effettuato attraverso l'uso di metodi di progettazione modernizzati (risoluzione di problemi diretti e inversi). Sono collegati:

• con l'inclusione di modelli più corretti di viscosità turbolenta nello schema di calcolo,
• tenendo conto del profilo e dell'ostruzione terminale da parte dello strato limite,
• eliminazione dei fenomeni di separazione con un aumento della diffusività dei canali interscapolari e un cambiamento nel grado di reattività (pronunciata instabilità del flusso prima che si verifichi il picco),
• la capacità di identificare un oggetto utilizzando modelli matematici con ottimizzazione genetica dei parametri.

L’obiettivo finale della modernizzazione è sempre quello di aumentare la produzione del prodotto finale e ridurre al minimo i costi.

Un approccio integrato alla modernizzazione delle apparecchiature a turbina

Quando si esegue la modernizzazione, Astronit utilizza solitamente un approccio integrato, in cui vengono ricostruiti (modernizzati) i seguenti componenti dell'unità tecnologica della turbina:

• compressore;
• turbina;
• supporti;
• compressore-compressore centrifugo;
• intercooler;
• animatore;
• Sistema di lubrificazione;
• sistema di purificazione dell'aria;
• sistema automatico di controllo e protezione.

Modernizzazione delle apparecchiature di compressione

Le principali aree di modernizzazione praticate dagli specialisti Astronit:

• sostituzione delle parti di flusso con parti nuove (le cosiddette parti di flusso sostituibili, comprese giranti e diffusori a pale), con caratteristiche migliorate, ma entro le dimensioni degli alloggiamenti esistenti;
• ridurre il numero di fasi migliorando la parte del flusso basata sull'analisi tridimensionale nei moderni prodotti software;
• applicazione di rivestimenti facilmente lavorabili e riduzione dei giochi radiali;
• sostituzione delle guarnizioni con altre più efficienti;
• sostituzione dei cuscinetti dell'olio del compressore con cuscinetti “a secco” mediante sospensione magnetica. Ciò consente di eliminare l'utilizzo di olio e migliorare le condizioni di funzionamento del compressore.

Implementazione di moderni sistemi di controllo e protezione

Per aumentare l'affidabilità e l'efficienza operativa, vengono introdotte strumentazioni moderne, sistemi digitali di controllo e protezione automatici (sia le singole parti che l'intero complesso tecnologico nel suo insieme), sistemi diagnostici e sistemi di comunicazione.

• TURBINE A VAPORE
• Ugelli e lame.
• Cicli termici.
• Ciclo Rankine.
• Ciclo di riscaldamento.
• Un ciclo con selezione intermedia e recupero del calore del vapore di scarto.
• Disegni di turbine.
• Applicazione.
• ALTRE TURBINE
• Turbine idrauliche.
• Turbine a gas.

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Anche in tema

• CENTRALE DI ENERGIA AEREA
• ENERGIA ELETTRICA
• CENTRALI ELETTRICHE E PROPULSIONI NAVI
• IDROELETTRICO

TURBINA

TURBINA, un motore primo con movimento rotatorio dell'elemento di lavoro per convertire l'energia cinetica del flusso di un fluido di lavoro liquido o gassoso in energia meccanica sull'albero. La turbina è costituita da un rotore con pale (girante a pale) e un alloggiamento con tubi di derivazione. I tubi alimentano e scaricano il flusso del fluido di lavoro. Le turbine, a seconda del fluido di lavoro utilizzato, sono idrauliche, a vapore e a gas. A seconda della direzione media del flusso attraverso la turbina, si dividono in assiale, in cui il flusso è parallelo all'asse della turbina, e radiale, in cui il flusso è diretto dalla periferia al centro.

TURBINE A VAPORE

Gli elementi principali di una turbina a vapore sono l'involucro, gli ugelli e le pale del rotore. Il vapore proveniente da una fonte esterna viene fornito alla turbina attraverso condutture. Negli ugelli l'energia potenziale del vapore viene convertita nell'energia cinetica del getto. Il vapore che fuoriesce dagli ugelli viene diretto verso lame di lavoro curve (appositamente profilate) situate lungo la periferia del rotore. Sotto l'azione di un getto di vapore, appare una forza tangenziale (circonferenziale) che fa ruotare il rotore.

Ugelli e lame.

Il vapore sotto pressione entra in uno o più ugelli fissi, nei quali si espande e da dove esce ad alta velocità. Il flusso esce dagli ugelli inclinato rispetto al piano di rotazione delle pale del rotore. In alcuni progetti, gli ugelli sono formati da una serie di lame fisse (apparato ad ugelli). Le pale della girante sono curvate nella direzione del flusso e disposte radialmente. In una turbina attiva (Fig. 1, UN) il canale di flusso della girante ha una sezione trasversale costante, cioè la velocità nel movimento relativo nella girante non cambia in valore assoluto. La pressione del vapore davanti e dietro la girante è la stessa. In una turbina a getto (Fig. 1, B) i canali di flusso della girante hanno sezione variabile. I canali di flusso di una turbina a getto sono progettati in modo tale che la portata al loro interno aumenti e la pressione diminuisca di conseguenza.

R1; c – palettatura della girante. V1 – velocità del vapore all'uscita dell'ugello; V2 – velocità del vapore dietro la girante in un sistema di coordinate fisso; U1 – velocità periferica della lama; R1 – velocità del vapore all'ingresso della girante in movimento relativo; R2 – velocità del vapore all'uscita dalla girante in movimento relativo. 1 – benda; 2 – scapola; 3 – rotore." title="Fig. 1. PALE DI UTILIZZO DELLA TURBINA. a – girante attiva, R1 = R2; b – girante reattiva, R2 > R1; c – pala della girante. V1 – velocità del vapore all'uscita dall'ugello; V2 – velocità del vapore dietro la girante in un sistema di coordinate fisso; U1 – velocità periferica della pala; R1 – velocità del vapore all'ingresso della girante in movimento relativo; R2 – velocità del vapore all'uscita dalla girante in movimento relativo 1 – benda; 2 – lama; 3 – rotore.">Рис. 1. РАБОЧИЕ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ. а – активное рабочее колесо, R1 = R2; б – реактивное рабочее колесо, R2 > R1; в – облопачивание рабочего колеса. V1 – скорость пара на выходе из сопла; V2 – скорость пара за рабочим колесом в неподвижной системе координат; U1 – окружная скорость лопатки; R1 – скорость пара на входе в рабочее колесо в относительном движении; R2 – скорость пара на выходе из рабочего колеса в относительном движении. 1 – бандаж; 2 – лопатка; 3 – ротор.!}

Le turbine sono generalmente progettate per essere posizionate sullo stesso albero del dispositivo che ne consuma l'energia. La velocità di rotazione della girante è limitata dalla resistenza dei materiali di cui sono costituiti il ​​disco e le pale. Per la conversione più completa ed efficiente dell'energia del vapore, le turbine sono realizzate a più stadi.

Cicli termici.

Ciclo Rankine.

In una turbina funzionante secondo il ciclo Rankine (Fig. 2, UN), il vapore proviene da una fonte di vapore esterna; Non vi è alcun riscaldamento aggiuntivo del vapore tra gli stadi della turbina, ci sono solo perdite di calore naturali.

Gli obiettivi principali delle prove sono valutare lo stato reale del gruppo turbina e dei suoi componenti; confronto con le garanzie del produttore e ottenimento dei dati necessari per pianificare e standardizzare il proprio lavoro; ottimizzazione delle modalità e monitoraggio periodico dell'efficienza del proprio funzionamento con emissione di raccomandazioni per l'incremento dell'efficienza.

A seconda degli obiettivi del lavoro, viene determinata la portata totale dei test e delle misurazioni, nonché i tipi di strumenti utilizzati. Ad esempio, i test nella categoria I di complessità (tali test sono anche chiamati "bilanciamento" o completi) di prototipi di campioni di turbine, turbine dopo la ricostruzione (ammodernamento), nonché turbine che non hanno una caratteristica energetica standard, richiedono un grande volume di misurazioni di una classe di alta precisione con bilanciamento obbligatorio delle principali portate di vapore e acqua.

Sulla base dei risultati di diversi test su turbine dello stesso tipo nella categoria di complessità I, vengono sviluppate caratteristiche energetiche standard, i cui dati vengono presi come base per determinare gli indicatori standard delle apparecchiature.

Per tutti gli altri tipi di test (secondo la categoria di complessità II), di norma, vengono risolti problemi particolari, come determinare l'efficacia della riparazione di un'installazione di turbina o dell'ammodernamento dei suoi singoli componenti, monitorare periodicamente le condizioni durante il periodo di revisione e sperimentalmente trovare alcune dipendenze di correzione per la deviazione dei parametri dal valore nominale, ecc. Tali test richiedono un volume di misurazioni significativamente inferiore e consentono l'uso diffuso di strumenti standard con la loro verifica obbligatoria prima e dopo il test; La progettazione termica dell'installazione della turbina dovrebbe essere il più vicino possibile al progetto di progetto. L'elaborazione dei risultati dei test per la categoria II di complessità viene effettuata utilizzando il metodo del "flusso di vapore fresco costante" (vedere la sezione E.6.2) utilizzando curve di correzione basate su dati provenienti da caratteristiche energetiche standard o produttori.

Oltre a quanto sopra, i test possono anche perseguire obiettivi più ristretti, ad esempio determinare l’efficienza comparativa delle modalità con “cut-off LPC” per le turbine T-250/300-240, trovare correzioni di potenza per i cambiamenti nella pressione del vapore di scarico nel condensatore quando si opera secondo un programma termico, determinando le perdite nel generatore, la portata massima dell'ingresso del vapore e del percorso del flusso, ecc.

In queste Linee Guida, l'attenzione principale è rivolta alle questioni relative solo al test delle turbine nella categoria I di complessità, in quanto rappresentano la maggiore difficoltà in tutte le fasi. La metodologia di prova per la categoria di complessità II non presenterà grandi difficoltà dopo aver padroneggiato la metodologia di prova per la categoria di complessità I, poiché le prove per la categoria di complessità II, di norma, richiedono un volume di misurazioni significativamente inferiore e coprono componenti ed elementi di un'installazione di turbina , controllati secondo la categoria di complessità I, consistono in un numero limitato di esperimenti che non richiedono il rispetto di severi e numerosi requisiti per la progettazione termica e le condizioni per la loro condotta.

B. PROGRAMMA DI PROVA

B.1. Disposizioni generali

Dopo un chiaro chiarimento degli scopi e degli obiettivi delle prove, per redigere il loro programma tecnico, è necessario familiarizzare attentamente con l'installazione della turbina e avere informazioni complete su:

Condizioni e sua conformità ai dati di progettazione;

Le sue capacità dal punto di vista di garantire il flusso di vapore fresco e vapore di estrazioni controllate, nonché il carico elettrico nell'intervallo richiesto del loro cambiamento;

La sua capacità di mantenere i parametri del vapore e dell'acqua durante gli esperimenti vicini all'apertura nominale e costante degli organi di distribuzione del vapore;

La possibilità del suo funzionamento con uno schema termico di progetto, la presenza di restrizioni e ingressi e uscite intermedi di vapore e acqua estranei e la possibilità di escluderli o, in casi estremi, tenerne conto;

La capacità del circuito di misurazione di fornire misurazioni affidabili di parametri e portate nell'intero intervallo della loro variazione.

Le fonti per ottenere queste informazioni possono essere condizioni tecniche (TS) per la fornitura di apparecchiature, istruzioni per il suo funzionamento, rapporti di audit, elenchi di difetti, analisi delle letture da dispositivi di registrazione standard, interviste al personale, ecc.

Il programma di prova deve essere redatto in modo tale che, sulla base dei risultati degli esperimenti, le dipendenze di entrambi gli indicatori generali di efficienza dell'unità turbina (consumo di vapore fresco e calore dal carico elettrico e consumo di vapore da estrazioni controllate) e indicatori privati ​​che caratterizzano l'efficienza possono essere calcolati e tracciati nell'intervallo richiesto delle singole sezioni (cilindri) della turbina e delle apparecchiature ausiliarie (ad esempio, efficienza interna, pressioni di stadio, cadute di temperatura del riscaldatore, ecc.).

Gli indicatori generali di efficienza ottenuti dal test consentono di valutare il livello dell'installazione della turbina rispetto alle garanzie e ai dati per turbine dello stesso tipo, e costituiscono anche la materia prima per pianificare e standardizzare il suo funzionamento. Particolari indicatori di prestazione, analizzandoli e confrontandoli con dati progettuali e normativi, aiutano a identificare componenti ed elementi che funzionano con efficienza ridotta e a delineare tempestivamente misure per eliminare i difetti.

ALLE 2. Struttura del programma di prova

Il programma delle prove tecniche è composto dalle seguenti sezioni:

Obiettivi del test;

Elenco delle modalità. In questa sezione, per ciascuna serie di modalità, sono indicati il ​​consumo di vapore fresco e di vapore nelle estrazioni regolate, la pressione nelle estrazioni regolate e il carico elettrico, oltre ad una breve descrizione del circuito termico, il numero di esperimenti e la loro durata;

- condizioni generali di prova. Questa sezione specifica i requisiti di base per il circuito termico, fornisce i limiti per la deviazione dei parametri del vapore, un metodo per garantire un funzionamento costante, ecc.

Il programma di test è coordinato con i responsabili delle seguenti officine: caldaia e turbina, regolazione e collaudo, dipartimenti elettrici, tecnici e tecnici e approvato dall'ingegnere capo della centrale elettrica. In alcuni casi, ad esempio, quando si testano prototipi di turbine, il programma viene concordato anche con il produttore e approvato dall'ingegnere capo del sistema energetico.

ALLE 3. Sviluppo di programmi di test per turbine di vario tipo

B.3.1. Turbine di condensazione e contropressione

Le caratteristiche principali delle turbine di questo tipo sono la dipendenza del consumo di vapore fresco e del calore (totale e specifico) dal carico elettrico, pertanto la parte principale del programma di test è dedicata agli esperimenti per ottenere proprio queste dipendenze. Gli esperimenti vengono condotti sul circuito termico di progettazione e sui parametri nominali del vapore nell'intervallo di carichi elettrici dal 30-40% del nominale al massimo.

Per poter costruire le caratteristiche delle turbine con contropressione sull'intero intervallo di variazioni di quest'ultima, si effettuano tre serie di esperimenti (a contropressione massima, nominale e minima), oppure una sola serie (a contropressione nominale ) ed esperimenti per determinare la correzione della potenza per i cambiamenti nella contropressione.

La selezione dei carichi intermedi viene effettuata in modo tale da coprire tutti i punti caratteristici delle dipendenze, corrispondenti, in particolare:

I momenti di apertura delle valvole di controllo;

Commutazione della fonte di alimentazione del disaeratore;

Transizione da elettropompa di alimentazione a turbopompa;

Collegamento del secondo corpo caldaia (per turbine doppio blocco).

Il numero di esperimenti per ciascun carico è: 2-3 al massimo, nominale e ai punti caratteristici e 1-2 a quelli intermedi.

La durata di ciascun esperimento, esclusa la regolazione della modalità, è di almeno 1 ora.

Prima della parte principale del test, si prevede di condurre i cosiddetti esperimenti di calibrazione, il cui scopo è confrontare le portate di vapore fresco ottenute con metodi indipendenti, che consentiranno di giudicare la "densità" dell'impianto, vale a dire, l'assenza di notevoli forniture di vapore e acqua non contabilizzate o la loro rimozione dal ciclo. Sulla base dell'analisi della convergenza dei costi confrontati, si conclude inoltre che la determinazione di uno qualsiasi di essi è più affidabile; in questo caso, durante l'elaborazione dei risultati, viene introdotto un fattore di correzione alla portata ottenuta con un altro metodo. L'esecuzione di questi esperimenti può essere particolarmente necessaria nel caso in cui uno dei dispositivi di misurazione restrittivi sia installato o eseguito in deviazione dalle regole.

Va inoltre tenuto presente che i risultati degli esperimenti di calibrazione possono essere utilizzati per determinare con maggiore precisione mediante calcolo l'efficienza interna dell'LPC, poiché in questo caso il numero di quantità che partecipano all'equazione del bilancio energetico dell'impianto è ridotto a minimo.

Per effettuare esperimenti di calibrazione viene assemblato un circuito termico nel quale è possibile misurare il flusso di vapore fresco quasi interamente sotto forma di condensa (o vapore di scarico per turbine a contropressione), cosa che si ottiene spegnendo le estrazioni rigenerative a livello HPH (o trasferendo la propria condensa ad uno scarico in cascata nel condensatore), disaeratore, se possibile in HDPE (se è presente un dispositivo per la misurazione del flusso di condensa dietro le pompe della condensa) e tutte le selezioni per esigenze impiantistiche generali. In questo caso, tutte le alimentazioni di vapore e acqua e le loro uscite dal ciclo dell'unità turbina devono essere disconnesse in modo affidabile e devono essere garantiti livelli uguali nel condensatore all'inizio e alla fine di ogni esperimento.

Il numero di esperimenti di calibrazione nell'intervallo di variazioni del flusso di vapore fresco dal minimo al massimo è di almeno 7-8 e la durata di ciascuno è di almeno 30 minuti, a condizione che la pressione scenda sui flussometri e i parametri del mezzo davanti a loro vengono registrati ogni minuto.

In assenza di una dipendenza affidabile della variazione di potenza dalla pressione del vapore di scarico, sorge la necessità di condurre i cosiddetti esperimenti di vuoto, durante i quali il circuito termico corrisponde praticamente a quello raccolto per gli esperimenti di calibrazione. In totale, vengono eseguite due serie di esperimenti con una variazione della pressione del vapore di scarico dal minimo al massimo: uno - con il flusso di vapore nella pompa a bassa pressione vicino al massimo e il secondo - circa il 40% del massimo. Ogni serie è composta da 10-12 esperimenti con una durata media di 15-20 minuti. Quando si pianificano e si conducono esperimenti sul vuoto, si dovrebbe prestare particolare attenzione alla necessità di garantire le minime fluttuazioni possibili nei parametri iniziali e finali del vapore al fine di eliminare o ridurre al minimo le regolazioni della potenza della turbina per tenerne conto e, quindi, ottenere il dipendenza più rappresentativa e affidabile. Il programma dovrebbe anche specificare un metodo per modificare artificialmente la pressione del vapore di scarico da un esperimento all'altro (ad esempio, introducendo aria nel condensatore, riducendo la pressione del vapore di lavoro davanti agli eiettori, modificando la portata dell'acqua di raffreddamento, ecc.).

Insieme a quanto sopra, potrebbero essere pianificati alcuni esperimenti speciali (ad esempio, per determinare la potenza massima e il rendimento di una turbina, con pressione variabile di vapore fresco, per testare l'efficacia dell'implementazione di varie misure per determinare l'efficienza del basso -pompa a pressione, ecc.).

B.3.2. Turbine ad estrazione controllata di vapore per teleriscaldamento

Le turbine di questo tipo (T) sono realizzate con uno stadio di estrazione a T, prelevato dalla camera davanti al regolatore (si tratta, di regola, di turbine di vecchia potenza e bassa potenza, ad esempio T-6- 35, T-12-35, T- 25-99, ecc., in cui viene effettuato il riscaldamento monostadio dell'acqua di rete), oppure con due stadi di selezione T, uno dei quali è alimentato dalla camera antistante dell'organismo di regolamentazione (NTO), e il secondo - da una camera situata, di regola, due stadi sopra la prima (WTO) sono, ad esempio, le turbine T-50-130, T, T-250/300-240 e altri, attualmente prodotti e funzionanti secondo uno schema più economico con riscaldamento multistadio dell'acqua di rete.

Nelle turbine con riscaldamento multistadio e, dopo un'adeguata ricostruzione, nelle turbine con riscaldamento monostadio dell'acqua di rete, al fine di utilizzare il calore del vapore di scarico nella modalità di programma di riscaldamento, viene appositamente assegnato un fascio appositamente integrato (BP) nel condensatore, nel quale avviene il preriscaldamento dell'acqua di rete prima di fornirla al PSV. Pertanto, a seconda del numero di stadi di riscaldamento dell'acqua di rete, le modalità differiscono tra riscaldamento a uno stadio (LTO incluso), due stadi (LTO e WTO inclusi) e tre stadi (VP, LTO e WTO inclusi).

La relazione principale caratteristica delle turbine di questo tipo è il diagramma di regime, che riflette la relazione tra le portate di vapore fresco e vapore nell'estrazione a T e potenza elettrica. Essendo necessario ai fini della pianificazione, il diagramma di regime è allo stesso tempo il materiale di base per il calcolo e la normalizzazione degli indicatori economici di un impianto di turbine.

Si presuppone che i diagrammi delle modalità di funzionamento della turbina con schemi a uno, due e tre stadi per il riscaldamento dell'acqua della rete siano a doppio campo. Il loro campo superiore mostra la dipendenza della potenza della turbina dalla portata di vapore fresco quando funziona secondo il programma termico, cioè con un flusso di vapore minimo nella pompa a bassa pressione e pressioni diverse nell'RTO.

Il campo inferiore del diagramma modale contiene le dipendenze del carico termico massimo dalla potenza della turbina, corrispondenti alle linee sopra menzionate del campo superiore. Inoltre, nel campo inferiore sono presenti linee che caratterizzano la dipendenza della variazione di potenza elettrica dal carico di riscaldamento quando la turbina funziona secondo il programma elettrico, cioè quando i flussi di vapore nell'LPC sono maggiori del minimo (solo per uno- e riscaldamento a due stadi dell'acqua di rete).

Le modalità operative estive delle turbine in assenza di carico di riscaldamento sono caratterizzate da dipendenze dello stesso tipo delle turbine a condensazione.

Nel testare turbine di questo tipo, come per le turbine a condensazione, può anche essere necessario determinare sperimentalmente alcune curve di correzione della potenza della turbina per lo scostamento di alcuni parametri da quelli nominali (ad esempio pressione del vapore di scarico o vapore RTO).

Pertanto, il programma di test per turbine di questo tipo è composto da tre sezioni:

Esperimenti in modalità condensazione;

Esperimenti per costruire un diagramma di regime;

Esperimenti per ottenere curve di correzione.

Ogni sezione viene discussa separatamente di seguito.

B.3.2.1. Modalità di condensazione con il regolatore di pressione spento nell'RTO

Questa sezione è composta da tre parti, simili a quelle specificate nel programma di test per la turbina di condensazione (esperimenti di calibrazione, esperimenti con il circuito termico di progetto ed esperimenti per determinare la correzione di potenza per variazioni della pressione del vapore di scarico nel condensatore) e non richiede qualsiasi spiegazione speciale.

Tuttavia, poiché, di regola, la portata massima di vapore fresco negli esperimenti di calibrazione per turbine di questo tipo è determinata dalla portata massima nella pompa a bassa pressione, garantendo una caduta di pressione nei dispositivi di limitazione sulla linee di vapore fresco nell'intervallo superiore a questa portata al massimo viene effettuata strozzando il vapore fresco, oppure attivando gli HPH con la direzione del vapore condensato che si riscalda nel condensatore, oppure attivando l'estrazione controllata e aumentandola gradualmente .

B.3.2.2. Esperimenti per la costruzione di un diagramma di regime

Dalla struttura del diagramma sopra descritto consegue che per costruirlo è necessario effettuare la seguente serie di esperimenti:

Grafico termico con pressioni diverse nell'RTO (per ottenere le principali dipendenze dei campi superiore e inferiore del diagramma. Per ciascuna delle modalità con riscaldamento a uno, due e tre stadi dell'acqua di rete, 3-4 serie (6 -7 esperimenti ciascuno) con costanti diverse sono previste pressioni nell'RTO, uguali o vicine, rispettivamente, al massimo, al minimo e alla media. L'intervallo di variazioni nella portata del vapore fresco è determinato principalmente dai limiti della caldaia, i requisiti delle istruzioni e la possibilità di misurazione affidabile delle portate;

Grafico elettrico a pressione costante nell'RTO (per ottenere la dipendenza della variazione di potenza dalla variazione del carico termico). Per ciascuna delle modalità con riscaldamento a uno e due stadi dell'acqua di rete a flusso costante di vapore fresco, sono previste 3-4 serie (5-6 esperimenti ciascuna) con pressione costante nell'RTO e carico di riscaldamento variabile dal massimo a zero; Si consiglia di disattivare il PVD per garantire la massima precisione.

B.3.2.3. Esperimenti per costruire curve di correzione della potenza per la deviazione dei singoli parametri dai loro valori nominali

È necessario effettuare la seguente serie di esperimenti:

Grafico termico con flusso di vapore fresco costante e pressione variabile nell'RTO (per determinare la correzione della potenza della turbina per le variazioni di pressione nell'RTO). Per le modalità con riscaldamento a uno e due stadi (o tre stadi) dell'acqua di rete, vengono eseguite due serie di 7-8 esperimenti con un flusso costante di vapore fresco in ciascuna e una variazione di pressione nell'RTO dal minimo a massimo. La variazione della pressione nell'RTO si ottiene modificando il flusso dell'acqua di rete attraverso il PSV con l'apertura costante delle valvole del vapore fresco e l'apertura minima del diaframma rotante della pompa a bassa pressione.

I riscaldatori ad alta pressione sono disabilitati per migliorare la precisione dei risultati;

Esperimenti per calcolare la correzione della potenza per le variazioni della pressione del vapore di scarico nel condensatore. Vengono eseguite due serie di esperimenti con flussi di vapore nel condensatore dell'ordine del 100 e del 40% del massimo. Ciascuna serie è composta da 9-11 esperimenti della durata di circa 15 minuti sull'intera gamma di variazioni della pressione del vapore di scarico, effettuati immettendo aria nel condensatore, modificando la portata dell'acqua di raffreddamento, la pressione del vapore attraverso gli ugelli dell'eiettore principale o il portata della miscela aria-vapore aspirata dal condensatore.

B.3.3. Turbine con estrazione controllata di vapore per la produzione

Le turbine di questo tipo hanno una distribuzione molto limitata e vengono prodotte sia a condensazione (P) che a contropressione (PR). In entrambi i casi, il diagramma delle loro modalità operative è a campo singolo e contiene la dipendenza dell'energia elettrica dal flusso di vapore fresco e vapore di spurgo P.

Per analogia con la Sez. B.3.2 anche il programma del test contiene tre sezioni.

B.3.3.1. Modalità senza selezione P

Dovranno essere effettuati i seguenti esperimenti:

- "calibrazione". Condotto nelle condizioni specificate nella sezione. B.3.1 e B.3.2.1;

In normale progettazione termica. Vengono eseguiti con il regolatore di pressione nell'estrazione P spento con una pressione del vapore di scarico costante (per turbine del tipo PR).

B.3.3.2. Esperimenti per la costruzione di un diagramma di regime

A causa del fatto che il vapore nella camera di selezione P è sempre surriscaldato, è sufficiente effettuare una serie di esperimenti con estrazione controllata del vapore, in base ai risultati dei quali le caratteristiche della pressione ad alta pressione e bassa pressione pressione, quindi il diagramma di regime vengono quindi calcolati e costruiti.

B.3.3.3. Esperimenti per la costruzione di curve di correzione di potenza

Se necessario, vengono eseguiti esperimenti per determinare le correzioni di potenza per le variazioni della pressione del vapore di scarico e del vapore nella camera di spurgo P.

B.3.4. Turbine a due estrazioni di vapore regolabili per produzione e teleriscaldamento (tipo PT)

Il diagramma dei modi per turbine di questo tipo non è sostanzialmente diverso dai tradizionali diagrammi delle turbine a doppia estrazione PT-25-90 e PT-60 con una uscita di estrazione del riscaldamento ed è anch'esso a doppio campo, mentre il campo superiore descrive i modi con estrazione di produzione e quello inferiore con estrazione di riscaldamento con riscaldamento a uno e due stadi dell'acqua di rete. Pertanto, per costruire un diagramma è necessario avere le seguenti dipendenze:

Potenza HPC e LPC in funzione del flusso di vapore in ingresso alle pressioni nominali selezionate nella selezione P e RTO e carico di riscaldamento pari a zero (per il campo superiore);

Variazioni nella potenza totale del vano commutabile (SC) e CND per il riscaldamento a due stadi e CND per il riscaldamento a stadio singolo dovute a variazioni del carico di riscaldamento.

Per ottenere le dipendenze menzionate è necessario effettuare la seguente serie di esperimenti.

B.3.4.1. Modalità di condensazione

Gli esperimenti vengono eseguiti in questa modalità:

- “calibrazione” (PVD e regolatori di pressione nelle estrazioni sono disabilitati). Tali esperimenti vengono eseguiti con una progettazione termica dell'impianto assemblata in modo tale che il flusso di vapore fresco che passa attraverso il dispositivo di misurazione del flusso possa essere misurato quasi interamente sotto forma di condensa utilizzando un dispositivo di limitazione installato sulla linea principale della condensa di la turbina. Il numero di esperimenti è 8-10, ciascuno della durata di 30-40 minuti (vedi sezioni B.3.1 e B.3.2.1);

Per calcolare la correzione di potenza per le variazioni della pressione del vapore di scarico nel condensatore. I regolatori di pressione nelle selezioni sono disabilitati, la rigenerazione è disabilitata, ad eccezione dell'HDPE n. 1 e 2 (vedere sezione B.3.1);

Per determinare la correzione della potenza per le variazioni della pressione del vapore nell'RTO (gli HVD sono spenti, il regolatore della pressione di estrazione P è acceso). Vengono eseguite 4 serie con un flusso costante di vapore fresco (4-5 esperimenti ciascuna), in due delle quali la pressione nell'OMC cambia gradualmente dal minimo al massimo, e negli altri due - nell'LTO;

Con lo schema termico di progetto. Condotto in condizioni simili a quelle specificate nella sezione. B.3.1.

B.3.4.2. Modalità con selezione della produzione

Viene eseguita una serie di 4-5 esperimenti nell'intervallo di flusso dal massimo in modalità condensazione () al massimo consentito quando l'HPC è completamente carico di vapore ().

Il valore di selezione P viene selezionato in base alle condizioni della centrale termica, in base all'opportunità di garantire una pressione controllata dietro l'HPC nell'intera serie di esperimenti.

B.3.4.3. Modalità con estrazione del teleriscaldamento secondo un programma elettrico (per ottenere la dipendenza delle variazioni di potenza dalle variazioni del carico di riscaldamento)

Queste modalità sono simili a quelle eseguite durante il test delle turbine senza P-bleed.

Per le modalità con riscaldamento a uno e due stadi dell'acqua di rete con HPH spento e portata di vapore fresco costante, vengono eseguite 3-4 serie da 5-6 esperimenti ciascuna con una pressione costante nell'RTO, prossima alla rispettivamente minimo, intermedio e massimo.

Il carico di riscaldamento cambia dal massimo a zero in ciascuna serie di esperimenti modificando il flusso dell'acqua di rete attraverso i fasci di tubi PSV.

D. PREPARAZIONE PER LE PROVE

D.1. Disposizioni generali

La preparazione al test viene solitamente effettuata in due fasi: la prima riguarda il lavoro che può e deve essere svolto relativamente molto tempo prima del test; la seconda riguarda il lavoro che viene svolto immediatamente prima del collaudo.

La prima fase di preparazione comprende il seguente lavoro:

Familiarizzazione dettagliata con l'installazione e la strumentazione della turbina;

Elaborazione di un programma di prove tecniche;

Elaborazione di uno schema di controllo sperimentale (schema di misurazione) e un elenco di lavori preparatori;

Stesura di un elenco (specifica) della strumentazione, delle attrezzature e dei materiali necessari.

Nella seconda fase di preparazione viene eseguito quanto segue:

Guida tecnica e supervisione dei lavori preparatori sulle attrezzature;

Installazione e regolazione del circuito di misura;

Monitoraggio delle condizioni tecniche delle apparecchiature e dei circuiti termici prima del test;

Ripartizione dei punti di misura secondo i registri di osservazione;

Elaborazione di programmi di lavoro per singole serie di esperimenti.

D.2. Familiarizzazione con l'installazione della turbina

Quando si acquisisce familiarità con l'installazione della turbina, è necessario:

Studiare le specifiche tecniche per i dati di consegna e di progettazione del produttore, i rapporti di ispezione tecnica, i registri dei difetti, i dati operativi, gli standard e le istruzioni;

Studiare lo schema termico dell'impianto della turbina dal punto di vista dell'individuazione e, se necessario, dell'eliminazione o della presa in considerazione delle varie entrate e uscite intermedie di vapore e acqua per la durata della prova;

Determinare quali misurazioni devono essere effettuate per risolvere i problemi assegnati al test. Verificare localmente la presenza, lo stato e l'ubicazione dei dispositivi di misura esistenti idonei all'uso durante le prove come primari o di backup;

Identificare, attraverso l'ispezione in loco e l'interrogatorio del personale operativo, nonché lo studio della documentazione tecnica, tutti i malfunzionamenti rilevati nel funzionamento dell'apparecchiatura, relativi, in particolare, alla densità delle valvole di intercettazione, scambiatori di calore (riscaldatori rigenerativi, EPS, condensatore, ecc.), funzionamento del sistema di controllo, capacità di mantenere stabili le condizioni di carico e i parametri del vapore (estrazioni fresche e controllate) richiesti durante i test, funzionamento dei regolatori di livello nei riscaldatori rigenerativi, ecc.

Come risultato della conoscenza preliminare dell'installazione della turbina, è necessario comprendere chiaramente tutte le differenze nel suo circuito termico rispetto a quello di progettazione e i parametri del vapore e dell'acqua rispetto a quelli nominali che possono verificarsi durante i test, nonché come successivamente tenere conto di queste deviazioni durante l'elaborazione dei risultati.

D.3. Schema di misurazione ed elenco dei lavori preparatori

Dopo una conoscenza dettagliata dell'installazione della turbina e l'elaborazione di un programma di prove tecniche, si dovrebbe iniziare a sviluppare uno schema di misurazione con un elenco di quantità misurate, il cui requisito principale è garantire la possibilità di ottenere dati rappresentativi che caratterizzano l'efficienza della installazione della turbina nel suo complesso e dei suoi singoli elementi nell'intera gamma di modalità delineate dal programma tecnico. A tal fine, quando si sviluppa uno schema di misurazione, si raccomanda di basarsi sui seguenti principi:

Utilizzo di sensori e strumenti di massima precisione per misurare i parametri fondamentali di vapore e acqua, potenza del generatore e portate;

Garantire che i limiti di misurazione degli strumenti selezionati corrispondano all'intervallo previsto di variazioni dei valori registrati;

Massima duplicazione delle misurazioni delle grandezze fondamentali con possibilità di confronto e controllo reciproco. Collegamento di sensori duplicati a diversi dispositivi secondari;

Utilizzare strumenti di misurazione e sensori standard entro limiti ragionevoli.

In appendice al programma tecnico vengono redatti uno schema di misurazione per l'installazione della turbina durante le prove, elenchi dei lavori preparatori (con schizzi e disegni) e punti di misurazione, nonché un elenco della strumentazione necessaria (specifiche).

D.3.1. Elaborazione di uno schema di misurazione e di un elenco dei lavori preparatori per una turbina in funzione

Il circuito termico dell'installazione della turbina durante le prove deve garantire un isolamento affidabile di questa installazione dal circuito generale della centrale e il circuito di misurazione deve garantire la determinazione corretta e, se possibile, diretta di tutte le grandezze necessarie per risolvere i problemi assegnati a il test. Queste misurazioni dovrebbero fornire un quadro chiaro del bilancio del flusso, del processo di espansione del vapore nella turbina, del funzionamento del sistema di distribuzione del vapore e delle apparecchiature ausiliarie. Tutte le misurazioni critiche (ad esempio, flusso di vapore fresco, potenza della turbina, parametri del vapore fresco e di scarico, vapore di riscaldamento, flusso e temperatura dell'acqua di alimentazione, condensa principale, pressione e temperatura del vapore nell'estrazione controllata e una serie di altre) devono essere duplicato, utilizzando la connessione di convertitori primari indipendenti a dispositivi secondari ridondanti.

Il diagramma termico è accompagnato da un elenco dei punti di misura indicandone i nomi e i numeri secondo il diagramma.

Sulla base dello schema di misurazione sviluppato e della conoscenza dettagliata dell'installazione, viene compilato un elenco dei lavori preparatori per i test, che indica dove e quali misure devono essere eseguite per organizzare una particolare misurazione e riportare il circuito o l'apparecchiatura in condizioni normali (riparazione dei raccordi , installazione di tappi, pulizia delle superfici dei riscaldatori, dei condensatori, eliminazione delle perdite idrauliche negli scambiatori di calore, ecc.). Inoltre, l'elenco dei lavori prevede, se necessario, l'organizzazione di un'illuminazione aggiuntiva nei siti di osservazione, l'installazione di dispositivi di segnalazione e la produzione di vari supporti e dispositivi per l'installazione di trasduttori primari, linee di collegamento (a impulsi) e dispositivi secondari .

L'elenco dei lavori preparatori deve necessariamente includere schizzi per la fabbricazione dei necessari dispositivi di misurazione primari (alette, raccordi, manicotti termometrici, dispositivi di costrizione di misurazione, ecc.), schizzi dei punti di inserimento delle parti specificate, nonché vari supporti e dispositivi per l'installazione di dispositivi. Si consiglia di allegare all'elenco anche una sintesi dei materiali (tubi, raccordi, cavi, ecc.).

I dispositivi di misurazione primari sopra elencati, nonché i materiali necessari, sono selezionati secondo gli standard attuali in conformità con i parametri del mezzo misurato e i requisiti tecnici.

D.3.2. Elaborazione di uno schema di misurazione e di un elenco dei lavori preparatori per una turbina appena installata

Per una turbina appena installata, in particolare per il prototipo, è necessario un approccio leggermente diverso per elaborare uno schema di misurazione (o controllo sperimentale - EC) e assegnare incarichi per i lavori preparatori. In questo caso, la preparazione della turbina per i test dovrebbe iniziare già durante la sua progettazione, a causa della necessità di prevedere in anticipo ulteriori rubinetti nelle tubazioni per l'installazione di dispositivi di misurazione, poiché con moderne tubazioni a pareti spesse e un grande volume di misurazioni a causa della complessità del circuito termico, tutto questo lavoro deve essere eseguito dalle centrali elettriche dopo la messa in funzione dell'apparecchiatura risulta quasi impossibile. Inoltre, il progetto CE comprende una quantità significativa di strumentazione e materiali necessari che la centrale non è in grado di acquistare con la fornitura non centralizzata.

Così come quando ci si appresta a testare turbine già in esercizio, è necessario studiare preventivamente le specifiche tecniche di fornitura e i dati di progettazione del costruttore, lo schema termico dell’impianto della turbina e il suo collegamento con il circuito generale della centrale, divenuti acquisire familiarità con le misurazioni standard dei parametri del vapore e dell'acqua e decidere quali possono essere utilizzati durante i test come misurazioni primarie o di backup, ecc.

Dopo aver chiarito le questioni elencate, è possibile iniziare a redigere le specifiche tecniche dell'organizzazione di progettazione da includere nella progettazione esecutiva della strumentazione della stazione del progetto CE per il collaudo termico dell'unità turbina.

- nota esplicativa, che stabilisce i requisiti fondamentali per la progettazione e l'installazione di un circuito EC, la scelta e l'ubicazione della strumentazione; vengono fornite spiegazioni sull'apparecchiatura per la registrazione delle informazioni, sulle caratteristiche dell'uso dei tipi di fili e cavi, sui requisiti per la stanza in cui si prevede di posizionare il pannello EC, ecc.;

Schema dell'installazione della turbina EC con il nome e i numeri delle posizioni di misurazione;

Specifiche per la strumentazione;

Schemi e disegni per la fabbricazione di apparecchiature non standard (dispositivi a pannello, diaframmi a segmenti, dispositivi di aspirazione per la misurazione del vuoto in un condensatore, ecc.);

Schemi dei collegamenti dei tubi dei trasduttori di pressione e pressione differenziale, che forniscono varie opzioni per collegarli, indicando i numeri delle posizioni di misurazione;

Un elenco dei parametri misurati, suddivisi per dispositivi di registrazione, con indicazione dei numeri degli elementi.

I luoghi per l'inserimento dei dispositivi di misurazione per CE sui disegni esecutivi delle condotte sono generalmente indicati dall'organizzazione di progettazione e dal produttore (ciascuno nella propria area di progettazione) in conformità con le specifiche tecniche. Se nei disegni non sono presenti collegamenti da nessuna parte, ciò viene effettuato dall'impresa che ha emesso le specifiche tecniche per la CE con un visto obbligatorio da parte dell'organizzazione che ha emesso questo disegno.

Si consiglia di installare il circuito EC durante l'installazione del volume di strumentazione standard dell'impianto della turbina, in modo da consentire l'inizio dei test subito dopo la messa in funzione dell'impianto della turbina.

A titolo esemplificativo, nelle Appendici 4-6 sono riportati i diagrammi delle principali misurazioni effettuate durante il collaudo di turbine di diverso tipo.

D.4. Selezione della strumentazione

La selezione della strumentazione viene effettuata secondo l'elenco compilato sulla base dello schema di misurazione del test.

A questo scopo dovrebbero essere utilizzati solo strumenti le cui letture possono essere verificate rispetto a quelle standard. I dispositivi con un segnale di uscita unificato per la registrazione automatica dei parametri sono selezionati in base alla classe di precisione e affidabilità di funzionamento (stabilità delle letture).

L'elenco della strumentazione necessaria per il test deve indicare il nome della quantità misurata, il suo valore massimo, il tipo, la classe di precisione e la scala del dispositivo.

A causa dell'elevato volume di misurazioni durante il test delle moderne e potenti turbine a vapore, la registrazione dei parametri misurati durante gli esperimenti viene spesso effettuata non da osservatori che utilizzano strumenti ad azione diretta, ma da dispositivi di registrazione automatici con registrazione delle letture su un nastro cartografico, multi- dispositivi di registrazione di canali con registrazione su nastro perforato o nastro magnetico o complessi informatici e di informazione operativa (ICC). In questo caso, come dispositivi di misurazione primari vengono utilizzati dispositivi di misurazione con un segnale di corrente in uscita unificato. Tuttavia, nelle condizioni delle centrali elettriche (vibrazioni, polvere, influenza dei campi elettromagnetici, ecc.), Molti di questi dispositivi non forniscono la necessaria stabilità delle letture e richiedono una regolazione costante. Più preferibili a questo proposito sono i trasduttori estensimetrici "Sapphire-22" di recente produzione, che hanno un'elevata classe di precisione (fino a 0,1-0,25) e una sufficiente stabilità di funzionamento. Va comunque tenuto presente che quando si utilizzano i suddetti convertitori è consigliabile duplicare le misure più critiche (ad esempio pressione in una selezione a T regolabile, vuoto in un condensatore, ecc.) (almeno durante la periodo di acquisizione di esperienza con essi) utilizzando dispositivi a mercurio.

Per misurare la differenza di pressione nel dispositivo di costrizione, vengono utilizzati: fino a una pressione di 5 MPa (50 kgf/cm2) manometri differenziali a due tubi DT-50 con tubi di vetro e a pressioni superiori a 5 MPa - monotubo manometri differenziali per tubi DTE-400 con tubi in acciaio, il cui livello di mercurio viene misurato visivamente su una scala utilizzando un puntatore induttivo.

In un sistema automatizzato per la misurazione della caduta di pressione, trasduttori con un segnale di uscita unificato del tipo DME, classe di precisione 1.0, dell'impianto di produzione di strumenti di Kazan, del tipo DSE, classe di precisione 0.6, dell'impianto di Ryazan Teplopribor, e quanto sopra- menzionati i trasduttori estensimetrici "Sapfir-22" ("Sapfir-22DD") dell'impianto di produzione di strumenti "Manometer" di Mosca e dell'impianto di produzione di strumenti di Kazan.

Come dispositivi ad azione diretta che misurano la pressione, per pressioni superiori a 0,2 MPa (2 kgf/cm2) vengono utilizzati manometri a molla con classe di precisione 0,6 tipo MTI dell'impianto di produzione di strumenti di Mosca "Manometro" e per pressioni inferiori a 0,2 MPa (2 kgf /cm2) - manometri a mercurio a forma di U, vacuometri a tazza monotubo, tubi a barovuoto, nonché vacuometri a molla e vacuometri a pressione con una classe di precisione fino a 0,6.