Турбина с противодавлением для отбора проб
Паровая турбина с противодавлением для отбора пара.
Паровая турбина с противодавлением и отбором пара — это тип тепловой турбины, сочетающий в себе рабочие характеристики как систем отбора пара, так и систем противодавления. Она может отбирать пар более высокого давления из промежуточных ступеней, используя при этом конечный отработанный пар (с противодавлением выше атмосферного) для целей отопления. Это позволяет одновременно удовлетворять потребности в отоплении потребителей, требующих различных уровней давления.
К преимуществам паровой турбины с противодавлением относятся высокая эффективность, стабильность и экологичность. Во-первых, благодаря уникальному принципу работы эта турбина может в полной мере использовать энергию пара, тем самым повышая общую эффективность. Во-вторых, её стабильная конструкция, длительный срок службы и минимальные требования к техническому обслуживанию дополнительно повышают эффективность эксплуатации. По сравнению с традиционными паровыми турбинами, турбина с противодавлением предлагает следующие энергосберегающие преимущества:
1. После отвода отработанного пара парооткачивающим насосом он возвращается в секцию низкого давления для высвобождения тепловой энергии, что повышает эффективность турбины.
2. После высвобождения тепловой энергии пар возвращается в котел, образуя систему рециркуляции, которая снижает потери энергии и загрязнение окружающей среды.
3. Турбина с противодавлением и отбором пара обладает высокой адаптивностью к изменениям нагрузки, что обеспечивает быструю реакцию и гарантирует стабильность и надежность энергосистемы.
- Luoyang Hanfei Power Technology Co., Ltd
- Хэнань, Китай
- Обладает полными, стабильными и эффективными возможностями снабжения паровых турбин и их компонентов.
- Информация
Паровая турбина с противодавлением для отбора пара
Паровая турбина с противодавлением является ключевым тепловым оборудованием для комбинированных теплоэлектростанций (ТЭЦ). Ее главное преимущество заключается в интеграции двух функций: промежуточного отбора пара и отвода пара под противодавлением. Она может отбирать пар под заданным давлением для обеспечения потребностей потребителей с высокими параметрами, одновременно используя весь отработанный пар, противодавление которого выше атмосферного, для низкотемпературного отопления. Это обеспечивает эффективное каскадное использование энергии пара без потерь холода в конденсаторе. Являясь ключевым элементом оборудования в промышленном производстве и системах централизованного теплоснабжения городов, она точно адаптируется к потребностям потребителей тепла различного давления, обеспечивая баланс между высокой энергоэффективностью и высокой стабильностью, и предлагает значительную ценность в системах энергоснабжения с низким уровнем выбросов углерода.
Принцип работы основан на поэтапном использовании энергии пара, отличающемся четким и контролируемым процессом: свежий пар поступает в секцию высокого давления через входной корпус, расширяется и совершает работу за счет взаимодействия сопел и движущихся лопаток, приводя в движение ротор для выработки механической энергии. Часть пара отводится через промежуточный отводной патрубок для снабжения потребителей высокого давления, при этом давление отвода стабилизируется регулятором давления (отклонение ≤ ±0,05 МПа). Оставшийся пар поступает в секцию низкого давления для продолжения работы, в конечном итоге отводясь при противодавлении 0,12–0,4 МПа для удовлетворения потребностей в отоплении помещений и технологических процессах низкого давления. Поток пара разделен на секцию высокого и низкого давления. Расход пара через секцию низкого давления может регулироваться с помощью регулирующих клапанов с диапазоном регулировки от 30% до 100% от номинального расхода, обеспечивая баланс между стабильностью энергоснабжения и экономической эффективностью.
Пригодность и производительность устройства определяются его основными конструктивными параметрами, которым следует уделять особое внимание при выборе:
1. Параметры экстракции и противодавления: Давление экстракции: 0,3–1,5 МПа; Противодавление: 0,12–0,4 МПа (выше атмосферного давления). Эти параметры могут быть точно настроены в соответствии с требованиями потребителя тепла.
2. Номинальная мощность: от нескольких сотен киловатт до десятков мегаватт, адаптируемая к различным масштабам, таким как собственные промышленные электростанции и региональные тепловые электростанции.
3. Тепловая эффективность: При отсутствии потерь холода общая тепловая эффективность составляет ≥80%. Ее экономические показатели значительно превосходят показатели обычных конденсационных турбин в условиях стабильной тепловой нагрузки.
4. Точность регулирования: Точный контроль давления и расхода экстракции обеспечивает соответствие параметров и адаптацию к незначительным колебаниям нагрузки.
Конструкция соответствует требованиям к двухэнергетической системе, при этом основные характеристики ориентированы на стабильность и эффективность: ключевые компоненты включают в себя входной корпус, сопловой узел, цилиндр, ротор, выпускной патрубок и механизмы управления. Выпускной патрубок оснащен уплотнительными устройствами для предотвращения колебаний параметров. Цельнокованый ротор повышает усталостную прочность. Лопатки для секций высокого и низкого давления изготавливаются по индивидуальному заказу, с шиповым соединением в основании для увеличения несущей способности. Установлены двойные регулирующие устройства и блокировочные системы защиты (от превышения скорости, чрезмерного противодавления), позволяющие быстро отключать систему в нештатных ситуациях для снижения рисков. В соединениях цилиндров и на концах валов используются лабиринтные уплотнения, а в выпускной патрубок добавлены дополнительные уплотнительные кольца для минимизации утечки пара и потерь энергии.
Эксплуатационные характеристики сочетают в себе значительные преимущества и определенные ограничения:
1. Основные преимущества: Отличная энергоэффективность — весь отработанный пар используется для отопления, а координация тепло- и энергоснабжения обеспечивает выдающуюся комплексную эффективность. Простая конструкция с небольшим количеством потенциальных точек отказа позволяет эксплуатировать систему в течение ≥8000 часов в год и контролировать эксплуатационные расходы. Замена децентрализованного энергоснабжения на когенерацию снижает потребление ископаемого топлива и выбросы загрязняющих веществ, что соответствует требованиям низкоуглеродной экономики.
2. Эксплуатационные ограничения: Придерживается принципа «выработка электроэнергии следует за потребностью в тепле», что означает, что электрическая нагрузка тесно связана с общим потоком теплового пара и не может регулироваться независимо. Для балансировки спроса и предложения электроэнергии необходимо подключение к сети или параллельная работа с другими установками. Экономическая эффективность оптимальна в расчетном режиме; КПД снижается при работе вне расчетного режима, что делает установку непригодной для сценариев с сильными колебаниями нагрузки.
Сценарии его применения сосредоточены в областях со стабильной тепловой нагрузкой и потребностью в отоплении с использованием различных температурных режимов: промышленные электростанции в таких секторах, как химическая промышленность, целлюлозно-бумажная промышленность и металлургия, обеспечивают одновременное производство электроэнергии, пара высокого и низкого давления, снижая общее энергопотребление. Региональные тепловые электростанции для централизованного теплоснабжения городов отдают приоритет отоплению с использованием электроэнергии в качестве дополнительного источника тепла зимой и адаптируются к потребностям промышленности в тепле в нетепловые сезоны для стабильной работы круглый год. В рамках распределенных энергетических систем он может способствовать созданию интегрированных систем производства электроэнергии и отопления, повышая автономность и гибкость энергоснабжения для промышленных парков и крупных населенных пунктов.
По сравнению с аналогичными типами турбин, основные различия существенны:
1. В отличие от пароконденсационных турбин с отбором пара: в турбинах с противодавлением давление отработанных газов выше атмосферного, при этом все отработанные газы используются для отопления, и нет потерь холода. В конденсационных турбинах давление отработанных газов ниже атмосферного, и они поступают в конденсатор для конденсации. Хотя соотношение тепловой и электрической мощности в них регулируется, их энергоэффективность ниже.
2. В отличие от паровых турбин с чистым противодавлением: турбины с чистым противодавлением могут подавать для отопления только пар одного класса давления, что ограничивает их применение. Турбины с отбором пара добавляют функцию промежуточного отбора, позволяя одновременно подавать пар как высокого, так и низкого давления, что позволяет адаптироваться к более широкому диапазону потребностей.
В заключение, паровая турбина с противодавлением и отбором пара является высокоэффективной когенерационной установкой для сценариев со стабильной тепловой нагрузкой. Несмотря на ограниченные возможности регулирования электрической нагрузки, при разумной интеграции в систему и подключении к сети она может в полной мере использовать свои энергосберегающие, экологически чистые и надежные характеристики. Она обеспечивает важнейшую поддержку промышленному производству и энергоснабжению гражданского населения, занимая значительное место в низкоуглеродных энергетических системах.
