Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Апреля 2013 в 20:00, курсовая работа
Для организации рационального энергоснабжения страны особенно большое значение имеет теплофикация, являющаяся наиболее совершенным технологическим способом производства электрической и тепловой энергии и одним из основных путей снижения расхода топлива на выработку указанных видов энергии. В комбинированной выработке заключается основное отличие теплофикации от так называемого раздельного метода энергоснабжения, при котором электрическая энергия вырабатывается на конденсационных тепловых электростанциях (КЭС), а тепловая – в котельных.
4.2. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА АСР. НАЗНАЧЕНИЕ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕМЕНТОВ
Принципиальная схема регулирования турбин изображена на рис. 4.1. По функциональному назначению все элементы АСР могут быть разбиты на четыре группы. Первая из них — сервомоторы с распределительными золотниками, вторая — измерители регулируемых параметров или возмущений и преобразователи в унифицированный сигнал управления сервомоторами (командные органы). Третья группа — устройства расхаживания отдельных элементов АСР и клапанов на работающей турбине, четвертая — элементы системы водоснабжения. В АСР имеются четыре сервомотора регулирующих клапанов 11: два — клапанов высокого давления (главные сервомоторы 9, 10) и два — клапанов промперегрева (14, 15).Главные сервомоторы, каждый из которых перемещает четыре регулирующих клапана, — двухсторонние. В неподвижном состоянии усилия пара и пружин, действующие на клапаны, уравновешиваются разностью давлений на поршень сервомотора. Полости над и под поршнем в зависимости от положения отсечного золотника 7 могут быть связаны либо с напорным коллектором от насосов, либо с дренажным баком, либо быть отсоединенными от того и от другого. Последнее имеет место только при определенном, так называемом «среднем» положении отсечного золотника, при этом сервомотор неподвижен. При перемещении золотника вверх от среднего положения полость под поршнем сервомотора соединяется с напорным коллектором, противоположная полость — с дренажным баком, и сервомотор движется вверх, открывая клапаны.
Рис. 4.1. Принципиальная схема регулирования:
1 — бак импеллера; 2 — насос-импеллер; 3 — золотник регулятора скорости; 4, 16 — механизм управления турбиной; 5 — ограничитель мощности; 6 — промзолотник; 7 —отсечный золотник; 8 —линия обратной связи; 9, 10 — главные сервомоторы; 11 — регулирующий клапан; 12 — устройство для расхаживааия; 13 — силовая вода; 14, 15 — сервомоторы клапанов промперегрева; 17 — фильтр; 18 — электрогидропреобраэователь; 19 — линия 1-го усиления; 20 — следящая линия 1-го усиления
При перемещении золотника вниз от среднего положения соответствующие полости соединяются не с напорным коллектором, а с дренажным баком и наоборот, и сервомотор движется, закрывая клапаны. Так как даже при небольшом смещении золотника от среднего положения давления в полостях сервомоторов приближаются к полному или нулевому, движение сервомотора не прекращается до тех пор, пока отсечный золотник не вернется в среднее положение.
Отсечный золотник 7 по существу представляет собой комбинацию двух жестко связанных элементов: собственно отсечного золотника, содержащего распределительные кромки подвода конденсата к сервомотору, и промежуточного сервомотора, управляемого гидравлическими линиями, которые передают сигналы по положению командных органов и сервомотора. Давление под золотником (в следящей линии первого усиления 20) не зависит от положения золотника и сервомотора и представляет собой управляющий импульс для сервомотора. При увеличении этого давления золотник перемещается вверх, давая команду на открытие клапанов, при уменьшении—вниз, давая команду на закрытие.
Напротив, давление в линии над золотником (линия обратной связи 8) зависит только от положения золотника и сервомотора и не зависит от положения командных органов. Конденсат в линию обратной свя¬зи подается через дроссельное сечение, величина кото¬рого изменяется только при настройке. Слив из линии обратной связи может происходить через переменные сечения, определяемые положением золотника и серво¬мотора. При движении золотника или сервомотора вверх слив из линии обратной связи уменьшается, давление в ней растет, и отсечный золотник начинает перемещаться вниз.
Из сказанного ясно, что при росте давления в следящей линии 1-го усиления 20 (команда на открытие клапанов) в Первый момент происходит перемещение вверх отсечного золотника 7. При этом уменьшается слив из линии обратной связи 8, давление в ней растет. Как только это давление станет равным новому значению давления в следящей линии 1-го усиления, движение золотника прекратится. В результате смещения отсечного золотника из среднего положения вверх начинается перемещение сервомотора 9 на открытие. По мере этого перемещения также происходит уменьшение слива из линии обратной связи 8 и рост давления в ней. Отсечный золотник 7 под действием увеличившегося давления в линии обратной связи начинает перемещаться вниз. Однако движение сервомотора на открытие продолжается до тех пор, пока золотник не вернется в среднее положение, т. е. в положение, которое он занимал до изменения давления в следящей линии 1-го усиления. Таким образом, при любых положениях сервомотора 9 отсечный золотник 7 занимает одно и то же среднее положение, а каждому новому значению давления в линии 20 соответствует новое положение сервомотора 9 и новое значение давления в линии обратной связи 5.
Каждый из сервомоторов 9, 10, 14, 15 регулирующих клапанов имеет свой отсечный золотник и свою линию обратной связи, следящая линия 1-го усиления для всех золотников — общая.
Сервомоторы регулирующих клапанов промперегрева в отличие от главных — односторонние.
Конденсат от золотника подается только под поршень сервомотора, перемещая клапан на открытие. С противоположной стороны поршень нагружен пружинами; при подаче под поршень конденсата из напорного коллектора суммарное усилие на поршень направлено вверх, и клапан открывается; при соединении полости под поршнем с дренажем клапан закрывается пружинами. В связи с1 этим отсечные золотники сервомоторов промперегрева выполнены двухщелевыми (с одной отсечной бочкой), а не четырехщелевыми (с двумя отсечными бочками), как золотники главных сервомоторов. В остальном золотники сервомоторов промперегрева и схемы управления ими подобны золотникам и схемам главных сервомоторов.
Командных органов системы регулирования три: регулятор скорости с золотником 3 и механизмом управления турбиной (МУТ) 4; второй МУТ 16, на который обычно заводится сигнал по давлению свежего пара, и называемый поэтому регулятором давления, электрогйдропреобразователь (ЭГП) 18, пре-образующий входной командный сигнал изменения силы тока в перемещение золотника.
Все три регулятора управляют сливами из линии 1-го усиления 19. Подвод конденсата в линию первого усиления производится через шайбу, величина которой изменяется только при настройке. На линии 1-го усиления регуляторы установлены параллельно. При положении каждого, соответствующем полной нагрузке турбины, все сливы из линии 1-го усиления перекрыты и клапаны открыты полностью. Перемещение любого из регуляторов в сторону разгружения турбины приводит к уменьшению давления в линии 1-го усиления независимо от положения других регуляторов и закрытию клапанов.
Для повышения быстродействия
и устойчивости АСР между регуляторами
и отсечными золотниками
Слив из линии 1-го усиления через регулятор скорости зависит от давления на выходе импульсного насоса-импеллера 2, установленного на роторе турбины, и положения МУТ 4, управляемого электроприводом. Давление за импульсным насосом пропорционально квадрату частоты вращения ротора. На нескольких турбинах К-500-240-2 вместо импульсного насоса установлен гидромеханический датчик угловой скорости конструкции ВТИ с выходной характеристикой, идентичной характеристике насоса.
Слив из линии 1-го усиления через регулятор давления определяется положением конуса, связанного через редуктор с валом электромотора. Величина слива на ЭГП определяется положением золотника, зависящим, в свою очередь, от величины тока на входе ЭГП. При подаче на вход ЭГП тока противоположного знака открывается дополнительный подвод конденсата в ли¬нию 1-го усиления и происходит открытие клапанов.
Питание линии 1-го усиления, следящей 1-го усиления и линий обратных связей производится из общего силового коллектора. Изменение давления в этом коллекторе не сказывается на положении сервомоторов, так как при этом давления во всех питаемых линиях изменяются пропорционально, и не происходит нарушение равенства сил, действующих на отсечные золотники.
Устройства для
При расхаживании производится поочередное открытие этих дросселей и закрытие соответствующих сервомоторов и клапанов. Происходит это по той причине, что открытие дросселя расхаживания приводит к "росту давления в соответствующей линии обратной связи при неизменном давлении в следящей линии 1-го усиления. В результате соответствующий отсечный золотник смещается от среднего положения вниз, и его сервомотор начинает закрываться. Закрытие сервомотора вызывает снижение давления в линии обратной связи, возвращение отсечного золотника в среднее положение и остановку сервомотора. Чем больше открытие дросселя, тем больший ход пройдет сервомотор на закрытие. После закрытия дросселя 12 сервомотор возвращается в исходное положение.
4.3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНДЕНСАТА КАК РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ
В качестве рабочей жидкости АСР и АСЗ применен конденсат. Опыт эксплуатации всех модификаций турбин К-300-240 и К-500-240 подтвердил его преимущества как рабочей жидкости по сравнению с маслом. Прежде всего конденсат абсолютно безопасен в смысле воспламенения и безвреден в смысле загрязнения окружающей среды. Во-вторых, конденсат является естественным элементом паротурбинной электростанции, его деаэрация и очистка от примесей производятся для нужд электростанции независимо от применения в АСР. В-третьих, в схеме блока существуют источники питания конденсатом, мощность которых значительно превосходит потребности АСР, в результате сравнительно легко обеспечивается высокое быстродействие как на закрытие, так и на открытие клапанов.
В то же время опыт подтвердил необходимость учета при проектировании и эксплуатации АСР и АСЗ ряда специфических особенностей конденсата: отсутствие смазывающих свойств и склонность к застойной нечувствительности, малая вязкость, агрессивность ко многим материалам. АСР и АСЗ имеют общую систему водоснабжения. Конденсат в эти системы подается специальными насоса-ми регулирования турбины (НРТ). Конденсат на всас НРТ может подаваться либо из собственного бака, либо от конденсатных насосов первого подъема (КН-1) после обессоливающей установки. Для поддержания давления в моменты переключения НРТ, увеличения расхода в динамике, кратковременной потери собственных нужд используются гидроаккумуляторы.
Рассматриваемая схема водоснабжения показана на рис. 10.2. При питании от насоса КН-1 (8) конденсат отбирается из линии, идущей к регенеративным установкам, к двум
Рис. 4.2. Водоснабжение регулирования: 1 — система регулирования; 2 — бак регулирования; 3 — сброс в конденсатор; 4 — электромагнитный клапан; 5 — химочищенная вода; в — конденсатный насос кН-И; - 7 — обессоливающая установка; 8 — конденсатный насос КН-1; 9 — конденсат из конденсатора; 10 — задвижка с электроприводом; 11 — клапан резерва питания; 12 — насос регулирования турбины; 13 — гидроаккумулятор; 14 — питательная вода
параллельно установленным клапанам резерва питания и далее на всас НРТ (12) и на, вход АСР (/). После АСР конденсат собирается в баке системы регулирования 2 и оттуда через гидрозатвор сбрасывается в конденсатор турбины.
В случае снижения давления за насосом КН-1 клапаны резерва питания под действием водяного столба в баке регулирования открывают доступ конденсата из бака на всас НРТ и далее на вход АСР. Для предотвращения перегрева конденсата и уменьшения коррозии металла в этом, режиме в бак регулирования открывается постоянная подпитка конденсата из линии химочищенной воды 5, излишек конденсата сбрасывается через гидрозатвор в конденсатор. При падении уровня в баке ниже заданного автоматически откры¬вается дополнительная подпитка бака через электромагнитный клапан 4. Перемещение поршней гидроаккумуляторов 13 осуществляется питательной водой, отбираемой из напорной линии бустерных насосов.
Для борьбы с застойной нечувствительностью в АСР и АСЗ широко внедрены беззолотниковые элементы, вращение золотников, увеличены перестановочные силы, действующие на золотчики, большинство пружин выполнено «гидравлическими». Уменьшение износа, особенно вращающихся золотников, достигается введением гидроупоров, выравниванием давлений по ок¬ружности путем нарезки канавок, симметричного расположения управляющих окон и т. д. Весь конденсат после НРТ проходит через пластинчатые фильтры с шириной щели до 100 мкм, после монтажа или ремон¬та производится отмывка трубопроводов повышенным расходом конденсата по специальной схеме.
Предотвращение коррозии деталей в водяной среде осуществляется выбором материалов и применением специальных покрытий. Для золотников, букс, сопл, заслонок и других распределительных элементов применяется в основном нержавеющая сталь 30X13 с закалкой до твердости 370—410 НВ. Несварные детали выполняются также из стали 30X13, но без закалки; сварные детали применяются только при отсутствии перемещения относительно других деталей и выполняются из аустенитной стали Х18Н10Т и нержавеющей 10X13. Корпусные детали и пружины изготовлены в большинстве случаев из углеродистых и легированных сталей с антикоррозионным азотированием. Материал направляющих втулок штоков сервомоторов и т. п.— оловянистая бронза. Все напорные трубопроводы после фильтров — из аустенитной стали Х18Н10Т, до фильтров и дренажные — из углеродистой стали.