Что такое эрозия. Какие меры борьбы с ней вы знаете.

При ударе капель влаги о входную кромку в материале лопаток возникает разрушение, называемое эрозионным износом.

Для защиты рабочих лопаток от эрозионного разрушения применяют следующие мероприятия: 1) повышение температуры свежего пара, промежуточный перегрев, применение выносных сепараторов в сочетании с промежуточным перегревателем для влажно-паровых турбин АЭС; 2) применение различных влагоулавливающих устройств в проточной части турбины; 3) увеличение осевых зазоров между соплами и рабочими лопатками, способствующее дроблению капель и снижению рассогласования скоростей влаги и пара; 4) отказ от бандажных проволок, способствующих концентрации влаги; 5) применение продольных канавок на входной части спинки лопатки у периферии; влага в канавках демпфирует удары капель и, кроме того, канавки способствуют сепарации влаги лопаткой; 6) применение эрозионностойких материалов, упрочнение поверхности лопаток, применение защитных покрытий.

Для упрочнения входных кромок лопаток со стороны спинки к ним припаиваются серебряным припоем накладки, изготовленные из стеллита. Стеллит – сплав на кобальтовой основе, обладающий высокой твёрдостью и износостойкостью.

Удаление влаги из проточной части турбины существенно снижает эррозионный износ и наряду с этим способствует уменьшению потерь энергии от влажности.

12.Каким образом протекаем рабочий процесс в многоступенчатой турбине. Какие преимущества и недостатки многоступенчатой турбины вы знаете?

Для привода генераторов электрического тока большой мощности применяются паровые турбины высокой экономичности. Такие турбины выполняются многоступенчатыми.

Во многих турбинах применяется сопловое парораспределение. При этом первая ступень при изменении пропуска пара работает с изменяющейся парциальностью и в этом отношении отличается от последующих ступеней турбины. Такая ступень называется регулирующей ступенью.

В многоступенчатой турбине полный располагаемый теплоперепад от начального состояния пара до давления в выходном патрубке распределяется между последовательно расположенными ступенями турбины. Таким образом, каждая из ступеней перерабатывает лишь часть общего теплоперепада, приходящегося на всю турбину.

Подводимый к турбине пар протекает через стопорный и регулирующие клапаны. Это течение сопровождается потерями, так что давление пара р0 перед сопловой решёткой регулирующей ступени несколько ниже (на 4 – 6 %), чем давление перед стопорным клапаном турбины.

В сопловой решётке первой ступени пар расширяется от давления р0 до давления р1, за счёт чего скорость при истечении из сопловой решётки возрастает до с1. Основная часть кинетической энергии с12/2 парового потока преобразуется при протекании через рабочие решётки регулирующей ступени в энергию вращения ротора турбины, так что при выходе из рабочих лопаток паровой поток имеет уже незначительную скорость с2. Таким образом, расширение пара продолжается в последующих ступенях до тех пор, пока не будет достигнуто давление рк в выходном патрубке турбины.

Преимущества:

1) оптимальное отношение скоростей u/cф, следовательно высокий КПД(чем больше ступеней, тем меньше теплоперепад на каждую ступень);

2) с увеличением числа ступеней высота сопловых и рабочих лопаток во всех ступенях турбины увеличивается, т. е. уменьшаются концевые потери и протечки пара;

3) энергия выходной скорости предыдущей ступени используется в сопловых лопатках последующей, т. е. повышает располагаемую энергию последующей ступени (потери энергии с выходной скоростью в промежуточных ступенях равна нулю);

4) тепловая энергия потерь предыдущих ступеней частично используется для выработки полезной энергии в последующих ступенях (возврат теплоты)4

5) конструкция позволяет осуществлять отборы пар для регенеративного подогрева питательной воды и промперегрева пара, которые существенно повышают КПД турбины.

Недостатки:

1) с увеличением числа ступеней усложняется конструкция и стоимость изготовления турбины;

2) повышенные потери от утечек пара как в переднем, так и в диафрагменных уплотнениях

13. Какие конструктивные меры используются для уменьшения осевых усилий в турбине?

Защита от осевого сдвига ротора. При чрезмерном осевом сдвиге ротора возникают задевания вращающихся деталей о неподвижные, приводящие к разогреву и тепловым деформациям соприкасающихся деталей. Это в свою очередь вызывает разбалансировку ротора, усиленную вибрацию турбины и прогрессирующее развитие задеваний вплоть до полного её разрушения.

.Для уменьшения осевого усилия передаваемого на упорный подшипник, применяют разгрузочный поршень, которым является первый отсек переднего концевого уплотнения с увеличенным диаметром уплотнительных щелей. В конденсационных турбинах без промперегрева пара уравновешивание осевых усилий производится за счет противоположного направления потоков в соседних цилиндрах. В турбинах с промперегревом пара и турбинах с регулируемыми отборами роторы цилиндров должны быть уравновешены каждый индивидуально

В качестве импульса для работы системы защиты по осевому сдвигу служит значительное перемещение гребня упорного подшипника, например при расплавлении баббитовой заливки колодок. Обычно применяют датчики гидравлического или электрического типа.

Гидравлический датчик использует в своих турбинах КТЗ, и его принцип такой же, как и у регулятора частоты вращения ЛМЗ (см. рис. 10.10), с той лишь разницей, что роль перемещающейся отбойной пластины регулятора частоты играет упорный диск. Импульс от падения давления перед гидравлическим соплом в результате смещения гребня упорного диска используется для посадки стопорных, регулирующих и обратных клапанов.

В мощных турбинах чаще всего применяют электромагнитный датчик (рис. 11.4), посылающий при опасном смещении ротора импульс на электромагнитный выключатель 13 (см. рис. 11.3); он перемещает золотник 14, который обеспечивает срабатывание золотников автомата безопасности 17 и всей системы защиты.

Рис. 11.4. Реле осевого сдвига турбин ЛМЗ

14. Как влияет число ступеней на эффективность проточной части турбины. Что такое возврат теплоты?

Одним из преимуществ многоступенчатой турбины является использование части потерь энергии предыдущих ступеней для получения полезной работы в последующих ступенях. Потери энергии в ступени переходят в теплоту и повышают энтальпию пара за ступенью. В области перегретого пара это приводит к повышению температуры пара за ступенью, а в области влажного пара к увеличению степени сухости пара. Если суммировать теплоперепады ступеней, то их сумма окажется больше теплоперепада турбины по основной изоэнтропе Н0, т.е. .

Здесь Q – возвращённая теплота потерь энергии ступеней, которая увеличивает располагаемую энергию ступеней многоступенчатой турбины по сравнению с одноступенчатой.

КПД многоступенчатой турбины со ступенями одинаковой экономичности можно подсчитать по формуле: .

Здесь qт = Q/H0 – коэффициент возврата теплоты.

Коэффициент возврата теплоты можно рассчитать по формуле:

.

Здесь значение kt равно 4,8×10-4 для группы ступеней, работающих в области перегретого пара; 2,8×10-4 – для группы ступеней, работающих в области влажного пара; 3,2 – 4,3×10-4 – для группы ступеней, часть которых работает в области перегретого пара, а часть – в области влажного пара.

Дата добавления: 2015-07-21