Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОТБОРА ПАРА ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ ТУРБИНЫ

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на теплоэлектроцентралях при эксплуатации теплофикационных турбин.

Известен способ регулирования давления отбираемого пара путем установки на трубопроводе защитно-регулирующего клапана, в котором регулирование давления пара осуществляют регулирующим клапаном, а защиту турбины от разгона осуществляют защитным клапаном (см., например, Баринберг Г.Д. Повышение эффективности теплофикационных турбин на действующих ТЭЦ. Теплоэнергетика, 1997, №7, с.11-13).

Указанный способ обладает следующим недостатком. Давление перед регулирующим клапаном соответствует давлению в камере отбора пара и пропорционально расходу свежего пара на турбину. Чтобы расширить диапазон расходов пара на турбину, при котором возможен отбор пара к потребителю с заданным давлением, давление в камере при максимальном расходе свежего пара должно быть намного выше заданного давления пара к потребителю. Таким образом, в результате отбора пара при более высоком давлении имеет место недовыработка электрической мощности и снижение экономичности турбины. Поэтому такой способ эффективно используют при небольших расходах пара производственного отбора (менее 70 т/ч) и с несущественным превышением давления пара в камере отбора над заданным давлением пара к потребителю при максимальном расходе свежего пара.

Известен способ регулирования давления отбираемого к потребителю пара путем установки в турбине парораспределительных органов производственного отбора, например, представляющих собой регулирующие (или поворотные) диафрагмы, с установкой на трубопроводе отвода пара запорной арматуры (см., например, Г.Д. Баринберг, Ю.М. Бродов, А.А. Гольдберг, Л.С.Иоффе, В.В.Кортенко, В.Б.Новоселов, Ю.А.Сахнин. Паровые турбины и турбоустановки Уральского турбинного завода, г.Екатеринбург, 2007, с.57, 62, Рис.2.2).

Этот способ является ближайшим к заявленному, но обладает следующим недостатком.

При уменьшении расхода отбираемого пара органы парораспределения производственного отбора открываются полностью и при дальнейшем уменьшении расхода отбираемого пара давление в камере отбора пара увеличивается и становится выше заданной величины, что не удовлетворяет требованиям технологических нужд. Для обеспечения заданного давления отбираемого к потребителю пара в более широком диапазоне требуется увеличение пропускной способности органов парораспределения производственного отбора, что связано с увеличением перепада давления на регулирующую ступень. Это приводит к увеличенному дросселированию пара в органах парораспределения на большинстве режимов и снижению выработки электрической мощности и экономичности турбины, поэтому такой способ эффективно используют при больших расходах производственного отбора пара (свыше 70 т/ч).

Задачей заявленного изобретения является обеспечение заданного давления пара к потребителю во всем диапазоне изменения величины расхода производственного отбора пара теплофикационной турбины.

Указанная задача достигается тем, что в теплофикационной турбине, содержащей органы парораспределения производственного отбора пара и трубопроводы отвода пара к потребителю с установленной на них запорной арматурой, которые используются для обеспечения заданного давления при больших расходах отбора пара, на одном из трубопроводов устанавливают регулирующий клапан, измеряют давление пара за ним, сравнивают его с заданной величиной к потребителю и, при превышении этого давления заданной величины, открывают полностью органы парораспределения производственного отбора, затем перекрывают отвод пара через остальные трубопроводы, обеспечивающие большие расходы, и регулирование давления пара к потребителю с меньшим расходом осуществляют регулирующим клапаном.

На чертеже представлена принципиальная схема реализации данного способа.

Теплофикационная турбина содержит часть 1 высокого давления, часть 2 низкого давления с парораспределительными органами 3 производственного отбора пара и механоэлектрическим датчиком 4 их положения, трубопровод 5 отвода пара к потребителю 6 с установленной на нем задвижкой 7 с электроприводом 8 и конечным выключателем 9, трубопровода 10 отвода пара к потребителю 6 с установленным на нем регулирующим клапаном 11, блок 12 управления регулирующим клапаном 11, манометр 13 замера давления пара после регулирующего клапана 11.

Установка значения давления пара, при котором начинается прикрытие регулирующего клапана 11, производится задатчиком 14, электрический сигнал на выходе которого пропорционален положению установленного вручную входного элемента.

Блок 12 управления, в котором производится сравнение измеряемого манометром 13 текущего давления пара за регулирующим клапаном 11 и электрического выходного сигнала задатчика 14, содержит сумматор 15, приводящий сигналы от манометра и задатчика к одному виду (например, к токовому сигналу) и выполняющий алгебраическое сложение преобразованных сигналов, и релейный элемент 16 (электромеханические или электронное реле), срабатывающий при равенстве этих сигналов. В блоке 12 управления имеется еще два релейных элемента 17 и 18, на вход которых подается соответственно электрические сигналы от датчика 4 положения парораспределительных органов производственного отбора 3 и выключателя 9 задвижки 7. Срабатывание релейного элемента 17 происходит при максимальном открытии парораспределительных органов 3 производственного отбора по положению механоэлектрического датчика 4, а элемента 18 - при полном закрытии задвижки 7 по выключателю 9. Релейные элементы 16-18 подключены к элементу И 19, так что при срабатывании элементов 17 и 18 происходит прикрытие регулирующего клапана 11, а при срабатывании элемента 16 происходит прекращение прикрытия регулирующего клапана 11.

Способ осуществляют следующим образом.

Измеряют давление пара за регулирующим клапаном 11 с помощью манометра 13, в сумматоре 15 сравнивают это давление с заданным давлением в задатчике 14, посылают электрический сигнал в релейный элемент 16 и от него в элемент И 19. При превышении давления пара по манометру 13 по сравнению с величиной по задатчику 14 полностью открывают парораспределительные органы 3 производственного отбора и от механоэлектрического датчика и поступает сигнал в релейный элемент 17, а от него - в элемент И 19, а также с помощью электропривода 8 полностью закрывают задвижку 7 на трубопроводе 5 отвода пара к потребителю 6 и после чего от выключателя 9 поступает сигнал в элемент И 19. В результате срабатывания элементов 17 и 18 от элемента И 19 поступает сигнал на регулирующий клапан 11 и начинается его прикрытие, что позволяет уменьшить давление пара за регулирующим клапаном 11. Регулирующий клапан 11 прикрывают до тех пор, пока давление, измеренное манометром 13, не сравняется в сумматоре 15 с давлением задатчика 14. После чего от сумматора 15 поступает сигнал в релейный элемент 16, который при этом сработает и подаст сигнал в элемент И 19, от которого поступит сигнал к регулирующему клапану 11 на его останов, то есть на прекращение его прикрытия.

Таким образом, данный способ регулирования давления производственного отбора пара теплофикационной турбины позволяет обеспечить необходимое для потребителя давление во всем диапазоне величины отборов пара без снижения электрической мощности и экономичности турбины на большинстве режимов ее эксплуатации.