Регулирование и маслоснабжение паровых турбин.

Паровые турбины могут работать в широком диапазоне изменения нагрузок. Но при работе с генератором изменение частоты вращения вала турбины не допустимо, т.к. это связано с изменением частоты тока (Гц).

Основная задача регулирования турбины для привода генератора – это поддержание в заданных пределах частоты вращения вала. Самый простой регулятор скорости состоит из 2ух элементов: измерительного устройства и регулирующего органа.

Более сложные конструкции имеют в своём составе ряд др. унифицированных элементов: серво-приводы, устройства обратной связи и др.

На рис. 12.10 показана простейшая схема регулятора скорости прямого действия, приводимого в движение от вала турбины ч/з зубчатую передачу.

При увеличении частоты вращения турбины грузы 1 центробежного вентилятора под действием центробежных сил расходятся, перемещая вверх связанную с ними муфту 2. при уменьшении частоты вращения турбины грузы сближается и муфта опускается вниз.

Перемещение муфты связано ч/з система рычагов с открытием или прикрытием регулирующего паровпускного клапана 4.

Регуляторы прямого действия применяются в турбинах небольшой мощности (до 60 кВт), где нет необходимых больших усилий для приведения в действие регулирующего клапана.

Для крупных турбин применяются сложные системы непрямого регулирования с подводом дополнительной энергии и усилительными устройствами (рис 12.11)

В качестве вспомогательной энергии используется масло под давлением. Масло подводится от насоса 7 в штоки серво-мотора 4 и золотника 3 шарнирно, которые связаны ч/з рычаг 2 с муфтой регулятора 1.

В среднем положении золотник отсекает подвод масла к сервомотору, но при перемещении муфты 8 и рычага 2, золотник отклоняются от среднего положения и масло может поступать в верхнюю А или Б полости сервомотора.

За счёт перепада давления масла в полостях поршень сервомотора перемещает связанный с ним регулирующий клапан 5, изменяя тем самым расход пара на турбину 6.

В паровых турбинах ЛМЗ в настоящее время устанавливают бесшарнирные или всережимные упругие датчики с диапазоном 300-3400 об/мин (рис 12.12)

Датчик крепится на валике 5, который связан с ротором турбины. Грузы 9 и 10 крепятся на гибкой стальной ленте 3, прикреплённой к корпусу 4 пластинками 8 и болтами 7. пружина 6 стягивает.грузы 9 и 10. на выпуклой части ленты по оси валика укреплена отбойная пластина 2, которая регулирует слив масла из сопла 1 следящего золотника.

При увеличении частоты вращения центробежной силы растягивают пружину и деформируют гибкую ленту. Пластинка 2 отходит от сопла 1, вызывая перемещение золотника. Золотник перекрывает соответствующие каналы, меняя сливы ч/з них.

Кроме центробежных применяют гидродинамические регуляторы скорости, измерителем частоты которых служит насос (рис 12.13).

Колесо импульсного насоса 1 расположено на валу турбины. При увеличении частоты вращения ротора давление масла после насоса увеличивается. Избыточное давление передаётся под поршень 3, заставляет его перемещаться вверх, растягивая пружину 2. От перемещения поршня рычаг 4 поднимается, поворачиваясь относительно места его соединения со штоком сервомотора 6.

Золотник 5 при этом откроет подвод силовой жидкости от насоса 8 в камеру над поршнем сервомотора и соответственно слив из-под поршня.

Под перепадом давления поршень сервомотора переместится вниз и прикроет клапан 7, изменив тем самым расход пара на турбину.

Регулирующие органы или парораспределительные устройства увеличивают или уменьшают мощность и восстанавливают частоту вращения вала. Парораспределительные устройства выполняются дроссельными, сопловыми, обводными, комбинированными. При дроссельном парораспределении (рис 12.14) для уменьшения нагрузок клапаны прикрываются и пар дросселируется. Дросселирование сопровождается потерями части располагаемого теплоперепада и ухудшает КПД. Применяют на турбинах малой мощности.

При сопловом распределении (рис 12.15) пар поступает к соплам 1 ступени через несколько регулирующих клапанов. Каждый клапан обслуживает свою группу сопл. При нормальной нагрузке клапан полностью открыт. При изменении нагрузки регул-е клапаны последовательно открывается либо закрывается.

При обводном парораспределении осуществляют добавочный впуск свежего пара в одну или несколько промежут.ступеней ЦВД(цилиндр высокого давления)через специальные байпасные последовательно открывается клапаны. Обвод пара применяется для обеспечения перегрузки сверхэкономической мощности. Чем дальше от первой ступени осуществляются добавочный подвод пара, тем больше пропускная способность перегрузочной ступени. Обводное парораспределение часто совмещается с сопловым. В современных турбинах пропуск пара в пределах от холостого хода до экономической мощности изменяется за счет соплового распределения а увеличение нагрузки за счёт свободного.

Для исключения аварийной ситуации все турбины снабжают автоматом безопасности (рис 12.10). В качестве командного органа испытавают центробежный байковый регулятор. При вращении вала на баёк 1 действует центробежная сила.В раб положении баёк удерживается пружиной 2.Если частота вращения превысит предельную на 10-12% от наминала, то центробежная сила будет больше силы натяжения пружины и байок переместится в следующее крайнее положение. Байок выступит за обводы вала, ударит по рычагу 3 и приведет в движение механизм слива масла из системы регулирования.