2 6.( При параллельной работе турбогенераторов в общей электрической сети частота вращения всех агрегатов одинакова.

Рис.12. Перераспределение нагрузки между параллельно работающими турбинами с сохранением неизменной частоты сети

Рис. 11. Распределение изменений нагрузки между параллельно работающими турбинами

Если несколько турбин имеют астатические характеристики, то распределение нагрузки между ними будет неопределенным и возможны ее качания. Именно поэтому для параллельно работающих агрегатов применяется статическое регулирование.

)

При изменении нагрузки сети распределение ее между турбинами зависит от их статических характеристик.

В паровых турбинах применяют три способа парораспределения: дроссельное, сопловое и обводное — с наружным или внутренним обводом.

При дроссельном парораспределении все количество пара, подводимого к турбине, регулируется одним или несколькими одновременно открывающимися клапанами, после которых пар поступает в общую для всех клапанов сопловую группу.

При сопловом парораспределении пар протекает через несколько регулирующих клапанов, каждый из которых подводит пар к своему отдельному сопловому сегменту, причем открытие клапанов производится последовательно.

При обводном наружном парораспределении после полного открытия регулирующих клапанов, подводящих пар к сопловой решетке первой ступени, дальнейшее увеличение расхода пара производится через обводный клапан к одной из промежуточных ступеней, в обход нескольких первых ступеней, включая регулирующую.

27. Задачей теплового расчета конденсатора являет­ся определение площади поверхности теплопереда­чи, необходимой для достижения заданного давле­ния на выходе из турбины.

При инженерных расчетах требуемая площадь поверхности охлаждения конденсатора F_к опреде­ляется из уравнения теплопередачи между паром и охлаждающей водой:

где ¯k — средний коэффициент теплопередачи в конденсаторе, Вт/(м² ∙ К); Δ¯t — средняя разность между температурами пара и воды, °С

Точность теплового расчета конденсатора опре­деляется достоверностью оценки коэффициента те­плопередачи ¯к, зависящего от многих факторов, характеризующих условия работы конденсатора, основными из которых являются: паровая нагрузка конденсатора, скорость движения воды в трубах, температура охлаждающей воды, диаметр трубок, число ходов конденсатора, состояние плотности вакуумной системы, состояние охлаждающей по­верхности и др.

Наиболее распространенной в настоящее время зависимостью для определения среднего коэффици­ента теплопередачи в конденсаторе является формула Л. Д. Бермана, составленная на основании ис­пытаний промышленных конденсаторов и учиты­вающая взаимосвязь и влияние на коэффициент те­плопередачи различных факторов:

где а — коэффициент чистоты, учитывающий влия­ние загрязнения поверхности (а=0,65 ... 0,85); х = 0,12а(1 + 0,15t_в1); w_в — скорость охлаждающей воды в трубках (w_в = 1,5 ... 2,5 м/с); d₂ — внутрен­ний диаметр трубок, мм; t_в1 — температура охлаж­дающей воды при входе в конденсатор, °С; Ф_z— ко­эффициент, учитывающий влияние числа ходов воды z в конденсаторе: ; Ф_d — коэффициент, учитывающий влияние паро­вой нагрузки конденсатора при паровых нагрузках от номинальной d_к^ном до d_к^гр=

здесь δt=t_п- t_2в — температурный напор на вы­ходе из конденсатора, °С;

t_п — температура пара, поступающего в конденсатор, °С

В кон­денсаторах поверхностного типа δt = 5 ... 10 °С. Большие значения δt относятся к одноходовым конденсаторам.

Заканчивается тепловой расчет определением основных геометрических характеристик конденса­тора (длины и числа конденсаторных трубок, диа­метра трубной доски) и его парового и гидравличе­ского сопротивления.

Число трубок в конденсаторе

Длина конденсаторных трубок, равная расстоя­нию между трубными досками,

Условный диаметр трубной доски

Отношение L/D_y должно находиться в пределах 1,5—2,5.

d₁ и d₂ — наружный и внут­ренний диаметры конденсаторных трубок, м

W— расход охлаждающей воды, м³ /с; w_в — скорость охлаждающей воды в трубках, м/с (прини­мается в пределах 1,5—2,5 м/с); z — число ходов охлаждающей воды

u_тр — коэффициент использования трубной доски, принимаемый для конденсаторов современных тур­бин равным 0,22—0,32.

• Гидравлическое сопротивление конденсатора Н_к, Па (разность давлений охлаждающей воды на входе в конденсатор и выходе из него) состоит из сопротивлений течения воды в трубках h₁ , на входе и выходе из трубок h₂ и водяных камер h₃ и составляет для турбин высокого давления 25—40 кПа, а турбин мощностью 300 МВт и выше — 35—40 кПа.

• Паровое сопротивление конденсатора Δр_к из-за сложного характера течения пара в межтрубном пространстве, сопровождающегося процессами конденсации, определить аналитически сложно. В конденсаторах современных мощных турбин (N_э = 160 ... 1200 МВт) паровое сопротивление составляет 270—410 Па.

28.При дроссельном парораспределении все количество пара, подводимого к турбине, регулируется одним или несколькими одновременно открывающимися клапанами, после которых пар поступает в общую для всех клапанов сопловую группу.

Дросеельное парораспределение. При дроссельном парораспределении все количество пара, поступающего в турбину при сниженных нагрузках, подвергается дросселированию. Состояние пара при этом, как известно, меняется по закону

где h₀, c₀ — энтальпия и скорость пара перед дроссельным клапаном; h₁, c₁ —то же за дроссельным клапаном — перед сопловой решеткой первой ступени.

При расчетном режиме дроссельный клапан открыт полностью и процесс расширения пара в турбине изображается линией ab в h, s- диаграмме (рис.1). При снижении нагрузки дроссельный клапан будет открыт не полностью, поэтому давление пара перед соплами первой ступени понизится с р₀ до р₁ , а энтальпия его h₀ при этом сохранится прежней (точка с). Процесс расширения пара изобразится линией cd.

О тносительный внутренний КПД турбины при сниженном расходе пара станет меньше, чем при расчетном режиме:

Расход пара G в переменном режиме должен быть задан.

Если при изменении расхода пара ни в одной из ступеней не возникает критической скорости, давление р₁ за дроссельным клапаном может быть найдено по уравнению Флюгеля. В том случае, когда режим остается критическим, что характерно для конденсационной турбины, давление р₁ определяют по формуле Бэра.

Рис. 2. Коэффициенты дросселирования для турбин с начальными параметрами пара р₀=12,7 МПа, t₀= 565 °С и с различным противодавлением

Внутреннюю мощность определяют по формуле: