Принцип работы системы регулирования турбины

Принцип работы системы регулирования турбины.

Система регулирования  предназначена для автоматического  поддержания скорости вращения ротора турбины и давления отбираемого  пара при изменениях электрической  и тепловой нагрузок.

  По принципу работы  она является однонасосной гидродинамической системой регулирования ( рис.2-12 ) .

  Поскольку турбина имеет  два регулируемых параметра ( скорость вращения ротора и  давление отбираемого пара ) и  две системы парораспределения,  управляющие впуском пара в  ЧВД и ЧНД ( К и Н ).

  Система регулирования турбины  выполнена связанной.  Изменения каждого из регулируемых параметров, воспринимаемые соответствующими регуляторами, приводят к перераспределениям расходов масла в обеих импульсных линиях, и, следовательно, к перемещению обоих сервомоторов.

  Система регулирования выполнена автономной : изменения одного из регулируемых параметров не приводит в определенных пределах к изменению другого.

  В качестве регулятора скорости  турбины используется главный  масляный насос В центробежного типа, образованный радиальными сверлениями в гребне упорного подшипника.

  Напор насоса, зависящий от  числа оборотов ротора турбины,  используется в качестве импульса  для регулирования скорости.

  Для этого в нижнюю торцовую  полость проточного золотника 1 трансформатора давления Ж подведено масло из линии нагнетания насоса В, а верхняя торцовая полость соединена с его линией всасывания.

  Перепад давлений на золотнике  1 трансформатора Ж уравновешивается  цилиндрической пружиной 3. При неизменном  первоначальном натяге последней положение золотника 1 трансформатора относительно буксы 2, в которой он перемещается, зависит только от числа оборотов турбины.

  Регулятор давления отбираемого  пара Р – сильфонного типа. Сила давления пара, подведенного  из камеры отбора, на подвижное днище сильфона 16 передается на проточный золотник 17, нагруженный пружиной 18. При ее неизменном первоначальном натяге положение золотника 17 регулятора давления относительно его буксы 15 определяется давлением пара в камере отбора. Золотники трансформатора и регулятора давления имеют каждый по две регулирующие кромки, которыми они меняют сечения слива масла из обеих проточных импульсных линий Л и М, питаемых маслом из линии нагнетания через дроссельные диафрагмы постоянного сечения ( Д и Е ). При этом золотник 1 трансформатора изменяет давление в импульсных линиях Л и М в одинаковом направлении (либо в обеих линиях повышает его, либо понижает ), а золотник 17 регулятора давления – в разных направлениях ( в одной повышает, а в другой понижает ).

  Так, при увеличении числа  оборотов турбины давление масла  под золотником 1 трансформатора  давления возрастает. Золотник поднимается,  увеличивая натяг нагружающей  его пружины 3, и останавливается.  При этом уменьшаются сечения  слива масла из обеих импульсных линий и давления в них возрастают. При увеличении давления пара в камере отбора золотник 17 регулятора давления также поднимается и уменьшает слив масла из импульсной линии ЧВД, тем самым увеличивая в ней давление. Напротив, слив масла из импульсной линии ЧНД будет увеличиваться, а давление в ней уменьшаться.

  При уменьшении скорости  вращения ротора или понижении  давления пара в отборе давления  в импульсных линиях меняются  противоположно вышеуказанному.

Отсеченные золотники И и  П, управляющие двухсторонними главными сервомоторами ЧВД и ЧНД, подключены каждый к своей импульсной линии на разность давлений в ней и в линии всасывания насоса, уравновешиваемую цилиндрической пружинной ( соответственно 7 и 14 ).                                                          

  Рабочие окна в буксах  отсечных золотников, через которые  осуществляется питание полостей  сервомоторов К и Н, полностью  закрываются только в «среднем»   положении каждого из отсечных  золотников. Следовательно, установившийся режим работы турбины достигается только при строго определенных давлениях в импульсных линиях Л и М, определяемых натяжением пружин 7 и 14, нагружающих золотники 6 и 13. В импульсной линии ЧВД это давление составляет 3,5 ати, в импульсной линии ЧНД – 2,5 ати.

  С изменением давления в импульсных линиях, вызванных изменением числа оборотов турбины или давления пара в камере отбора, отсечные золотники смещаются из своих средних положений, что приводит к перемещению поршней сервомоторов ЧВД и ЧНД. При этом изменяются сливные сечения обратных связей.

  Вызываемые этим изменения  давления в проточных линиях  противоположны тем, которые вызвали  смещения отсечных золотников  из среднего положения. Поэтому  по мере перемещения поршней  сервомоторов давления в импульсных  линиях будут возвращаться к своим номинальным значениям, а отсечные золотники 6 и 13 – к своим средним положениям.

  Рассмотрим, например, управление  сервомоторами при повышении  числа оборотов турбины. Как  было показано, в этом случае  золотник трансформатора давления уменьшает слив масла из импульсных линий и повышает давления в них. Отсечные золотники 6 и 13 поднимаются вверх из среднего положения. Линия нагнетания главного масляного насоса соединяется с нижними полостями поршней 8 и 11 каждого из сервомоторов, а из полостей над поршнями масло сливается в линию всасывания насоса. Под действием перепада давлений по обе стороны поршней 8 и 11 они перемещаются вверх, прикрывая регулирующие клапаны ЧВД и ЧНД, уменьшая пропуск пара через турбину. Одновременно, по мере движения поршней сервомоторов вверх, увеличиваются сливные сечения обратных связей сервомоторов со своими отсечными золотниками, что приводит к снижению давления в соответствующих импульсных линиях. Пружины 7 и 14, нагружающие отсечные золотники, возвращают их в среднее положение, по мере того как давления в импульсных линиях возвращаются к номинальным значениям.

  При работе турбины с большим  отбором пара сброс электрической  нагрузки с отключением электрического  генератора от сети мог бы  привести к столь значительному повышению скорости вращения, что это вызвало бы срабатывание предохранительного выключателя. Оставшийся включенным регулятор давления пара в отборе Р стремится в этом случае открыть регулирующие клапаны ЧВД, чтобы поддержать регулируемое им давление в отборе, хотя регулятор скорости подает импульс на закрытие всех клапанов, в том числе и клапанов ЧВД. Чтобы избежать значительного повышения числа оборотов, в буксе 2 трансформатора давления выполнены дополнительные окна, которые открываются, когда повышение скорости вращения окажется больше степени неравномерности регулирования скорости, т. е. когда число оборотов ротора возрастет больше, чем на ( 120-150 ) об/мин. Через эти окна, ширина которых выбрана достаточно большой, осуществляется впуск масла в импульсную линию ЧВД из линии нагнетания насоса. Поэтому давление в этой импульсной линии значительно возрастет, и регулирующие клапаны ЧВД быстро прикроются уже при небольшом последующем изменении числа оборотов.

  Для изменения числа оборотов  турбины при неизменной нагрузке ( холостой ход или работа в изолированной сети ) или для изменения мощности турбины при параллельной работе предназначен синхронизатор ( механизм управления ), при помощи которого можно изменить начальное натяжение пружины 3 трансформатора давления.

  Синхронизатор работает как  непосредственно от руки, так  и дистанционно от моторчика.  от номинального. Изменение мощности  турбины синхронизатором может  быть осуществлено от нуля  до 120% от номинальной.

  Для изменения давления пара  в камере отбора в регуляторе давления предусмотрен винт 19, при помощи которого можно изменить начальное натяжение пружины регулятора. Изменение давления пара в камере отбора осуществляется в пределах от 4 до 6 ата. Расход отбираемого пара может быть изменен от нуля до номинального.

  При пуске турбины на малых  нагрузках регулятор давления  отключается при помощи эксцентрикового  выключателя, поворотом которого  золотник отжимается в крайнее  верхнее положение.

  Все механизмы  регулирования размещены в корпусе  блока регулирования, который устанавливается сверху на крышке переднего подшипника.