Turbina cu abur - Steam turbine governing
Reglarea turbinei cu abur este procedura de control al debitului de abur la o turbină cu abur, astfel încât să-și mențină viteza de rotație cât mai constantă. Variația sarcinii în timpul funcționării unei turbine cu abur poate avea un impact semnificativ asupra performanței acesteia. Într-o situație practică, sarcina variază frecvent de la sarcina proiectată sau economică și astfel există întotdeauna o abatere considerabilă de la performanța dorită a turbinei. Obiectivul principal în exploatarea turbinei cu abur este menținerea unei viteze de rotație constantă indiferent de sarcina variată. Acest lucru poate fi obținut prin guvernarea într-o turbină cu aburi. Există multe tipuri de guvernanți.
cuprins
Prezentare generală
Turbina cu abur Reglarea este procedura de monitorizare și control al debitului de abur în turbină cu obiectivul de a menține viteza de rotație a acesteia ca constantă. Debitul de abur este monitorizat și controlat prin valve de interpunere între cazan și turbină. În funcție de metoda particulară adoptată pentru controlul debitului de abur, se practică diferite tipuri de metode de guvernare. Principalele metode utilizate pentru guvernare sunt descrise mai jos.
Reglarea accelerației
În accelerația care guvernează presiunea aburului se reduce la intrarea în turbină scăzând astfel disponibilitatea de energie. În această metodă aburul este trecut printr-un pas restricționat reducând astfel presiunea sa peste supapa de reglare. Debitul este controlat folosind o supapă de control parțial deschisă. Reducerea presiunii duce la un proces de accelerare în care entalpia aburului rămâne constantă.
Reglarea accelerației - turbine mici
Costul inițial scăzut și mecanismul simplu face ca acceleratia să guverneze cea mai potrivită metodă pentru turbinele cu abur mic. Mecanismul este ilustrat în figura 1. Supapa este acționată folosind un guvernator centrifugal care constă în bilele zburătoare atașate la brațul manșonului. Un mecanism angrenat conectează arborele turbinei la arborele rotativ pe care manșonul se alternează axial. Cu o reducere a sarcinii, viteza arborelui turbinei crește și provoacă mișcarea bilelor zburătoare departe de axa manșonului. Aceasta duce la o mișcare axială a manșonului urmată de activarea unei pârghii, care la rândul său acționează supapa principală de oprire într-o poziție parțial deschisă pentru a controla debitul.
Reglarea accelerației - turbine mari
În turbinele cu abur mai mari se folosește un mecanism servo servit cu ulei pentru a spori sensibilitatea pârghiei. Utilizarea unui sistem releu mărește deflecturile mici ale pârghiei conectate la manșonul de guvernare. Maneta diferențială este conectată la ambele capete la manșonul de reglare și respectiv la axul supapei de accelerație. Arborele supapei pilot este de asemenea conectat la aceeași pârghie în unele poziții intermediare. Ambele supape pilot acoperă câte un port în camera de ulei. Ieșirile camerei de ulei sunt conectate la un rezervor de scurgere a uleiului prin conducte. Scăderea sarcinii în timpul funcționării turbinei va duce la creșterea vitezei arborelui ridicând astfel manșonul de guvernare. Deflectura are loc în pârghie și, datorită acestui fapt, fusul robinetului ridică deschizând portul superior pentru intrarea uleiului și portul inferior pentru ieșirea uleiului. Uleiul sub presiune din rezervorul de ulei intră în cilindru și împinge pistonul releului în jos. Pe măsură ce pistonul cu releu se mișcă axul supapei de accelerație atașat la acesta coboară și închide parțial supapa. Astfel debitele de abur pot fi controlate. Atunci când sarcina pe turbină crește deflecturile din pârghie sunt astfel încât portul inferior este deschis pentru intrarea uleiului și portul superior pentru ieșirea uleiului. Pistonul releului se deplasează în sus și arborele supapei de accelerație urcă în sus deschizând valva. Variația vitezei de consum a aburului ṁ (kg / h) cu sarcina turbinei în timpul reglării accelerației este liniară și este dată de „linia de volan”.
Ecuația pentru linia testamentului este dată de:
- M = C + aL
În cazul în care a este viteza de abur în kg / kWh , „ L” este sarcina pe turbină în KW, iar C nu înseamnă consum de abur.
Reglarea duzei
În duza care reglementează debitul de abur este reglat prin deschiderea și închiderea seturilor de duze, mai degrabă decât prin reglarea presiunii sale. În această metodă grupuri de două, trei sau mai multe duze formează un set și fiecare set este controlat de o supapă separată. Acționarea supapei individuale închide setul corespunzător de duză controlând astfel debitul. În turbina propriu-zisă, reglarea duzei se aplică numai la prima etapă, în timp ce etapele ulterioare rămân neafectate. Deoarece nu se aplică nicio reglare la presiune, avantajul acestei metode constă în exploatarea presiunii și temperaturii complete a cazanului. Figura 2 prezintă mecanismul de reglare a duzei aplicat turbinelor cu abur. După cum se arată în figură, cele trei seturi de duze sunt controlate cu ajutorul a trei supape separate.
Prin trecerea guvernării
Ocazional, turbina este supraîncărcată pentru durate scurte. În timpul acestei funcționări, robinetele de bypass sunt deschise și aburul proaspăt este introdus în etapele ulterioare ale turbinei. Aceasta generează mai multă energie pentru a satisface sarcina crescută. Schema guvernării by-pass-urilor este așa cum se arată în figura3.
Combinație de guvernare
Administrarea combinată folosește oricare din cele două metode de guvernare menționate mai sus. În general, reglarea bypass-ului și a duzei sunt utilizate simultan pentru a potrivi sarcina pe turbină, așa cum se arată în figura 3.
Guvernarea de urgență
Fiecare turbină cu abur este prevăzută și cu guvernanți de urgență care intră în acțiune în condițiile următoare.
- Când viteza mecanică a arborelui crește peste 110%.
- Echilibrarea turbinei este perturbată.
- Eșecul sistemului de ungere.
- Vacumul în condensator este destul de mic sau furnizarea de lichid de răcire a condensatorului este inadecvată.