29. Изменение температурного состояния цнд (чнд) проточной части турбины при пусках из различных состояний. Причины изменений. Способы снижения.

Небольшой расход пара через ЦСД и ЦНД в процессе разворота турбины и синхронизации сказывается также на работе последних ступеней ЦНД, особенно при пусках из горячего состояния. На рис. 4.5 представлены графики изменения температурного состояния последних ступеней ЦНД турбины К-210-130 в процессе разворота и начала набора нагрузки. Анализ этих результатов показывает, что в процессе повышения частоты вращения ротора до номинальной происходит резкое повышение температур пара и металла направляющих лопаток последней ступени, особенно в периферийной зоне. Уровень этих температур определяется давлением в конденсаторе и температурой пара поступающего в ЦНД. В приведенных результатах экспериментальных измерений температура металла в последних ступенях, при работе на холостом ходу, повышалась до 200 ⁰С. После первоначального нагружения турбины температура пара и металла в последних ступенях резко снижаются на 120-140 ⁰С до уровня соответствующего процессу расширения пара в ступенях.

Неравномерность прогрева, сопровождаемая в тому же частыми резкими изменениями температур обусловлена, очевидно тем, что при малых расходах пара в последних ступенях происходит отрыв потока и образование обратных течений из конденсатора в корневой зоне лопаток последней ступени. Эти обратные течения приводят к забросу крупнодисперсной влаги со стороны выхлопа в проточную часть и способствует возникновению резких температурных колебаний и, как следствие, напряжение в деталях ЦНД, которые могут стать причиной появления трещин. Визуальные наблюдения показывают, что интенсивность выноса крупнодисперсной влаги возрастает по мере открытия БРОУ и РОУ.

Рис.4.5. Изменение температуры пара в последних ступенях турбины К-210-130 на этапе разворота.

Наличие избыточной влаги в зоне рабочих лопаток последних ступеней при развороте турбины и работе на холостом ходу является одной из причин эрозионного износа периферийной части входных кромок, вследствие сепарации этой влаги на рабочих лопатках последних ступеней и выноса ее прямыми потоками. Все это вынуждает, во избежании аварии, производить замену лопаток последних ступеней зачастую до полной выработки ресурса.

Таким образом, исходя из особенностей перечисленных выше, можно сформулировать основные проблемы, решение которых позволит улучшить технологию пуска энергоблока:

• увеличить расход пара через регулирующую ступень ЦВД и головную часть ЦСД с момент повышения частоты вращения;

• обеспечить охлаждение промперегрева на этапе растопки и повышения параметров;

• обеспечить предварительных прогрев перепускных труб ЦВД и ЦСД;

• увеличить расход пара через последние ступени ЦНД в процессе разворота турбины;

• с целью уменьшения выноса крупнодисперсной влаги в корневую зону последних ступеней в периоды повышения частоты вращения, синхронизации, работы на холостом ходу снизить до минимума сбросы пара в конденсатор через РОУ и БРОУ.

Причиной ограничения продолжительности работы турбины на малых нагрузках и на холостом ходу является чрезмерный нагрев выхлопного патрубка, что приводит к опасности разрушения лопаточного аппарата ротора ЧНД. Для расширения маневренности паровых турбин проводят различные мероприятия.

Эти мероприятия подразделяются на конструктивные и эксплуатационные. К конструктивным относятся следующие мероприятия:

- применение системы парового обогрева шпилек и фланцев горизонтальных разъемов турбин при пуске турбин;

- уменьшение ширины фланцев;

- локализация областей высоких температур путем экранирования ротора и области паровпуска;

- применение двустенной конструкции цилиндров (прежде всего - ЦВД);

- конструирование маневренных турбин с повышенными осевыми и радиальными зазорами;

- улучшение качества тепловой изоляции цилиндров путем использования метода напыления;

- применение системы охлаждения выхлопного патрубка ЦНД при малых нагрузках.

В процессе эксплуатации для повышения маневренности турбин используют следующие мероприятия:

- предтолчковый прогрев перепускных труб при пусках энергоблоков;

- подача пара повышенной температуры на концевые уплотнения турбины при пусках блока из горячего состояния.