Регулировка вытяжной турбины

Регулируемая паровая турбина

Также известная как пароконденсационная турбина с отбором пара или одноступенчатая тепловая турбина, это теплоэнергетическое оборудование, которое сочетает в себе выработку электроэнергии и функции отопления, отбирая пар из промежуточных ступеней турбины для подачи потребителям тепловой энергии.

Принцип работы и конструктивные особенности

Этот тип турбины состоит из секции высокого давления и секции низкого давления. Свежий пар сначала поступает в секцию высокого давления, расширяется и совершает работу, после чего разделяется на два потока: один отводится в качестве пара для нагрева потребителей, а другой поступает в секцию низкого давления, где продолжает расширяться и совершать работу, прежде чем быть отведённым в конденсатор. Принцип её работы находится между принципами работы паровых турбин противодавления и конденсационных паровых турбин. Когда расход пара для нагрева равен нулю, установка работает аналогично конденсационной паровой турбине; если весь пар из секции высокого давления отводится, она работает аналогично турбине противодавления. Однако в реальных условиях эксплуатации, чтобы предотвратить перегрев, вызванный трением воздуха в цилиндре низкого давления, необходимо поддерживать минимальный расход пара в секции низкого давления в конденсатор, составляющий от 5% до 10% от проектного расхода.

Регулируемая паровая турбина с отбором пара является ключевым элементом когенерации, поскольку она одновременно удовлетворяет потребности в электроэнергии и отоплении, отбирая пар под регулируемым давлением в процессе расширения.

К его основным функциям относятся:

1. Когенерация и эффективное использование энергии

Свежий пар сначала поступает в секцию высокого давления для выполнения работы, а затем разделяется на два потока — один отводится для теплопотребителей (например, для промышленного использования или централизованного теплоснабжения), а другой проходит через секцию низкого давления, продолжая выполнять работу, прежде чем быть отведённым в конденсатор. Это позволяет осуществлять скоординированное производство электроэнергии и тепла, повышая общую эффективность использования энергии.

2. Гибкая регулировка электрических и тепловых нагрузок.

Благодаря объединению регулятора скорости и регулятора давления для динамического управления регулирующими клапанами или вращающимися диафрагмами секций высокого и низкого давления, можно регулировать выходную электрическую мощность, поддерживая при этом стабильную тепловую нагрузку (например, снижая электрическую нагрузку путем закрытия клапанов для поддержания потока отводимого пара или увеличивая тепловую нагрузку путем открытия клапанов высокого давления и закрытия отводных клапанов для компенсации колебаний мощности). Это позволяет адаптироваться к изменениям в распределении нагрузки в сети и потребностям тепловой сети.

3. Обеспечение эксплуатационной безопасности

Для предотвращения перегрева, вызванного трением воздуха в цилиндре низкого давления, установка должна обеспечивать прохождение через секцию низкого давления для охлаждения от 5% до 10% расчетного расхода пара. Система управления устанавливает минимальный предел расхода конденсации для обеспечения безопасной работы.

4. Возможность бритья в экстремальных условиях и адаптивность.

Диапазон регулировки электрической нагрузки ограничен тепловой нагрузкой. С помощью анализа рабочих схем или испытаний тепловых характеристик можно оптимизировать параметры сглаживания пиковых нагрузок для обеспечения баланса между стабильным теплоснабжением и гибкой выработкой электроэнергии в городских централизованных системах отопления и промышленных приложениях.

Главное преимущество паровой турбины с регулируемым отбором пара заключается в ее способности гибко согласовывать тепловые и электрические нагрузки путем регулирования давления отбираемого пара.

1. Высокая регулируемость тепловых и электрических нагрузок.

Благодаря комбинированной конструкции секций высокого и низкого давления, свежий пар после расширения в секции высокого давления разделяется на потоки для подогрева и рабочий поток для секции низкого давления. Это позволяет независимо регулировать электрическую мощность и расход подогреваемого пара в определенном диапазоне, устраняя конфликт между электроснабжением и отоплением, присущий турбинам с противодавлением. Это особенно подходит для сценариев со значительными колебаниями тепловых нагрузок.

2. Высокая оперативная гибкость

Регулируемая паровая турбина с отбором пара может работать аналогично конденсационной турбине при нулевом расходе отбираемого пара или аналогично противодавленческой турбине при максимальном расходе отбираемого пара. При этом, с помощью анализа рабочих схем или тепловых испытаний, можно оптимизировать работу по сглаживанию пиковых нагрузок, например, гибко повышая или понижая электрические нагрузки при определенных расходах отбираемого пара для удовлетворения потребностей сети в сглаживании пиковых нагрузок.

3. Отличная термостойкость

Давление отбираемого пара регулируется регулятором давления для поддержания стабильности, обеспечивая надежную подачу пара потребителям тепловой энергии. Кроме того, конструкция установки предусматривает минимальный расход (приблизительно от 5% до 10% от расчетного расхода) через секцию низкого давления для охлаждения цилиндра низкого давления, что обеспечивает безопасность эксплуатации.

4. Широкая область применения

Этот тип турбины широко используется в системах централизованного городского отопления, для утилизации промышленных отходов тепла и в других областях. Ее конструкция с двойным отводом тепла позволяет удовлетворять потребности в отоплении при различных параметрах давления, что дополнительно повышает эффективность использования энергии.