Понедельник, 26.02.2018, 04:53
Газовые и паровые турбины ТЭС, ТЭЦ, АЭС
Приветствую Вас Гость | RSS
Главная | Техническая книга online | Регистрация | Вход

Меню сайта

Cветодиодное освещение

Мини-чат



Наш опрос

Стоит развивать "Online литературу"?
Всего ответов: 649




Главная » 9.2 Исследование процессов естественного остывания турбоагрегата К-300-240
9.2 Исследование процессов естественного остывания турбоагрегата К-300-240
01:35
Как уже отмечалось ранее, общее время пуска энергоблока в значительной мере определяется предпусковым температурным состоянием турбоагрегата.
    Для определения предпускового температурного состояния турбины после остановок различной продолжительности использованы разработанная в Институте проблем машиностроения НАН Украины объемная (трехмерная) математическая модель остывания паровых турбин и реализующий ее программно-вычислительный комплекс (ПВК). Здесь следует подчеркнуть тот факт, что если штатное термометрирование позволяет измерять температуру только корпусных элементов, то использование указанного ПВК при проведении исследований позволяют расчетным путем получить температурное состояние не только этих элементов, но и недоступных прямому термометрированию участков роторов, расположенных в пределах проточных частей цилиндров. С применением указанного ПВК были проведены широкомасштабные исследования процессов естественного остывания наиболее термонапряженных отсеков (ЦВД и ЦСД) турбины типа К-300-240.
    В качестве начальных условий процесса остывания принимались стационарные температурные поля деталей цилиндров, соответствующие номинальному режиму работы турбины. При проведении исследований учитывалось, что в процессе остывания ротор вращается валоповоротным устройством, а в опорные и упорный подшипники постоянно подается смазочное масло с температурой 60 оС.
При проведении исследований первоначально были рассмотрены штатные варианты режимов остывания:
I - режим остывания со срывом вакуума и проектной тепловой изоляцией наружных корпусов цилиндров и пароподводящих и пароотводящих трубопроводов;
II - тот же режим, но с сохранением вакуума в течение 24 час путем подачи пара различных параметров в концевые уплотнения цилиндров;
    Анализ полученных результатов показал, что на интенсивность остывания цилиндров (в обоих рассмотренных вариантах) существенное влияние оказывают условия теплообмена на открытых участках, соприкасающихся с окружающим воздухом (опорные лапы) и в местах присоединения паровпускных и выхлопных паропроводов, а также паропроводов отбора пара.
    С целью выявления возможностей, направленных на снижения интенсивности отвода тепла в указанных зонах в частности и повышения предпускового температурного состояния цилиндров в целом были рассмотрены следующие варианты режимов остывания:
III- режим остывания со срывом вакуума, открытыми опорными лапами и с усиленной тепловой защитой в зоне присоединения к цилиндру патрубков трубопроводов;
IV- предыдущий вариант, но с нанесением тепловой изоляции на поверхность опорных лап цилиндров.
    Следует отметить, что при проведении исследований процессов остывания по вариантам III и IV под усилением тепловой защиты в зоне присоединения патрубков паропроводов подразумевалось полное «отсечение» тепловых потоков.
    На рис. 9.1 приведены кривые изменения температуры участков ротора (рис. 9.1а) и фланца наружного корпуса (ФНК, рис. 9.1б), расположенных в зоне паровпуска ЦВД в процессе остывания для всех рассмотренных вариантов.
    Анализ представленных результатов показывает, что наименьшее значение интенсивности остывания элементов, расположенных в зоне паровпуска ЦВД достигается при практической реализации варианта IV. Так, по сравнению с вариантом I, после остывания в течение 24, 48 и 72 часов температура участка ротора выше соответственно на 27, 51 и 59 оС. Для участка ФНК это повышение в указанные времена составляет соответственно 25, 63 и 60 оС.
    На рис. 9.2 приведены кривые изменения температуры участков ротора (рис. 9.1а) и фланца наружного корпуса (ФНК, рис. 9.1б), расположенных в зоне паровпуска ЦСД в процессе остывания для всех рассмотренных вариантов.
    Анализ приведенных результатов показывает, что наименьшее значение интенсивности остывания элементов, расположенных в зоне паровпуска ЦСД достигается при практической реализации варианта IV. Так, по сравнению с вариантом I, после остывания в течение 24, 48 и 72 часов температура участка ротора выше соответственно на 60, 87 и 107 оС. Для участка ФНК это повышение в указанные времена составляет соответственно 64, 92 и 104 оС.
    Из изложенного видно, что наиболее благоприятно усиление тепловой изоляции паропроводов и нанесение ее на опорные лапы наружных корпусов цилиндров влияет на температурном состоянии ЦСД. Это объясняется тем, что ЦСД по сравнению с ЦВД имеет более развитую систему паропроводов,

Рис. 9.1 Температурное состояние элементов, расположенных в зоне паровпуска ЦВД, ротора
(а) и фланца наружного корпуса (б) в процессе остывания турбины  К-300-240
более массивные опорные лапы, а, следовательно, и большую площадь их поверхности, контактирующей с окружающим воздухом.
    В целом улучшение тепловой защиты цилиндров обеспечивает наилучшую предстартовую готовность всей турбины к достижению минимально возможной продолжительности этапа ее прогрева-нагружения во время пуска после остановок различной продолжительности.
    Процесс остывания во времени протекания, как нестационарный, характеризуется тремя различными стадиями, расположенными последовательно друг за другом.

Рис.9.2 Температурное состояние элементов, расположенных в зоне паровпуска ЦСД, ротора
(а) и фланца наружного корпуса (б) в процессе остывания турбины  К-300-240
Первая стадия (неупорядоченного) режима характеризуется большим влиянием начального распределения температур в элементе.
    Вторая стадия остывания называется регулярным режимом, когда начальное состояние уже не играет основную роль, и процесс остывания полностью определяется граничными условиями, обусловленными окружающей средой, физическими свойствами деталей цилиндра и их размерами.
    Третья стадия соответствует стационарному режиму, когда температурное состояние элемента определяется только температурой окружающей среды (имеет место тепловое равновесие).
    В процессе остывания турбоагрегата о времени окончания первой стадии, началу и окончанию второй стадии для любого элемента его цилиндров можно судить по величине темпа остывания, который определяется следующим расчетным соотношением
(9.1)
где  ,   – температура элемента в момент времени   и  , соответственно;  – температура окружающей среды (при проведении расчетов принималась равной 30 оС.).
        Анализ расчетных исследований показывает, что для различных элементов и вариантов остывания значения темпов остывания различны. Наступление регулярного режима остывания этих элементов происходит в разные моменты времени и при различных постоянных значениях темпа остывания.
    В зоне паровпуска ЦВД темп остывания элемента ротора  стабилизируется через 48 часов для вариантов I и II, а для вариантов III и IY через 30 часов. Темп остывания элемента ФНК  стабилизируется через 42 часа (вариант I) и 48 часов (вариант II), а для вариантов III и IV – через 18 часов.
    В зоне паровпуска ЦСД темп остывания элемента ротора  стабилизируется через 48 часов для вариантов I и II, а для вариантов III и IV
через 30 часов. Темп остывания элемента ФНК стабилизируется через 48 часов (варианты I и II), а для вариантов III и IV – через 12 часов.
    Регулярный режим остывания характеризуется не только постоянным значением темпа остывания, но представляет и сугубо практический интерес. Дело в том, что после его наступления для определения температуры элемента в любой последующий момент времени остывания уже не нужно производить расчеты с применением использованного здесь программного комплекса, а достаточно воспользоваться простым соотношением

где   – основание натурального логарифма;   и   – время наступления регулярного режима и температура элемента в этот момент;   – значения темпа остывания в зоне регулярного режима;   – время остывания, для которого определяется температура элемента;   – температура омывающий элемент среды.

Категория: Кострыкин В.А., Шелепов И.Г. 2007 | Просмотров: 1337 | Добавил: turbin | Рейтинг: 0.0/0 |


Форма входа



Поиск



Реклама

Open

Статистика


Светодиодное освещение
Спутниковый Gps Трекер Спот
SPOT Satellite GPS Messenger


Онлайн всего: 3
Гостей: 3
Пользователей: 0


Copyright MyCorp © 2018