Регулювання турбін із проміжним перегрівом пари, Регулювання турбін із протитиском,
Сучасні великі турбіни для високих параметрів пари виконуються з проміжним перегрівом (фіг.106). Камери та трубиАіВ, за якими пара підводиться до перегрівача і відводиться з нього, утворюють значний акумулятор тепла, і останній дуже впливає на процес регулювання.
Пара для проміжного перегріву відбирається з турбіни при різному тиску, і вага пара, укладеного в проміжному обсязі, може змінюватися в широких межах в установках різного типу. Крім того, в одній і тій же турбіні тиск і вага пара в проміжному об'ємі, а також потужності відсіків до об'єму і після нього можуть змінюватися в багато разів при переході від холостого ходу до повного навантаження. Тому при конструюванні турбін необхідно мати ясне уявлення про проміжний об'єм на стійкість і на перехідний процес регулювання. Нижче дано аналіз впливу проміжних ємностей на стійкість і якість процесу регулювання, причому параметри в межах ємності, що розглядається, вважаються зосередженими.
Систему регулювання (фіг.106) будемо розглядати складається з регулятора 1, підсилювача 1, ротора 1 і двох парових об'ємів 4 і 5, з яких перший утворений простором між регулювальними клапанами і ступенями турбіни, а другий представляє проміжний об'єм.
Попередньо відзначимо особливості рівнянь руху турбіни із проміжними обсягами пари.
Регулювання турбін із протитиском
Турбіни з протитиском встановлюються зазвичай там, де зовнішнє споживання пари велике в порівнянні з витратою електричної енергії. У цих умовах турбіна з протитиском працює за електричним графіком, задовольняючи мінливі потреби електричної енергії.Витрата пари турбіною при цьому визначається електричним навантаженням, а швидкість обертання її ротора підтримується у відомих межах за допомогою регулятора швидкості. Тиск за турбіною підтримується регуляторами тиску інших об'єктів, наприклад, за допомогою дросельно-зволожувальної установки.
Турбіна з протитиском може виявитися і в таких умовах, коли тепловий споживач витрачає пару менше, ніж кількість, яка необхідна для вироблення електричної енергії. У згаданих умовах турбіна може працювати тільки за тепловим графіком, віддаючи електричну енергію в мережу спільно з іншими машинами, що працюють паралельно та покривають коливання електричного навантаження.
При цьому швидкість обертання турбіни зберігається внаслідок того силового зв'язку, який має електричний генератор з мережею, а частота останньої у свою чергу підтримується регуляторами швидкості інших машин. У той же час, тиск за турбіною підтримується регулятором тиску 1 (фіг.114). Регулятор швидкості такого турбогенератора служить для синхронізації при включенні агрегату в електричну мережу і для запобігання його від надмірного підвищення швидкості обертання у разі раптового скидання електричного навантаження.
При паралельній роботі турбін із протитиском у мережу, частота в якій змінюється мало, муфта регулятора швидкості переміщається на малі величини та незначно впливає на паророзподільні органи. Якщо частота в мережі сильно змінюється, то регулятор швидкості істотно втручається в роботу агрегату, викликаючи зміну протитиску, а регулятор тиску при цьому повертає клапани до їхнього попереднього положення. Обмеження розмірів порушень, які вносять регулятор швидкості, можна досягти, збільшуючи його коефіцієнтнерівномірності. Якщо регулювання призначено також для роботи з одним регулятором швидкості, то шкідливий його вплив при спільній роботі з регулятором тиску можна паралізувати шляхом пристрою пересувного упору для муфти, що перешкоджає втручанню регулятора швидкості при нормальній швидкості обертання, але залишає йому свободу дії при значному підвищенні швидкості обертання ( у разі скидання навантаження). Турбіни з протитиском будуються як дрібні, і дуже великі - потужністю до 50МВт. Великі турбіни з протитиском знаходять широке застосування як передвключені турбін, призначених для надбудови теплових електростанцій з метою поліпшення їх економічності шляхом підвищення параметрів пари. Такі турбіни працюють за тепловим графіком, оскільки кількість пари, що протікає через них, визначається витратою пари турбінами низького тиску, перед якими підтримується приблизно постійний тиск.
Турбіна з протитиском служить яскравим прикладом динамічної системи, в якій акумульована в камері пара відіграє позитивну роль у процесі регулювання, тоді як паровий обсяг перед турбіною шкідливо впливав на динамічні якості системи.
Динаміка регулювання швидкості турбін із протитиском у принципі не відрізняється від динаміки регулювання конденсаційних турбін. Слід мати на увазі, що турбіни з протитиском зазвичай мають легкі ротори з малим моментом інерції, внаслідок чого час машини виходить значно менше, ніж для конденсаційних турбін.
Регулювання турбін з одним відбором пари
У турбінах з відбором пари потрібне регулювання двох величин: швидкості ротора та тиску в місці відбору пари. Відповідно до цієї вимоги турбіна повинна володітидвома групами паророзподільних органів, одна з яких розташована перед частиною високого тиску, а друга перед частиною низького тиску (фіг.116). Регулювати кожну величину можна шляхом спільної дії регулятора швидкості та регулятора тиску. Але можна підібрати кінематичні зв'язки між регуляторами та розподільними органами турбіни і таким чином, щоб кожен регулятор міг керувати машиною самостійно, без втручання іншого регулятора. Останні системи регулювання називають автономними.
За відсутності зазначених кінематичних зв'язків кожен регулятор керує лише однією групою клапанів: регулятор швидкості – клапанами частини високого тиску, а регулятор тиску – клапанами частини низького тиску. Таке регулювання називається незв'язаним (фіг.116).