Паротурбінне встановлення MTD 40 skoda, Проектування теплових електростанцій

Поділитись "Паротурбінне встановлення MTD 40 skoda"

парова турбіна MTD40

Детальний опис паротурбінної установки MTD 40 фірми skoda з габаритними розмірами.

У проекті використана парова турбіна із протитиском серії MTD 40 виробництва Skoda. Парова турбіна має перевірену конструкцію та зібрана зі складових, ефективність та надійність яких підтверджуються безліччю років експлуатації.

1 Критерії проектування парової турбіни

Парова турбіна призначена для тривалої роботи у різних експлуатаційних режимах.

При проектуванні парової турбіни будуть враховані такі критерії:

облік особливостей експлуатації турбіни із протитиском;
необхідність
зручність обслуговування та ремонту;
мінімізація вібрацій та їх контроль;
стійкість до ерозії у проточній частині;

2 Основні характеристики та пристрій парової турбіни

2.1 Корпус турбіни

Турбіна одноциліндрова з прямим приєднанням до генератора. Використаний спрямований вниз вихлоп у систему протитиску або мережний підігрівач. Корпус турбіни має горизонтальний роз'єм на верхню та нижню половини. Шпильки головного роз'єму корпусу виготовлені з жароміцної легованої сталі. Прогрівання фланців не потрібно. Елементи зовнішнього та внутрішнього корпусу виконані з литої сталі. Вихлопні патрубки мають круглу форму.

Зовнішній корпус турбіни кріпиться за горизонтальні виступи на опори переднього та заднього підшипників. Горизонтальне розміщення гарантує, що теплові розширення не вплинуть на вирівнювання ротора та статора турбіни. Вихлопні патрубки розташовані на нижній половині зовнішньогокорпуси.

Внутрішній корпус кріпиться у горизонтальній площині зовнішнього корпусу на виступах. Центрівка в осьовому напрямку забезпечується напрямними штифтами передньої та задньої секцій корпусу. Положення внутрішнього корпусу в осьовому напрямку вивірено і зберігається напрямними, розташованими у соплового апарату.

2.2 Ротор турбіни та робочі лопатки

Ротор виготовлений цільнокованим або звареним із заготовок, і включає фланець для приєднання генератора. З'єднання з генератором жорстке, спроектоване стійким до умов короткого замикання та критичної швидкості обертання.

Ротор обладнаний активним лопатковим апаратом. Робочі лопатки сходів утворюють циліндричний профіль. На кількох останніх щаблях використовується складний профіль. Робочі лопатки кріпляться до ротора "Т"-подібним хвостовиком або вилчастим хвостовиком зі штифтами. Лопатки об'єднані у пакети за допомогою бандажів. Бандажі пов'язують лопатки для збільшення динамічної жорсткості, а також служать як периферійне ущільнення робочих лопаток. На останніх кількох щаблях бандажі відсутні. Захист лопаток останніх щаблів від ерозії забезпечується рахунок поверхневого зміцнення під час виготовлення.

2.3 Сопловий апарат та діафрагми

Можливе використання соплового чи дросельного паророзподілу. Соплові коробки розташовуються в передній частині внутрішнього або зовнішнього корпусу турбіни і приєднані до колектора пари.

Діафрагми виготовлені із сталі. Соплові лопатки закріплені штифтами в дисках та бандажах діафрагм. Соплові лопатки останніх ступенів приварені до дисків та бандажів. Діафрагми розділені горизонтальною площиною на верхні та нижні половини.

2.4 Підшипники

Ротор турбіниспирається на два підшипники ковзання. Горизонтально розділені підшипники закріплені у сферичних корпусах, що дозволяють вирівнювати вісь підшипників щодо осі ротора. Вкладиші підшипників мають еліптичне розточування і залиті бабітовим сплавом на основі олова.

Упорний підшипник може бути поєднаний з переднім опорним підшипником або розташовуватися окремо і мати два ряди упорних сегментів для прийняття осьового навантаження у двох напрямках.

Обстеження підшипників може проводитись без виймання ротора. Температура підшипників контролюється термопарами, встановленими прямо під бабітовою заливкою нижньої половини опорних підшипників і на протилежних сегментах (навантаженому та ненавантаженому) завзятого підшипника.

Упорний підшипник і один із опорних підшипників розташовується на передній опорі. Задній підшипник розташований у корпусі, що приварений до вихлопної частини турбіни.

2.5 Теплове розширення

2.6 Ущільнення валу

Усі осьові ущільнення валу лабіринтного типу. Лабіринтні кільця закріплені в корпусах ущільнень, які встановлюються в корпусі турбіни в процесі збирання турбіни, щоб забезпечити правильне вирівнювання ротора та корпусу. Лабіринтні кільця у відповідь зроблені з нержавіючої сталі. Ці кільця розділені на шість частин, вони притиснуті в робочому положенні пружинами та тиском пари.

Гребінці ущільнень розміщені на лабіринтних кільцях. На окремих кільцях чергуються вищі та нижчі гребені, які утворюють лабіринт. В ущільненнях низького тиску відносні усунення більше. Гребені однакової висоти та гладкий вал утворюють прямоточне ущільнення.

Система ущільнень спроектована таким чином, щоб унеможливити витік пари в приміщення машинного залу. Важливою є системавідведення пари від кінцевих ущільнень. Трубопроводи цієї системи приєднані до переднього та заднього ущільнень турбіни. Відвідні камери ущільнень знаходяться у зовнішніх частинах корпусу. Тиск у системі дещо нижчий за атмосферний тиск (близько 0,98 бар). Це означає, що з кінцевих камер ущільнень відводиться пара та кілька повітря. Така конструкція гарантує відсутність витоків пари в атмосферу. Розрідження у цій системі забезпечується конденсатором пари ущільнень. Пара потрапляє в конденсатор і конденсується, а газ (повітря) видаляється за допомогою вентилятора. У передньому ущільненні високого тиску є проміжна камера з відведенням, що дозволяє повернути частину пари з ущільнення робочий потік назад (в один з відборів або вихлоп турбіни).

2.7 Система дренажів

Щоб уникнути температурних напруг і перекошування корпусу турбіни, а також деформації ротора турбіни, які можуть призвести до механічного пошкодження турбіни, конденсат, що утворюється при прогріванні турбіни або виділяється з насиченої пари, видалятиметься через спускні клапани в колектори, конденсатозбірники або дренажні. Дренажна система цієї турбіни має ідентичну конструкцію з дренажними системами інших турбін Skoda.

Дренажні трубопроводи підведені до окремих дренажних камер, які складаються з сепараторів домішок, трубопровідних ліній з конденсатовідвідниками та байпасних ліній із запірними клапанами. Рекомендується використовувати байпасні лінії конденсатовідвідників для видалення домішок із дренажних ліній під час пусконалагоджувальних операцій паротурбінної установки.

У дренажній системі всіх турбін Skoda використані конденсатовідвідники виробництва фірми Gestra (Німеччина) або їх аналоги. Ці пристрої мають доведено високий рівеньпродуктивності та надійності, а також досить тривалий термін служби. У разі відмови конденсатовідвідника (наприклад, зношування ущільнюючих елементів) відбувається втрата герметичності, і через сідло може витікати пара. Проте така ситуація не створює серйозних проблем експлуатації.

3 Допоміжні системи

парова турбіна MTD40 розміри

3.1 Система змащення

Система мастила відокремлена від системи гідравлічного регулювання та аварійного захисту. В системі використовується високоякісна олія із присадками, клас в'язкості ISO VG32.

Головний маслонасос - відцентрового типу, з прямим приводом від валу турбіни, з вихідним тиском олії близько 6 бар. Тиск олії, що вимірюється в передній частині корпусів підшипників, повинен перебувати в межах від 1,5 до 2 бар. На цьому рівні тиск підтримується за допомогою пружинного перепускного клапана з зворотним гідравлічним зв'язком.

При пуску турбіни використовуються допоміжні маслонасоси з приводом електродвигуна змінного струму (2×100%). Олія від цих насосів подається на мастило під час режимів пуску та зупинки. Допоміжні маслонасоси заповнюють всмоктувальні та напірні лінії основних маслонасосів, таким чином, готуючи їх до включення. Основні маслонасоси приймають навантаження на швидкості турбоагрегату трохи менше, ніж номінальна. Після досягнення номінальної швидкості турбоагрегату допоміжні насоси відключаються. Допоміжні насоси подають масло під час вибігу ротора у разі зупинки турбіни, повороту ротора турбіни або вибігу ротора під час аварійного зупинки турбіни. У цьому режимі допоміжні насоси включаються автоматично.

Аварійний маслонасос з електродвигуном прямого струму повинен забезпечувати подачу олії у разі втратиживлення змінним струмом. Для подальшого підвищення безпеки та надійності напірна лінія аварійного насоса працює в обвід маслоохолоджувачів та фільтрів. Запуск аварійного насоса відбувається автоматично.

Розгін ротора турбогенератора до швидкості повороту (близько 60 об/хв) можливий лише після подачі масла високого тиску в опорні підшипники для гідропідйому. Насос гідропідйому – з приводом електродвигуна змінного струму через редуктор. Всмоктувальна лінія насоса виходить безпосередньо з головного маслобака. Позитивний підпір забезпечується завжди, коли насос розташований нижче за рівень масла в баку. Запобіжний клапан системи гідропідйому захищає насоси та інше обладнання від неприпустимого підвищення тиску напору (точка налаштування запобіжного клапана 120 бар). Подача олії на підшипники здійснюється за допомогою дросельних клапанів, що знаходяться на кожній напірній лінії.

Мастило охолоджується в одному з двох охолоджувачів (2×100%). Використовуються пластинчасті теплообмінники. Маслоохолоджувачі працюють, використовуючи повну витрату води, що охолоджує, що зменшує забруднення. Температура мастила підтримується термостатичним регулюючим клапаном змішувального типу. Клапан працює на принципі розширення термочутливого середовища (парафіну) у закритому сильфоні. Розширення сильфона регулює підйом золотника змішувального клапана. Співвідношення охолодженої та неохолодженої олії визначається необхідною робочою температурою мастила, яка зазвичай знаходиться в межах від 40 до 45 °С.

Весь об'єм мастила проходить очищення у подвійному сітчастому фільтрі, встановленому на напірній лінії. Забруднення елементів, що фільтрують, відстежується вимірюванням перепаду тисків на фільтрі. При перевищенні перепаду тиску спрацьовуєвимикач, що подає попереджувальний сигнал. Допоміжна половина фільтра може бути очищена і запущена в роботу при турбіні, що працює.

Масло, яке видаляється з опор підшипників, збирається в дренажному трубопроводі, який частково заповнений і таким чином допускає вентиляцію системи. Витяжний вентилятор з електроприводом у верхній частині головного маслобака видаляє водяні пари та створює невеликий вакуум та баке та опори підшипників. Для запобігання викиду олії в атмосферу, на лінії подачі вентилятора використана витяжна вентиляція з вбудованим сепаратором масляного туману.

Масляні дренажі від усіх пристроїв збираються в маслозбірному баку, нижче за рівень масла в головному маслобаку. Олія цього бака повертається в головний маслобак насосом з приводом від електродвигуна змінного струму через редуктор.

Блок очищення системи мастила приєднаний безпосередньо до головного маслобаку. Подача проводиться з "чистого" обсягу головного маслобака за сіткою. Очищена олія повертається у той самий обсяг.

Підігрів олії при холодних пусках може бути забезпечено підключенням лінії з теплою водою до охолоджувачів або електронагрівачем у складі блоку очищення. У цьому випадку масло подаватиметься в обвід самого блоку очищення.