en equipos recién instalados para obtener indicadores reales y elaborar características estándar;
periódicamente durante la operación (al menos 1 vez en 3-4 años) para confirmar el cumplimiento de las características reglamentarias.
A partir de los indicadores reales obtenidos en el proceso de ensayo térmico, se elabora y aprueba el ND de uso de combustibles, cuyo período de vigencia se establece en función del grado de su desarrollo y de la fiabilidad de los materiales de origen, las reconstrucciones y mejoras previstas. , reparaciones de equipos, pero no puede exceder los 5 años.
En base a esto, las organizaciones de puesta en servicio especializadas deben realizar pruebas térmicas completas para confirmar el cumplimiento de las características reales del equipo con las reglamentarias al menos una vez cada 3-4 años (teniendo en cuenta el tiempo requerido para procesar los resultados de la prueba). , confirmar o revisar los documentos normativos).
Mediante la comparación de los datos obtenidos como resultado de los ensayos para evaluar la eficiencia energética de una planta de turbinas (la potencia eléctrica máxima alcanzable con el correspondiente consumo de calor específico para la generación de electricidad en los modos de condensación y extracción controlada con un esquema térmico de diseño y con parámetros nominales y condiciones, el máximo suministro de vapor y calor alcanzable para turbinas con purgas controladas, etc.), una organización experta en el uso de combustibles emite una decisión para confirmar o revisar el RD.

Lista
bibliografía utilizada para el capítulo 4.4
1. GOST 24278-89. Plantas estacionarias de turbinas de vapor para accionamiento de generadores eléctricos en CTE. Requisitos técnicos generales.
2. GOST 28969-91. Turbinas de vapor estacionarias de baja potencia. Requisitos técnicos generales.
3. GOST 25364-97. Unidades estacionarias de turbinas de vapor. Estándares de vibración para soportes de ejes y requisitos generales para mediciones.
4. GOST 28757-90. Calentadores para el sistema de regeneración de turbinas de vapor de centrales térmicas. Especificaciones generales.
5. Recopilación de documentos administrativos para la operación de sistemas de energía (parte de ingeniería térmica).- M.: CJSC Energoservice, 1998.
6. Lineamientos para la verificación y prueba de los sistemas automáticos de control y protección de turbinas de vapor: RD 34.30.310.- M.:
SPO Soyuztekhenergo, 1984. (SO 153-34.30.310).
Modificación del RD 34.30.310. – M.: SPO ORGRES, 1997.
7. Instrucciones típicas de operación para sistemas de aceite de plantas de turbinas con una capacidad de 100-800 MW, operando con aceite mineral: RD 34.30.508-93.- M.: SPO ORGRES, 1994.
(SO 34.30.508-93).
8. Lineamientos para la operación de unidades condensadoras de turbinas de vapor de centrales eléctricas: MU 34-70-122-85 (RD 34.30.501).-
M.: SPO Soyuztekhenergo, 1986. (SO 34.30.501).
9. Instrucciones de funcionamiento típicas para sistemas
regeneración de unidades eléctricas de alta presión con una capacidad de 100-800 MW; RD 34.40.509-93, - M.: SPO ORGRES, 1994. (SO 34.40.509-93).
10. Instrucción típica para la operación de la ruta de condensado y el sistema de regeneración de baja presión de unidades de potencia con una capacidad de 100-800 MW en CHP y KES: RD 34.40.510-93, - M .: SPO ORGRES, 1995. (SO 34.40.510-93).
P. Golodnova S.O. Operación de sistemas de suministro de aceite y sellos de turbogeneradores con; refrigeración por hidrógeno. - M.: Energía, 1978.
12. Instrucciones típicas de funcionamiento del sistema de gas-oil para refrigeración por hidrógeno de generadores: RD 153-34.0-45.512-97.- M.: SPO ORGRES,
1998. (SO 34.45.512-97).
13. Directrices para la conservación de equipos de energía térmica: RD 34.20.591-97. -
M.: SPO ORGRES, 1997. (SO 34.20.591-97).
14. Reglamento sobre la regulación del consumo de combustibles en centrales eléctricas: RD 153-34.0-09.154-99. – M.:
SPO ORGRES, 1999. (SO 153-34.09.154-99).

Ensayos térmicos de turbinas de vapor
y equipo de turbina

En los últimos años, en la línea de ahorro de energía, ha aumentado la atención a los estándares de consumo de combustible para las empresas que generan calor y electricidad, por lo tanto, para las empresas generadoras, los indicadores de eficiencia real de los equipos de calor y energía se están volviendo importantes.

Al mismo tiempo, se sabe que los indicadores de eficiencia reales en condiciones de operación difieren de los calculados (de fábrica), por lo que, para estandarizar objetivamente el consumo de combustible para la generación de calor y electricidad, es recomendable probar el equipo.

Sobre la base de los materiales de ensayo de los equipos, se desarrollan las características energéticas normativas y un esquema (orden, algoritmo) para el cálculo de las normas de consumo específico de combustibles de acuerdo con el RD 34.09.155-93 “Directrices para la elaboración y mantenimiento de las características energéticas de las centrales térmicas”. equipos de planta” y RD 153-34.0-09.154-99 “Reglamento para la regulación del consumo de combustibles en centrales eléctricas”.

De particular importancia es la prueba de equipos de calor y energía para instalaciones que operan equipos que se pusieron en funcionamiento antes de los años 70 y en los que se llevó a cabo la modernización y reconstrucción de calderas, turbinas y equipos auxiliares. Sin pruebas, la normalización del consumo de combustible de acuerdo con los datos calculados conducirá a errores significativos que no favorecen a las empresas generadoras. Por lo tanto, los costos de las pruebas térmicas son insignificantes en comparación con los beneficios.

Los objetivos de las pruebas térmicas de turbinas de vapor y equipos de turbinas: determinación de la economía real; obtención de características térmicas; comparación con las garantías del fabricante; obtención de datos para la estandarización, control, análisis y optimización de la operación de equipos de turbinas; obtención de materiales para el desarrollo de características energéticas; desarrollo de medidas para mejorar la eficiencia

Los objetivos de las pruebas express de turbinas de vapor: determinación de la viabilidad y alcance de las reparaciones; evaluación de la calidad y eficacia de la reparación o modernización; evaluación del cambio actual en la eficiencia de la turbina durante la operación.

Las tecnologías modernas y el nivel de conocimiento de ingeniería permiten actualizar unidades de forma económica, mejorar su rendimiento y aumentar su vida útil.

Los principales objetivos de la modernización son:

reducción del consumo de energía de la unidad compresora;

aumento del rendimiento del compresor;

aumentar la potencia y eficiencia de la turbina de proceso;

reducción del consumo de gas natural;

aumentar la estabilidad operativa de los equipos;

reduciendo el número de piezas aumentando la presión de los compresores y operando turbinas en un menor número de etapas manteniendo e incluso aumentando la eficiencia de la planta de energía.

La mejora de los indicadores energéticos y económicos dados de la unidad de turbina se lleva a cabo mediante el uso de métodos de diseño modernizados (solución de los problemas directos e inversos). Están relacionados:

con la inclusión de modelos más correctos de viscosidad turbulenta en el esquema de cálculo,

teniendo en cuenta el perfil y el bloqueo final por la capa límite,

eliminación de los fenómenos de separación con un aumento en la difusión de los canales entre cuchillas y un cambio en el grado de reactividad (no estacionariedad pronunciada del flujo antes de la aparición de la oleada),

la posibilidad de identificar un objeto utilizando modelos matemáticos con optimización genética de parámetros.

El objetivo final de la modernización es siempre aumentar la producción del producto final y minimizar los costos.

Un enfoque integrado para la modernización de equipos de turbina

Al llevar a cabo la modernización, Astronit suele utilizar un enfoque integrado, en el que se reconstruyen (modernizan) los siguientes componentes de la unidad de turbina tecnológica:

compresor;

• compresor-sobrealimentador centrífugo;

  refrigeradores intermedios;

  multiplicador;

  Sistema de lubricación;

  sistema de limpieza de aire;

  sistema automático de control y protección.

Modernización de equipos compresores

Las principales áreas de modernización practicadas por los especialistas de Astronit:

reemplazo de partes de flujo por otras nuevas (las llamadas partes de flujo reemplazables, incluidos impulsores y difusores de paletas), con características mejoradas, pero en las dimensiones de las carcasas existentes;

reducción en el número de etapas debido a la mejora de la trayectoria del flujo basada en el análisis tridimensional en los productos de software modernos;

aplicación de recubrimientos fáciles de trabajar y reducción de juegos radiales;

reemplazo de sellos por otros más eficientes;

Sustitución de cojinetes de aceite del compresor por cojinetes "secos" mediante suspensión magnética. Esto elimina el uso de aceite y mejora las condiciones de operación del compresor.

Implementación de modernos sistemas de control y protección

Para mejorar la confiabilidad y eficiencia operativa, se están introduciendo instrumentación moderna, sistemas de control y protección automáticos digitales (tanto las partes individuales como todo el complejo tecnológico en su conjunto), sistemas de diagnóstico y sistemas de comunicación.

TURBINAS DE VAPOR

Boquillas y cuchillas.

Ciclos térmicos.

Ciclo de Rankine.

Ciclo de recalentamiento.

Ciclo con extracción intermedia y aprovechamiento del calor del vapor de escape.

Estructuras de turbinas.

Solicitud.

OTRAS TURBINAS

Turbinas hidráulicas.

turbinas de gas.

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También sobre el tema

CENTRALES DE ENERGÍA PARA AERONAVES

ENERGÍA ELÉCTRICA

CENTRALES Y PROPULSIONES DE BUQUES

ENERGÍA HIDROELÉCTRICA

TURBINA

TURBINA, motor principal con movimiento de rotación del cuerpo de trabajo para convertir la energía cinética del flujo de un fluido de trabajo líquido o gaseoso en energía mecánica en el eje. La turbina consta de un rotor con álabes (impulsor de palas) y una carcasa con toberas. Los ramales traen y desvían el flujo del fluido de trabajo. Las turbinas, dependiendo del fluido de trabajo utilizado, son hidráulicas, de vapor y de gas. Dependiendo de la dirección promedio del flujo a través de la turbina, se dividen en axiales, en las que el flujo es paralelo al eje de la turbina, y radiales, en las que el flujo se dirige desde la periferia hacia el centro.

TURBINAS DE VAPOR

Los elementos principales de una turbina de vapor son la carcasa, las toberas y las palas del rotor. El vapor de una fuente externa se suministra a la turbina a través de tuberías. En las toberas, la energía potencial del vapor se convierte en la energía cinética del chorro. El vapor que escapa de las boquillas se dirige a las palas de trabajo curvas (especialmente perfiladas) ubicadas a lo largo de la periferia del rotor. Bajo la acción de un chorro de vapor, aparece una fuerza tangencial (circunferencial) que hace que el rotor gire.

Boquillas y cuchillas.

El vapor a presión entra en una o varias toberas fijas, en las que se expande y de donde sale a gran velocidad. El flujo sale de las boquillas formando un ángulo con el plano de rotación de las palas del rotor. En algunos diseños, las boquillas están formadas por una serie de palas fijas (aparato de boquilla). Las paletas del impulsor están curvadas en la dirección del flujo y dispuestas radialmente. En una turbina activa (Fig. 1, a) el canal de flujo del impulsor tiene una sección transversal constante, es decir la velocidad en movimiento relativo en el impulsor no cambia en valor absoluto. La presión del vapor delante y detrás del impulsor es la misma. En una turbina de chorro (Fig. 1, B) los canales de flujo del impulsor tienen una sección transversal variable. Los canales de flujo de una turbina de chorro están diseñados para que aumente el caudal en ellos y, en consecuencia, disminuya la presión.

R1; c - aplanar el impulsor. V1 es la velocidad del vapor a la salida de la boquilla; V2 es la velocidad del vapor detrás del impulsor en un sistema de coordenadas fijo; U1 – velocidad periférica de la pala; R1 es la velocidad del vapor en la entrada del impulsor en movimiento relativo; R2 es la velocidad del vapor a la salida del impulsor en movimiento relativo. 1 - vendaje; 2 - escápula; 3 – rotor." title="(!LANG: Fig. 1. PALAS DE TURBINA. a – impulsor activo, R1 = R2; b – impulsor de chorro, R2 > R1; c – pala del impulsor. V1 – velocidad del vapor en la salida de la boquilla ; V2 es la velocidad del vapor detrás del impulsor en un sistema de coordenadas fijo; U1 es la velocidad circunferencial del álabe; R1 es la velocidad del vapor en la entrada del impulsor en movimiento relativo; R2 es la velocidad del vapor en la salida del impulsor en movimiento relativo. 1 - vendaje; 2 - cuchilla; 3 - rotor.">Рис. 1. РАБОЧИЕ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ. а – активное рабочее колесо, R1 = R2; б – реактивное рабочее колесо, R2 > R1; в – облопачивание рабочего колеса. V1 – скорость пара на выходе из сопла; V2 – скорость пара за рабочим колесом в неподвижной системе координат; U1 – окружная скорость лопатки; R1 – скорость пара на входе в рабочее колесо в относительном движении; R2 – скорость пара на выходе из рабочего колеса в относительном движении. 1 – бандаж; 2 – лопатка; 3 – ротор.!}

Las turbinas generalmente están diseñadas para estar en el mismo eje que el dispositivo que consume su energía. La velocidad de rotación del impulsor está limitada por la resistencia a la tracción de los materiales de los que están hechos el disco y las palas. Para la conversión más completa y eficiente de la energía de vapor, las turbinas se fabrican en varias etapas.

Ciclos térmicos.

Ciclo de Rankine.

En una turbina que opera según el ciclo de Rankine (Fig. 2, a), el vapor proviene de una fuente de vapor externa; no hay calentamiento de vapor adicional entre las etapas de la turbina, solo hay pérdidas de calor naturales.

Ciclo de recalentamiento.

En este ciclo (Fig. 2, B) el vapor después de las primeras etapas se envía al intercambiador de calor para calentamiento adicional (sobrecalentamiento). Luego regresa nuevamente a la turbina, donde se realiza su expansión final en etapas posteriores. El aumento de la temperatura del fluido de trabajo le permite aumentar la eficiencia de la turbina.

Arroz. 2. TURBINAS CON DIFERENTES CICLOS TÉRMICOS. a – ciclo de Rankine simple; b – ciclo con calentamiento intermedio de vapor; c - ciclo con extracción intermedia de vapor y recuperación de calor.

Ciclo con extracción intermedia y aprovechamiento del calor del vapor de escape.

El vapor a la salida de la turbina todavía tiene una energía térmica importante, que normalmente se disipa en el condensador. Parte de la energía se puede tomar de la condensación del vapor de escape. Una parte del vapor se puede tomar de las etapas intermedias de la turbina (Fig. 2, v) y se utiliza para precalentar, por ejemplo, agua de alimentación o para cualquier proceso tecnológico.

Estructuras de turbinas.

La turbina expande el fluido de trabajo, por lo que las últimas etapas (baja presión) deben tener un diámetro mayor para pasar el flujo de volumen aumentado. El aumento de diámetro está limitado por las tensiones máximas admisibles debidas a cargas centrífugas a temperaturas elevadas. En las turbinas de flujo dividido (Figura 3), el vapor pasa a través de diferentes turbinas o diferentes etapas de turbina.

Arroz. 3. TURBINAS CON RAMIFICACIÓN DE FLUJO. a - turbina doble paralela; b – doble turbina de acción paralela con flujos de dirección opuesta; c – turbina con ramificación de flujo después de varias etapas de alta presión; d - turbina compuesta.

Solicitud.

Para garantizar una alta eficiencia, la turbina debe girar a alta velocidad, pero el número de revoluciones está limitado por la resistencia de los materiales de la turbina y el equipo que se encuentra en el mismo eje que ella. Los generadores eléctricos en las centrales térmicas tienen una potencia nominal de 1800 o 3600 rpm y generalmente se instalan en el mismo eje que la turbina. Se pueden instalar compresores y bombas centrífugas, ventiladores y centrífugas en el mismo eje que la turbina.

El equipo de baja velocidad se acopla a la turbina de alta velocidad a través de un reductor, como en los motores marinos donde la hélice debe girar entre 60 y 400 rpm.

OTRAS TURBINAS

Turbinas hidráulicas.

En las turbinas hidráulicas modernas, el impulsor gira en una carcasa especial con una voluta (turbina radial) o tiene una paleta guía en la entrada para garantizar la dirección de flujo deseada. El equipo adecuado suele instalarse en el eje de una hidroturbina (un generador eléctrico en una central hidroeléctrica).

turbinas de gas.

La turbina de gas utiliza la energía de los productos de combustión gaseosos de una fuente externa. Las turbinas de gas son similares en diseño y principio de funcionamiento a las turbinas de vapor y se utilizan ampliamente en ingeniería. ver también CENTRALES DE ENERGÍA PARA AERONAVES; ENERGÍA ELÉCTRICA; CENTRALES Y PROPULSIONES DE BUQUES; ENERGÍA HIDROELÉCTRICA.

Literatura

Uvarov V. V. Turbinas de gas y plantas de turbinas de gas. m., 1970
Verete A.G., Delving A.K. Centrales marinas de vapor y turbinas de gas. M., 1982 equipamiento: básico (plantas de calderas y vapor turbinas) y auxiliar. para poderoso turbinas(Y se trata de...

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Trabajo de Diploma >> Física

... prueba; ... equipo térmico plantas de energía. – M.: Energoatomizdat, 1995. Ryzhkin V.Ya. Térmico... plantas de energía. – M.: Energoatomizdat, 1987. Shklover G.G., Milman O.O. Investigación y cálculo de dispositivos de condensación. vapor turbinas ...

Esta norma de la CMEA se aplica a las turbinas de vapor estacionarias para accionar los generadores de turbinas de las centrales eléctricas y establece las reglas básicas para la aceptación de turbinas y equipos auxiliares durante y después de la instalación y las pruebas.

1. DISPOSICIONES GENERALES

1.1. Durante la aceptación de la turbina se realiza un control de calidad de la instalación con el fin de asegurar un funcionamiento fiable e ininterrumpido de la turbina y equipos auxiliares durante su funcionamiento. Al mismo tiempo, también se ejerce un control sobre el cumplimiento de los requisitos de protección laboral, seguridad y seguridad contra incendios.

Las reglas básicas para la instalación de turbinas se dan en el anexo de información.

1.2. La aceptación de la turbina en operación debe constar de las siguientes etapas:

1) comprobar la integridad y el estado técnico de la turbina y los equipos auxiliares antes del montaje y la instalación;

2) aceptación de unidades de montaje y sistemas de turbinas después del trabajo de instalación;

3) aceptación de unidades y sistemas de ensamblaje de la unidad de turbina de vapor en función de los resultados de sus pruebas;

4) aceptación de la turbina basada en los resultados de pruebas exhaustivas de la unidad de turbina de vapor (unidad de potencia).

2. ACEPTACIÓN DE UNIDADES Y SISTEMAS DE MONTAJE

2.1. La verificación de la integridad y el estado técnico de las unidades de ensamblaje de la turbina y el equipo auxiliar se debe realizar a medida que llega el equipo para su instalación.

Al mismo tiempo, se verifica la ausencia de daños y defectos del equipo, la conservación del color, conservantes y recubrimientos especiales, y la integridad de los sellos.

2.2. Cada mecanismo, aparato y sistema de la unidad de turbina de vapor después del montaje e instalación debe pasar las pruebas previstas en la documentación técnica. Si es necesario, se puede realizar una auditoría con la eliminación de los defectos identificados.

2.3. El programa de aceptación deberá incluir las pruebas y comprobaciones necesarias para garantizar el funcionamiento fiable de la unidad de turbina de vapor, incluidos:

1) verificar la estanqueidad de las válvulas de cierre y control;

2) verificación de la corrección de las lecturas de los instrumentos de medición, bloqueo y protección de los sistemas de la unidad;

3) verificar el correcto funcionamiento y ajuste preliminar de los reguladores de los sistemas de la unidad;

9) comprobar el funcionamiento del sistema de regeneración;

10) comprobación de la densidad del sistema de vacío de la unidad.

3. ACEPTACIÓN DE LA TURBINA PARA FUNCIONAMIENTO

3.1. La etapa final de aceptación de la turbina en funcionamiento debe ser una prueba completa durante 72 h cuando opere para el propósito previsto y con cargas eléctricas y térmicas nominales.

Si, en las condiciones de operación de la central eléctrica, no se pueden alcanzar las cargas nominales, el conjunto de turbina de vapor debe aceptarse de acuerdo con los resultados de las pruebas a la carga máxima posible.

3.2. El criterio para la aceptación de la turbina en operación debe ser la ausencia dentro del tiempo especificado de pruebas complejas de defectos que impidan la operación a largo plazo.

Si, de acuerdo con las condiciones de operación de la central, las pruebas integradas no pueden continuar durante el tiempo especificado, se considera que la turbina ha superado las pruebas si no hay defectos durante el tiempo real de las pruebas integradas.

3.3. La aceptación de la turbina para operación debe ser confirmada por una entrada correspondiente en el formulario o pasaporte para la turbina de acuerdo con ST SEV 1798-79.

ANEXO INFORMATIVO

NORMAS BÁSICAS PARA LA INSTALACIÓN DE TURBINAS

1. La sala de máquinas y los cimientos deben estar libres de encofrados, andamios y limpios de escombros. Las aberturas deben estar cercadas y los canales, bandejas y escotillas deben estar cerrados.

2. En preparación para el trabajo de instalación en condiciones invernales, las ventanas deben estar vidriadas, las puertas cerradas y la calefacción de la sala de máquinas y las estructuras en las que se requiere una temperatura de al menos +5 °C para la instalación del equipo de la turbina debe calentarse. operación.

3. Sobre los cimientos entregados para la instalación de los equipos, se deberán aplicar ejes de señalización de los equipos principales y fijar marcas de alzado.

4. Sobre los cimientos destinados a la instalación de la turbina, se deberán aplicar los ejes a las partes metálicas empotradas, y se deberán fijar las marcas de elevación en los puntos de referencia.

Los ejes y puntos de referencia fijados en la cimentación deben ubicarse fuera del contorno de los marcos de la cimentación y otras estructuras de soporte. Las desviaciones de las dimensiones de diseño no deben exceder los valores establecidos por el proveedor en la documentación técnica para la producción y aceptación de trabajos en la construcción de estructuras de cimientos de hormigón, hormigón armado y metal.

5. Al realizar trabajos de instalación, se deben observar los requisitos de las instrucciones y reglas para la protección y seguridad laboral.

6. Durante la instalación, el equipo debe limpiarse de conservantes lubricantes y recubrimientos, con excepción de las superficies que deben permanecer cubiertas con compuestos protectores durante la operación del equipo. Los revestimientos protectores de las superficies internas del equipo deben eliminarse, por regla general, sin desmantelar el equipo.

7. Inmediatamente antes de instalar el equipo, la superficie de apoyo de los cimientos debe limpiarse para limpiar el concreto y lavarse con agua.

8. El equipo que tenga superficies de apoyo mecanizadas debe instalarse en superficies de apoyo rígidas calibradas con precisión de la superficie de cimentación.

9. Durante el proceso de instalación, se debe repetir el montaje en banco de la turbina respetando las holguras, centrado de las unidades de montaje de acoplamiento de acuerdo con los pasaportes y requisitos técnicos.

10. Las desviaciones de las dimensiones y marcas vinculantes de diseño, así como de la horizontal, vertical, coaxialidad y paralelismo durante la instalación del equipo no deben exceder los valores permitidos especificados en la documentación técnica y las instrucciones de instalación para tipos individuales de equipo.

11. Durante la instalación de los equipos se deberá realizar el control de calidad de los trabajos realizados, previsto en la documentación técnica.

Los defectos identificados deben eliminarse antes de las próximas operaciones de instalación.

12. El trabajo oculto realizado durante el proceso de instalación se verifica para determinar si su desempeño cumple con los requisitos técnicos. Ocultos incluyen el trabajo en máquinas de ensamblaje y sus unidades de ensamblaje, verificación de holguras, tolerancias y ajustes, alineación de equipos y otros trabajos si su calidad no puede verificarse después de trabajos de instalación o construcción posteriores.

13. El equipo suministrado para la instalación no debe desmontarse, salvo que su desmontaje durante la instalación esté previsto en las condiciones técnicas, instrucciones o documentación técnica.

14. Las tuberías y los intercambiadores de calor de los sistemas de la unidad de turbina de vapor deben entregarse en el lugar de instalación limpios y desmantelados.

2. Asunto - 17.131.02.2-76.

3. El estándar CMEA fue aprobado en la 53ª reunión del PCC .

4. Fechas para el inicio de la aplicación del estándar CMEA:

5. El término de la primera inspección es 1990, la frecuencia de inspección es de 10 años.

Los objetivos principales de las pruebas son evaluar el estado real de la planta de turbinas y sus componentes; comparación con las garantías del fabricante y obtención de los datos necesarios para la planificación y estandarización de su trabajo; optimización de modos e implementación de monitoreo periódico de la eficiencia de su trabajo con la emisión de recomendaciones para mejorar la eficiencia.

Dependiendo de los objetivos del trabajo, se determina el alcance total de las pruebas y mediciones, así como los tipos de instrumentos utilizados. Entonces, por ejemplo, pruebas de acuerdo con la categoría I de complejidad (estas pruebas también se denominan "equilibrio" o pruebas completas) de muestras de cabeza de turbinas, turbinas después de la reconstrucción (modernización), así como turbinas que no tienen una característica energética típica , requieren una gran cantidad de mediciones de una clase de precisión aumentada con el equilibrio obligatorio del consumo principal de vapor y agua.

Con base en los resultados de varias pruebas de turbinas del mismo tipo según la categoría I de complejidad, se desarrollan características energéticas típicas, cuyos datos se toman como base para determinar los indicadores normativos de los equipos.

Con todos los demás tipos de pruebas (según la categoría de complejidad II), por regla general, se resuelven problemas particulares relacionados, por ejemplo, con la determinación de la eficiencia de reparación de una planta de turbinas o la actualización de sus componentes individuales, monitoreo periódico del estado durante el período de revisión, hallazgo experimental de algunas dependencias de corrección para la desviación de los parámetros de los nominales, etc. Tales pruebas requieren un volumen de mediciones mucho menor y permiten el uso generalizado de instrumentos estándar con su verificación obligatoria antes y después de la prueba; en este caso, el esquema térmico de la planta de turbinas debe ser lo más cercano posible al de diseño. El procesamiento de los resultados de las pruebas para la categoría II de complejidad se realiza de acuerdo con el método de "caudal constante de vapor vivo" (ver sección E.6.2) utilizando curvas de corrección de acuerdo con las características energéticas típicas o los fabricantes.

Junto con las pruebas anteriores, también se pueden perseguir objetivos más específicos, por ejemplo, determinar la eficiencia comparativa de regímenes con "LPC de corte" para turbinas T-250 / 300-240, encontrar correcciones a la potencia para cambios en la presión del vapor de escape en el condensador cuando opera según la curva de calor, determinando las pérdidas en el generador, el caudal máximo de la entrada de vapor y la trayectoria del flujo, etc.

En estas Directrices, la atención principal se presta a las cuestiones relacionadas únicamente con las pruebas de turbinas en la categoría I de complejidad, ya que representan la mayor dificultad en todas las etapas. La metodología para realizar pruebas en la categoría de complejidad II no presentará grandes dificultades después de dominar la metodología para realizar pruebas en la categoría de complejidad I, ya que las pruebas en la categoría de complejidad II, por regla general, requieren una cantidad mucho menor de mediciones. , cubren las unidades y elementos de la planta de turbina, controlados por la categoría I de complejidad, consisten en un pequeño número de experimentos que no requieren el cumplimiento de requisitos estrictos y numerosos para el esquema térmico y las condiciones para su implementación.

B. PROGRAMA DE PRUEBA

B.una. Provisiones generales

Después de una aclaración clara de las metas y objetivos de las pruebas, para elaborar su programa técnico, es necesario familiarizarse cuidadosamente con la planta de turbinas y tener información completa sobre:

Condición y su conformidad con los datos de diseño;

Sus capacidades en cuanto a asegurar el flujo de vapor vivo y vapor de extracciones controladas, así como la carga eléctrica en el rango requerido de su cambio;

Su capacidad para mantener durante los experimentos los parámetros de vapor y agua cercanos a los nominales y la constancia de apertura de los órganos de distribución de vapor;

Oportunidades para su operación bajo el esquema térmico de diseño, la presencia de restricciones y entradas y salidas intermedias de vapor y agua extraña y la posibilidad de su exclusión o, en última instancia, contabilización;

Posibilidades del circuito de medición para garantizar mediciones confiables de parámetros y costos en todo el rango de su cambio.

Las fuentes de obtención de esta información pueden ser las especificaciones técnicas (TS) para el suministro de equipos, instrucciones para su funcionamiento, informes de auditoría, listas de defectos, análisis de las lecturas de los dispositivos de registro regulares, entrevistas al personal, etc.

El programa de prueba debe elaborarse de tal manera que, en base a los resultados de los experimentos, las dependencias tanto de los indicadores generales de eficiencia de la planta de turbinas (caudales de vapor vivo y calor de la carga eléctrica como de los caudales de vapor de extracciones controladas) e indicadores privados que caracterizan la eficiencia se pueden calcular y trazar en el rango requerido. compartimientos individuales (cilindros) de la turbina y equipo auxiliar (por ejemplo, eficiencia interna, presiones de etapa, diferencias de temperatura de los calentadores, etc.).

Los indicadores generales de eficiencia obtenidos de la prueba permiten evaluar el nivel de una planta de turbinas en comparación con garantías y datos de turbinas del mismo tipo, y también sirven como material de partida para planificar y estandarizar su operación. Los indicadores de desempeño particulares, al analizarlos y compararlos con los datos de diseño y reglamentarios, ayudan a identificar unidades y elementos que funcionan con eficiencia reducida y delinear medidas oportunas para eliminar defectos.

EN 2. Estructura del programa de prueba

El programa de pruebas técnicas consta de las siguientes secciones:

Objetivos de la prueba;

Lista de modos. En este apartado, para cada serie de regímenes, se indican los caudales de vapor vivo y vapor en extracciones controladas, presiones en extracciones reguladas y carga eléctrica, así como una breve descripción del esquema térmico, el número de experimentos y su duración. ;

- condiciones generales de ensayo. Esta sección especifica los requisitos básicos para el esquema térmico, da los límites para la desviación de los parámetros del vapor, el método para asegurar la constancia del régimen, etc.

El programa de pruebas se acuerda con los jefes de los talleres: caldera-turbina, ajuste y pruebas, eléctrico, toma de fuerza y ​​es aprobado por el ingeniero jefe de la central. En algunos casos, por ejemplo, cuando se prueban prototipos de turbinas, el programa también se acuerda con el fabricante y es aprobado por el ingeniero jefe del sistema de energía.

A LAS 3. Desarrollo de programas de prueba para turbinas de varios tipos.

B.3.1. Turbinas de condensación y contrapresión

Las principales características de las turbinas de este tipo son las dependencias del caudal de vapor vivo y calor (total y específico) de la carga eléctrica, por lo que la parte principal del programa de prueba se dedica a experimentos para obtener precisamente estas dependencias. Los experimentos se llevan a cabo con el esquema térmico de diseño y los parámetros de vapor nominales en el rango de cargas eléctricas del 30-40% del nominal al máximo.

Para poder construir las características de las turbinas con contrapresión en todo el rango de cambio de estas últimas, se llevan a cabo tres series de experimentos (a contrapresiones máxima, nominal y mínima), o solo una serie (a contrapresión nominal) y los experimentos para determinar la corrección a la potencia por un cambio en la contrapresión.

La elección de las cargas intermedias se realiza de forma que se cubran todos los puntos característicos de las dependencias, correspondiendo, en particular:

Los tiempos de apertura de las válvulas de control;

Cambiar la fuente de alimentación del desaireador;

Cambio de electrobomba de alimentación a turbobomba;

Conexión del segundo cuerpo de caldera (para turbinas de doble bloque).

El número de experimentos sobre cada una de las cargas es: 2-3 en los puntos máximo, nominal y característico y 1-2 en los intermedios.

La duración de cada uno de los experimentos, excluyendo el ajuste del modo, es de al menos 1 hora.

Antes de la parte principal de la prueba, está previsto llevar a cabo los llamados experimentos de calibración, cuyo objetivo es comparar los caudales de vapor vivo obtenidos por métodos independientes, lo que permitirá juzgar la "densidad" de la instalación, es decir, la ausencia notoria de suministros de vapor y agua no contabilizados o su retiro del ciclo. A partir del análisis de la convergencia de los costes comparados, además, se concluye sobre la mayor fiabilidad de determinar alguno de ellos, en este caso, al procesar los resultados se introduce un factor de corrección al caudal obtenido por otro. método. La realización de estos experimentos puede ser especialmente necesaria en el caso de que uno de los dispositivos de medición de estrechamiento se instale o se realice con una desviación de las reglas.

También debe tenerse en cuenta que los resultados de los experimentos de calibración pueden utilizarse para determinar con mayor precisión mediante el cálculo la eficiencia interna del LPC, ya que en este caso se minimiza el número de magnitudes que intervienen en la ecuación del balance energético de la instalación.

Para llevar a cabo los experimentos de calibración, se monta un esquema térmico de este tipo en el que se puede medir casi en su totalidad el caudal de vapor vivo en forma de condensado (o vapor de escape para turbinas de contrapresión), lo que se consigue apagando las extracciones regenerativas en el HPH (o transfiriendo su condensado a un drenaje en cascada al condensador), un desaireador, si es posible, en LPH (si hay un dispositivo para medir el flujo de condensado después de las bombas de condensado) y todas las tomas para las necesidades generales de la estación. En este caso, todas las entradas de vapor y agua y sus salidas del ciclo de la planta de turbina deben cerrarse de manera confiable y deben garantizarse niveles iguales en el condensador al comienzo y al final de cada experimento.

El número de experimentos de calibración en el rango de cambios en el caudal de vapor vivo de mínimo a máximo es de al menos 7-8, y la duración de cada uno es de al menos 30 minutos, siempre que la presión caiga en los medidores de flujo y el los parámetros del entorno frente a ellos se registran cada minuto.

En ausencia de una dependencia confiable del cambio de potencia en la presión del vapor de escape, se hace necesario realizar los llamados experimentos de vacío, durante los cuales el esquema térmico corresponde prácticamente al recogido para los experimentos de calibración. En total, se llevan a cabo dos series de experimentos con un cambio en la presión del vapor de escape de mínimo a máximo: uno, con un caudal de vapor en el LPR cercano al máximo, y el segundo, alrededor del 40% del máximo . Cada serie consta de 10-12 experimentos con una duración media de 15-20 minutos. Al planificar y realizar experimentos de vacío, se debe mencionar específicamente la necesidad de asegurar las mínimas fluctuaciones posibles en los parámetros iniciales y finales del vapor para eliminar o minimizar las correcciones en la potencia de la turbina para tenerlas en cuenta y, por lo tanto, obtener la dependencia más representativa y fiable. El programa también debe estipular una forma de cambiar artificialmente la presión del vapor de escape de una experiencia a otra (por ejemplo, entrada de aire en el condensador, reducción de la presión del vapor de trabajo frente a los eyectores, cambio en el caudal de enfriamiento agua, etc).

Junto con lo anterior, se pueden planificar algunos experimentos especiales (por ejemplo, para determinar la potencia y capacidad máxima de la turbina, con una presión deslizante de vapor vivo, para probar la efectividad de la implementación de varias medidas para determinar la eficiencia de la turbina). LPC, etc.).

B.3.2. Turbinas con extracción de vapor controlada para calefacción

Las turbinas de este tipo (T) se fabrican con una etapa de extracción en T tomada de la cámara frente al cuerpo de regulación (por lo general, se trata de turbinas de producción antigua y de baja potencia, por ejemplo, T-6- 35, T-12-35, T- 25-99, etc., en los que se realiza un calentamiento de agua de red en una sola etapa), o con dos etapas de selección en T, una de las cuales se alimenta desde una cámara en el frente del organismo regulador (NTO), y el segundo - de una cámara ubicada, por regla general, en dos etapas más altas que la primera (OMC) son, por ejemplo, turbinas T-50-130, T, T-250/300 -240 y otros, actualmente producidos y operando de acuerdo con un esquema más económico con calentamiento de agua de red en varias etapas.

En turbinas con etapa múltiple, y después de la reconstrucción correspondiente, y en turbinas con calentamiento de agua de red de etapa única, para utilizar el calor del vapor de escape en el modo de programa de calor, un paquete incorporado (IB ) está especialmente asignado en el condensador, en el que el agua de la red se precalienta antes de suministrarla al IWW. Así, dependiendo del número de etapas de calentamiento del agua de la red, existen modos con calefacción de una etapa (LHTO está encendido), dos etapas (LHTO y WTO están encendidos) y tres etapas (HP, LHT y WTO están encendidos). ).

La principal dependencia característica de las turbinas de este tipo es el diagrama de modos, que refleja la relación entre los caudales de vapor vivo y vapor en la T-extracción y la energía eléctrica. Siendo necesario para fines de planificación, el diagrama de régimen es al mismo tiempo el material de partida para calcular y estandarizar los indicadores económicos de una planta de turbinas.

Los diagramas de régimen para el funcionamiento de la turbina con esquemas de una, dos y tres etapas para calentar el agua de la red se toman como dos campos. Su campo superior muestra las dependencias de la potencia de la turbina sobre el caudal de vapor vivo cuando se opera según el programa de calor, es decir, con un caudal de vapor mínimo en el LPR y varias presiones en el RTO.

El campo inferior del diagrama de régimen contiene las dependencias de la carga máxima de calefacción de la potencia de la turbina, correspondientes a las líneas del campo superior mencionadas anteriormente. Adicionalmente, se trazan líneas en el campo inferior que caracterizan la dependencia del cambio de potencia eléctrica de la carga de calefacción cuando la turbina está operando según el programa eléctrico, es decir, cuando el vapor pasa en el cilindro de baja presión, mayor que el mínimo (solo para calentamiento de agua de red en una y dos etapas).

Los modos de funcionamiento de verano de las turbinas en ausencia de carga térmica se caracterizan por dependencias del mismo tipo que para las turbinas de condensación.

Al probar turbinas de este tipo, así como turbinas de condensación, también puede ser necesario determinar experimentalmente algunas curvas de corrección para la potencia de la turbina para desviaciones de parámetros individuales de los nominales (por ejemplo, presión del vapor de escape o vapor RTO) .

Así, el programa de pruebas para turbinas de este tipo consta de tres apartados:

Experimentos sobre el régimen de condensación;

Experimentos para construir un diagrama de régimen;

Experimentos para obtener curvas de corrección.

Cada sección se analiza por separado a continuación.

B.3.2.1. Modo de condensación con regulador de presión de apagado en RTO

Esta sección consta de tres partes similares a las especificadas en el programa de prueba para la turbina de condensación (experimentos de calibración, experimentos con el esquema térmico de diseño y experimentos para determinar la corrección a la potencia por el cambio en la presión del vapor de escape en el condensador) y no no requieren explicaciones especiales.

Sin embargo, en vista de que, por regla general, el caudal máximo de vapor vivo en los experimentos de calibración de turbinas de este tipo está determinado por el paso máximo en el LPR, la provisión de una caída de presión en los dispositivos de estrechamiento en el líneas de vapor vivo en el rango por encima de este caudal al máximo se lleva a cabo ya sea estrangulando el vapor vivo, ya sea encendiendo el HPH con la dirección de su vapor de calentamiento condensado al condensador, o encendiendo la selección controlada y su incremento gradual.

B.3.2.2. Experimentos para construir un diagrama de régimen

De la estructura del diagrama descrito anteriormente, se deduce que para construirlo, es necesario llevar a cabo la siguiente serie de experimentos:

Gráfico térmico con diferentes presiones en el RTO (para obtener las principales dependencias de los campos superior e inferior del diagrama. Para cada uno de los modos con calentamiento de agua de red en una, dos y tres etapas, se planean 3-4 series (6-7 experimentos en cada uno) con diferentes presiones constantes en el RHE iguales o cercanas a la máxima, mínima y media, respectivamente. El rango de cambio en el caudal de vapor vivo está determinado principalmente por las limitaciones de la caldera, los requisitos de las instrucciones y la posibilidad de una medición confiable de los costos;

Gráfico eléctrico con presión constante en el RTO (para obtener la dependencia del cambio de potencia del cambio en la carga de calefacción). Para cada uno de los modos con calentamiento de agua de la red en una y dos etapas a un caudal constante de vapor vivo, se planean 3-4 series (5-6 experimentos en cada una) con una presión constante en el RTO y un calentamiento variable carga de máximo a cero; Se recomienda apagar el HPT para obtener la mejor precisión.

B.3.2.3. Experimentos para construir curvas de corrección de potencia para la desviación de parámetros individuales de sus valores nominales

Es necesario llevar a cabo la siguiente serie de experimentos:

Curva de calor con caudal de vapor vivo constante y presión variable en el RHE (para determinar la corrección a la potencia de turbina por cambio de presión en el RHE). Para modos con calentamiento de agua de red de una y dos etapas (o tres etapas), se llevan a cabo dos series de 7-8 experimentos con un caudal constante de vapor fresco en cada uno y un cambio en la presión en el RTO desde mínimo al máximo El cambio de presión en el RTO se logra modificando el flujo de agua de red a través del PSV con la apertura constante de las válvulas de vapor vivo y la apertura mínima del diafragma rotativo LPR.

Los calentadores de alta presión están desactivados para mejorar la precisión de los resultados;

Experimentos para calcular la corrección de potencia por un cambio en la presión del vapor de escape en el condensador. Se realizan dos series de experimentos a caudales de vapor en el condensador del orden de 100 y 40% del máximo. Cada serie consta de 9-11 experimentos con una duración de aproximadamente 15 minutos en todo el rango de cambio de presión de vapor de escape, realizado por la entrada de aire en el condensador, cambio en el caudal de agua de refrigeración, presión de vapor por las boquillas eyectoras principales o caudal de la mezcla aire-vapor aspirado del condensador.

B.3.3. Turbinas con extracción de vapor controlada para producción

Las turbinas de este tipo tienen una distribución muy limitada y se fabrican con condensación (P) o con contrapresión (PR). En ambos casos, el diagrama de sus modos de operación es de campo simple y contiene las dependencias de la energía eléctrica sobre los caudales de vapor vivo y vapor de extracción P.

Por analogía con la secc. B.3.2 El programa de prueba también contiene tres secciones.

B.3.3.1. Modo sin selección P

Es necesario realizar los siguientes experimentos:

- "tarado". Realizado en las condiciones especificadas en la sec. B.3.1 y B.3.2.1;

En condiciones térmicas normales. Se realizan con el regulador de presión en la extracción P cerrado a una presión constante del vapor de escape (para turbinas del tipo PR).

B.3.3.2. Experimentos para construir un diagrama de régimen

Debido al hecho de que el vapor en la cámara de extracción P siempre está sobrecalentado, es suficiente realizar una serie de experimentos con extracción de vapor controlada, en base a los resultados de los cuales se calculan y grafican las características de HP y LPP. y luego el diagrama de modos.

B.3.3.3. Experimentos para la construcción de curvas de corrección de potencia

Si es necesario, se realizan experimentos para determinar las correcciones a la potencia por cambios en la presión del vapor de escape y el vapor en la cámara de extracción P.

B.3.4. Turbinas con dos extracciones de vapor regulables para producción y calefacción (tipo PT)

El diagrama de régimen para turbinas de este tipo no difiere fundamentalmente de los diagramas tradicionales de turbinas de doble selección PT-25-90 y PT-60 con una salida de extracción de calor y también se realiza como uno de dos campos, mientras que el campo superior describe modos con extracción de producción, y el campo inferior describe modos con extracción de calor en una y dos etapas de calentamiento de agua de red. Por lo tanto, para construir un diagrama, debe tener las siguientes dependencias:

Capacidades HPC y LPC del consumo de vapor en la entrada a las presiones nominales en la extracción P y RTO y carga de calentamiento cero (para el campo superior) seleccionada para las presiones nominales;

Cambios en la potencia total del compartimiento conmutable (SW) y LPR para calefacción de dos etapas y LPR para calefacción de una etapa debido a cambios en la carga de calefacción.

Para obtener las dependencias mencionadas, es necesario realizar la siguiente serie de experimentos.

B.3.4.1. modo de condensación

En este modo, los experimentos se llevan a cabo:

- "calibración" (PVD y reguladores de presión en las selecciones están deshabilitados). Dichos experimentos se realizan con el esquema térmico de la instalación recogido de forma que el caudal de vapor vivo que pasa por el caudalímetro se puede medir casi en su totalidad en forma de condensado mediante un restrictor instalado en la línea principal de condensado de la turbina. El número de experimentos es de 8-10 con una duración de cada 30-40 minutos (ver secciones B.3.1 y B.3.2.1);

Para calcular la corrección de potencia por el cambio en la presión del vapor de escape en el condensador. Los reguladores de presión en las extracciones están apagados, la regeneración está apagada, excepto LPH N° 1 y 2 (ver Sección B.3.1);

Para determinar la corrección a la potencia por un cambio en la presión del vapor en el RTO (HPH está apagado, el regulador de presión de extracción P está encendido). Se llevan a cabo 4 series con un flujo constante de vapor fresco (4-5 experimentos en cada uno), en dos de los cuales la presión en la OMC cambia en pasos de mínimo a máximo, y en los otros dos, en LTO;

Con el esquema térmico de diseño. Realizado en condiciones análogas a las especificadas en el art. B.3.1.

B.3.4.2. Modos con selección de producción

Se lleva a cabo una serie de 4-5 experimentos en el rango de caudales desde el máximo en el modo de condensación () hasta el máximo permitido cuando el HPC está completamente cargado para vapor ().

El valor de la selección P se selecciona de acuerdo con las condiciones del CHPP, en función de la conveniencia de proporcionar una presión controlada detrás del HPC en toda la serie de experimentos.

B.3.4.3. Modos con extracción de calor según el programa eléctrico (para obtener la dependencia del cambio de potencia del cambio en la carga de calor)

Estos modos son similares a los que se llevan a cabo durante las pruebas de turbinas sin purga P.

Para los modos con calentamiento de agua de red de una y dos etapas, con el HPH apagado y el caudal de vapor vivo sin cambios, se llevan a cabo 3-4 series de 5-6 experimentos en cada uno con una presión constante en el cierre de RTO al mínimo, intermedio y máximo, respectivamente.

La carga de calentamiento varía de máximo a cero en cada serie de experimentos al cambiar el flujo de agua de la red a través de los haces de tubos del IWW.

D. PREPARACIÓN PARA LA PRUEBA

D.1. Provisiones generales

La preparación para la prueba suele llevarse a cabo en dos etapas: la primera cubre el trabajo que puede y debe llevarse a cabo relativamente mucho antes de la prueba; el segundo cubre el trabajo que se lleva a cabo inmediatamente antes de las pruebas.

La primera etapa de preparación incluye los siguientes trabajos:

Familiarización detallada con la planta de turbinas y la instrumentación;

Elaboración de un programa de pruebas técnicas;

Elaboración de un esquema de control experimental (esquema de medición) y una lista de trabajos preparatorios;

Elaboración de una lista (especificaciones) de la instrumentación, equipos y materiales necesarios.

En la segunda etapa de preparación, se realiza lo siguiente:

Dirección técnica y supervisión de la ejecución de los trabajos preparatorios de los equipos;

Instalación y ajuste del esquema de medición;

Control del estado técnico de los equipos y del esquema térmico antes de la prueba;

Desglose de puntos de medición por registros de observación;

Elaboración de programas de trabajo para series individuales de experimentos.

D.2. Familiarización con la planta de turbinas.

Al familiarizarse con la instalación de la turbina, debe:

Examinar las condiciones técnicas para el suministro y datos de diseño del fabricante, certificados de inspecciones técnicas, registros de defectos, datos operativos, normas e instructivos;

Estudiar el esquema térmico de la planta de turbinas desde el punto de vista de identificar y, en su caso, eliminar o tener en cuenta diversas entradas y salidas intermedias de vapor y agua durante la duración de la prueba;

Determinar qué medidas es necesario realizar para resolver los problemas planteados antes de la prueba. Comprobar en el lugar la presencia, el estado y la ubicación de los dispositivos de medición disponibles adecuados para su uso durante las pruebas como principal o de respaldo;

Mediante controles in situ y entrevistas al personal operativo, así como al estudio de la documentación técnica, identifique todos los fallos observados en el funcionamiento del equipo, en relación, en particular, con la densidad de válvulas de cierre, intercambiadores de calor (calentadores regenerativos, PSV , condensador, etc.), el funcionamiento del sistema de control, la capacidad de mantener estables las condiciones de carga y los parámetros de vapor (extracciones frescas y controladas) requeridos durante las pruebas, el funcionamiento de los controladores de nivel en los calentadores regenerativos, etc.

Como resultado de un conocimiento preliminar de la planta de turbinas, es necesario comprender claramente todas las diferencias en su esquema térmico del diseño y los parámetros de vapor y agua de los nominales que pueden ocurrir durante la prueba, así como las formas. tener en cuenta estas desviaciones al procesar los resultados.

D.3. Esquema de medición y lista de trabajos preparatorios.

Después de un conocimiento detallado de la planta de turbinas y la elaboración de un programa de prueba técnica, se debe proceder al desarrollo de un esquema de medición con una lista de cantidades medidas, cuyo principal requisito es brindar la posibilidad de obtener datos representativos que caractericen la eficiencia. de la planta de turbinas en su conjunto y sus elementos individuales en toda la gama de modos descritos por el programa técnico. Para ello, a la hora de desarrollar un esquema de medición, se recomienda tomar como base los siguientes principios:

Uso para medir los principales parámetros de vapor y agua, potencia del generador y caudales de sensores e instrumentos de máxima precisión;

Asegurar que los límites de medición de los instrumentos seleccionados correspondan al rango esperado de cambios en los valores fijos;

Máxima duplicación de medidas de las magnitudes principales con posibilidad de su comparación y control mutuo. Conexión de sensores duplicados a diferentes dispositivos secundarios;

Usar dentro de los límites razonables de los instrumentos y sensores de medición habituales.

El esquema de medición para la planta de turbinas durante la prueba, las listas de trabajos preparatorios (con bocetos y dibujos) y puntos de medición, así como la lista de instrumentación necesaria (especificaciones) se redactan como un apéndice del programa técnico.

D.3.1. Elaboración de un esquema de medición y una lista de trabajos preparatorios para una turbina en funcionamiento.

El esquema térmico de la planta de turbinas durante la prueba debe garantizar una separación confiable de esta planta del esquema general de la central eléctrica y el esquema de medición: la determinación correcta y, si es posible, directa de todas las cantidades necesarias para resolver los problemas. establecido antes de la prueba. Estas mediciones deben dar una idea clara del balance de flujo, proceso de expansión de vapor en la turbina, funcionamiento del sistema de distribución de vapor y equipos auxiliares. Todas las mediciones críticas (por ejemplo, flujo de vapor vivo, potencia de la turbina, parámetros de vapor vivo y de escape, vapor recalentado, flujo y temperatura del agua de alimentación, condensado principal, presión y temperatura del vapor en extracción controlada, y un número de otros) deben ser duplicado, mediante la conexión de convertidores primarios independientes a dispositivos secundarios de duplicación.

Se adjunta una lista de puntos de medición al esquema térmico, indicando su nombre y número según el esquema.

Sobre la base del esquema de medición desarrollado y un conocimiento detallado de la instalación, se compila una lista de trabajos preparatorios para la prueba, que indica dónde y qué medidas se deben tomar para organizar esta o aquella medición y llevar el circuito o equipo a un estado normal ( reparación de griferías, instalación de tapones, limpieza de superficies de calentadores de calefacción, condensador, eliminación de fugas hidráulicas en intercambiadores de calor, etc.). Además, la lista de trabajos prevé, si es necesario, la organización de iluminación adicional en los sitios de observación, la instalación de dispositivos de señalización y la fabricación de varios soportes y accesorios para el montaje de convertidores primarios, líneas de conexión (impulso) y dispositivos secundarios.

La lista de trabajos preparatorios debe ir acompañada de bocetos para la fabricación de los dispositivos de medición primarios necesarios (salientes, accesorios, manguitos termométricos, dispositivos de estrechamiento de medición, etc.), bocetos de las ubicaciones de conexión de estas partes, así como varios Soportes y accesorios para instalar dispositivos. También es conveniente adjuntar a la lista una hoja resumen de materiales (tuberías, accesorios, cable, etc.).

Los dispositivos de medición primarios enumerados anteriormente, así como los materiales necesarios, se seleccionan de acuerdo con los estándares actuales de acuerdo con los parámetros del medio medido y los requisitos técnicos.

D.3.2. Elaboración de un esquema de medición y una lista de trabajos preparatorios para una turbina recién instalada

Para una turbina recién montada, en particular el prototipo, se requiere un enfoque ligeramente diferente para compilar un esquema de medición (o control experimental - EC) y emitir una tarea para el trabajo preparatorio. En este caso, la preparación de la turbina para la prueba debe comenzar ya durante su diseño, lo que se debe a la necesidad de prever conexiones adicionales en tuberías para la instalación de dispositivos de medición, ya que con tuberías modernas de paredes gruesas y un gran cantidad de mediciones provocadas por la complejidad del circuito térmico, todos estos trabajos pueden ser realizados por centrales eléctricas después de poner en funcionamiento el equipo, resulta prácticamente imposible. Además, el proyecto de la CE incluye una cantidad importante de instrumentación y materiales necesarios que la central no puede adquirir con su suministro no centralizado.

Al igual que en la preparación para probar turbinas que ya están en funcionamiento, primero es necesario estudiar las condiciones técnicas para el suministro y los datos de diseño del fabricante, el esquema térmico de la planta de turbinas y su conexión con el esquema general de la central eléctrica, familiarizarse usted mismo con las mediciones estándar de los parámetros de vapor y agua, decida cuáles se pueden usar durante la prueba como mediciones primarias o de respaldo, etc.

Después de aclarar los problemas anteriores, es posible comenzar a redactar los términos de referencia de la organización de diseño para incluirlos en el diseño de trabajo de la instrumentación de la estación del proyecto EC para pruebas térmicas de la planta de turbina.

- nota explicativa, que establece los requisitos básicos para el diseño e instalación del circuito EC, la selección y ubicación de la instrumentación; se dan explicaciones sobre el equipo para registrar información, las características del uso de tipos de alambres y cables, los requisitos para la habitación en la que se supone que se colocará el blindaje EC, etc.;

Esquema del EC de la planta de turbinas con el nombre y números de posiciones de medición;

Especificación para instrumentación;

Esquemas y dibujos para la fabricación de equipos no estándar (dispositivos de protección, diafragmas de segmento, dispositivos de admisión para medir el vacío en un condensador, etc.);

Esquemas de conexiones de tuberías de transductores de presión y presión diferencial, que brindan varias opciones para conectarlos, indicando el número de posiciones de medición;

Lista de parámetros medidos con su desglose por dispositivos de registro con indicación de números de posición.

Los lugares de inserción de los dispositivos de medición de EC en los planos de trabajo de las tuberías suelen estar indicados por la organización de diseño y el fabricante (cada uno en su propia área de diseño) de acuerdo con los términos de referencia. Si no hay vínculos en ninguna parte de los dibujos, esto lo hace la empresa que emitió los términos de referencia para la CE con una visa obligatoria de la organización que emitió este dibujo.

Es deseable que la instalación del esquema EC se lleve a cabo durante la instalación del volumen estándar de instrumentación de la planta de turbinas, lo que hace posible comenzar las pruebas poco después de que la planta de turbinas se ponga en funcionamiento.

Como ejemplo, los apéndices 4-6 muestran los esquemas de las principales mediciones durante las pruebas de turbinas de varios tipos.

D.4. Selección de instrumentación

La selección de instrumentación se lleva a cabo de acuerdo con la lista compilada sobre la base del esquema de medición durante la prueba.

Para este propósito, solo se deben usar tales instrumentos, cuyas lecturas se pueden verificar comprobando con ejemplares. Los dispositivos con una señal de salida unificada para el registro automático de parámetros se seleccionan de acuerdo con la clase de precisión y confiabilidad en operación (estabilidad de lecturas).

La lista de instrumentación requerida para la prueba debe indicar el nombre de la cantidad medida, su valor máximo, tipo, clase de precisión y escala del instrumento.

Debido al gran volumen de mediciones durante las pruebas de las modernas turbinas de vapor de alta potencia, el registro de los parámetros medidos durante los experimentos a menudo no lo realizan observadores que utilizan instrumentos de acción directa, sino dispositivos de registro automático con lecturas registradas en una cinta gráfica. , dispositivos de grabación multicanal con grabación en cinta perforada o cinta magnética, o complejos informáticos de información operativa (IVC). En este caso, los dispositivos de medición con una señal de corriente de salida unificada se utilizan como dispositivos de medición primarios. Sin embargo, en las condiciones de las centrales eléctricas (vibración, polvo, influencia de campos electromagnéticos, etc.), muchos de estos dispositivos no proporcionan la estabilidad necesaria de las lecturas y requieren un ajuste constante. Más preferibles a este respecto son los transductores de tensorresistencia producidos recientemente "Sapphire-22", que tienen una alta clase de precisión (hasta 0,1-0,25) de suficiente estabilidad. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que cuando se utilizan los transductores anteriores, es deseable duplicar las medidas más importantes (por ejemplo, presión en una extracción en T controlada, vacío en un condensador, etc.) (al menos durante el período de acumular experiencia trabajando con ellos), utilizando dispositivos de mercurio.

Para medir la caída de presión en el dispositivo de constricción se utilizan: hasta una presión de 5 MPa (50 kgf/cm2), manómetros diferenciales de doble tubo DT-50 con tubos de vidrio, y para presiones superiores a 5 MPa, manómetros simples -Manómetros diferenciales de tubo DTE-400 con tubos de acero, en los que el nivel de mercurio se mide visualmente en una escala mediante una aguja inductiva.

En un sistema automatizado para medir la caída de presión, transductores con una señal de salida unificada del tipo DME de clase de precisión 1.0 de la planta de fabricación de instrumentos de Kazan, tipo DSE de clase de precisión 0.6 de la planta de Ryazan "Teplopribor" y los mencionados anteriormente transductores de galgas extensométricas "Sapphire-22" ("Sapphire-22DD") de la planta de fabricación de instrumentos de Moscú "Manometr" y la planta de fabricación de instrumentos de Kazan.

Como dispositivos de medición de presión de acción directa, para presiones superiores a 0,2 MPa (2 kgf / cm2), se utilizan manómetros de resorte de clase de precisión 0,6 del tipo MTI de la planta de fabricación de instrumentos de Moscú "Manometr", y para presiones inferiores a 0,2 MPa (2 kgf /cm2) - manómetros de mercurio en forma de U, vacuómetros de copa de un solo tubo, tubos barovacuummétricos, así como vacuómetros de resorte y vacuómetros de presión de clase de precisión de hasta 0,6.

Ensayos térmicos de turbinas de vapor
y equipo de turbina

En los últimos años, en la línea de ahorro de energía, ha aumentado la atención a los estándares de consumo de combustible para las empresas que generan calor y electricidad, por lo tanto, para las empresas generadoras, los indicadores de eficiencia real de los equipos de calor y energía se están volviendo importantes.

Al mismo tiempo, se sabe que los indicadores de eficiencia reales en condiciones de operación difieren de los calculados (de fábrica), por lo que, para estandarizar objetivamente el consumo de combustible para la generación de calor y electricidad, es recomendable probar el equipo.

Sobre la base de los materiales de ensayo de los equipos, se desarrollan las características energéticas normativas y un esquema (orden, algoritmo) para el cálculo de las normas de consumo específico de combustibles de acuerdo con el RD 34.09.155-93 “Directrices para la elaboración y mantenimiento de las características energéticas de las centrales térmicas”. equipos de planta” y RD 153-34.0-09.154-99 “Reglamento para la regulación del consumo de combustibles en centrales eléctricas”.

De particular importancia es la prueba de equipos de calor y energía para instalaciones que operan equipos que se pusieron en funcionamiento antes de los años 70 y en los que se llevó a cabo la modernización y reconstrucción de calderas, turbinas y equipos auxiliares. Sin pruebas, la normalización del consumo de combustible de acuerdo con los datos calculados conducirá a errores significativos que no favorecen a las empresas generadoras. Por lo tanto, los costos de las pruebas térmicas son insignificantes en comparación con los beneficios.

Los objetivos de las pruebas térmicas de turbinas de vapor y equipos de turbinas: determinación de la economía real; obtención de características térmicas; comparación con las garantías del fabricante; obtención de datos para la estandarización, control, análisis y optimización de la operación de equipos de turbinas; obtención de materiales para el desarrollo de características energéticas; desarrollo de medidas para mejorar la eficiencia

Los objetivos de las pruebas express de turbinas de vapor: determinación de la viabilidad y alcance de las reparaciones; evaluación de la calidad y eficacia de la reparación o modernización; evaluación del cambio actual en la eficiencia de la turbina durante la operación.

Las tecnologías modernas y el nivel de conocimiento de ingeniería permiten actualizar unidades de forma económica, mejorar su rendimiento y aumentar su vida útil.

Los principales objetivos de la modernización son:

• reducción del consumo de energía de la unidad compresora;
• aumento del rendimiento del compresor;
• aumentar la potencia y eficiencia de la turbina de proceso;
• reducción del consumo de gas natural;
• aumentar la estabilidad operativa de los equipos;
• reduciendo el número de piezas aumentando la presión de los compresores y operando turbinas en un menor número de etapas manteniendo e incluso aumentando la eficiencia de la planta de energía.

La mejora de los indicadores energéticos y económicos dados de la unidad de turbina se lleva a cabo mediante el uso de métodos de diseño modernizados (solución de los problemas directos e inversos). Están relacionados:

• con la inclusión de modelos más correctos de viscosidad turbulenta en el esquema de cálculo,
• teniendo en cuenta el perfil y el bloqueo final por la capa límite,
• eliminación de fenómenos de separación con un aumento en la difusión de los canales entre cuchillas y un cambio en el grado de reactividad (no estacionariedad pronunciada del flujo antes del inicio de la oleada),
• la posibilidad de identificar un objeto utilizando modelos matemáticos con optimización genética de parámetros.

El objetivo final de la modernización es siempre aumentar la producción del producto final y minimizar los costos.

Un enfoque integrado para la modernización de equipos de turbina

Al llevar a cabo la modernización, Astronit suele utilizar un enfoque integrado, en el que se reconstruyen (modernizan) los siguientes componentes de la unidad de turbina tecnológica:

• compresor;
• turbina;
• soportes;
• compresor-sobrealimentador centrífugo;
• refrigeradores intermedios;
• multiplicador;
• Sistema de lubricación;
• sistema de limpieza de aire;
• sistema automático de control y protección.

Modernización de equipos compresores

Las principales áreas de modernización practicadas por los especialistas de Astronit:

• reemplazo de partes de flujo por otras nuevas (las llamadas partes de flujo reemplazables, incluidos impulsores y difusores de paletas), con características mejoradas, pero en las dimensiones de las carcasas existentes;
• reducción en el número de etapas debido a la mejora de la trayectoria del flujo basada en el análisis tridimensional en los productos de software modernos;
• aplicación de recubrimientos fáciles de trabajar y reducción de juegos radiales;
• reemplazo de sellos por otros más eficientes;
• Sustitución de cojinetes de aceite del compresor por cojinetes "secos" mediante suspensión magnética. Esto elimina el uso de aceite y mejora las condiciones de operación del compresor.

Implementación de modernos sistemas de control y protección

Para mejorar la confiabilidad y eficiencia operativa, se están introduciendo instrumentación moderna, sistemas de control y protección automáticos digitales (tanto las partes individuales como todo el complejo tecnológico en su conjunto), sistemas de diagnóstico y sistemas de comunicación.

• TURBINAS DE VAPOR
• Boquillas y cuchillas.
• Ciclos térmicos.
• Ciclo de Rankine.
• Estructuras de turbinas.
• Solicitud.
• OTRAS TURBINAS
• Turbinas hidráulicas.
• turbinas de gas.

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TURBINA

TURBINA, motor principal con movimiento de rotación del cuerpo de trabajo para convertir la energía cinética del flujo de un fluido de trabajo líquido o gaseoso en energía mecánica en el eje. La turbina consta de un rotor con álabes (impulsor de palas) y una carcasa con toberas. Los ramales traen y desvían el flujo del fluido de trabajo. Las turbinas, dependiendo del fluido de trabajo utilizado, son hidráulicas, de vapor y de gas. Dependiendo de la dirección promedio del flujo a través de la turbina, se dividen en axiales, en las que el flujo es paralelo al eje de la turbina, y radiales, en las que el flujo se dirige desde la periferia hacia el centro.

TURBINAS DE VAPOR

Los elementos principales de una turbina de vapor son la carcasa, las toberas y las palas del rotor. El vapor de una fuente externa se suministra a la turbina a través de tuberías. En las toberas, la energía potencial del vapor se convierte en la energía cinética del chorro. El vapor que escapa de las boquillas se dirige a las palas de trabajo curvas (especialmente perfiladas) ubicadas a lo largo de la periferia del rotor. Bajo la acción de un chorro de vapor, aparece una fuerza tangencial (circunferencial) que hace que el rotor gire.

Boquillas y cuchillas.

El vapor a presión entra en una o varias toberas fijas, en las que se expande y de donde sale a gran velocidad. El flujo sale de las boquillas formando un ángulo con el plano de rotación de las palas del rotor. En algunos diseños, las boquillas están formadas por una serie de palas fijas (aparato de boquilla). Las paletas del impulsor están curvadas en la dirección del flujo y dispuestas radialmente. En una turbina activa (Fig. 1, a) el canal de flujo del impulsor tiene una sección transversal constante, es decir la velocidad en movimiento relativo en el impulsor no cambia en valor absoluto. La presión del vapor delante y detrás del impulsor es la misma. En una turbina de chorro (Fig. 1, B) los canales de flujo del impulsor tienen una sección transversal variable. Los canales de flujo de una turbina de chorro están diseñados para que aumente el caudal en ellos y, en consecuencia, disminuya la presión.

R1; c - aplanar el impulsor. V1 es la velocidad del vapor a la salida de la boquilla; V2 es la velocidad del vapor detrás del impulsor en un sistema de coordenadas fijo; U1 – velocidad periférica de la pala; R1 es la velocidad del vapor en la entrada del impulsor en movimiento relativo; R2 es la velocidad del vapor a la salida del impulsor en movimiento relativo. 1 - vendaje; 2 - escápula; 3 – rotor." title="(!LANG: Fig. 1. PALAS DE TURBINA. a – impulsor activo, R1 = R2; b – impulsor de chorro, R2 > R1; c – pala del impulsor. V1 – velocidad del vapor en la salida de la boquilla ; V2 es la velocidad del vapor detrás del impulsor en un sistema de coordenadas fijo; U1 es la velocidad circunferencial del álabe; R1 es la velocidad del vapor en la entrada del impulsor en movimiento relativo; R2 es la velocidad del vapor en la salida del impulsor en movimiento relativo. 1 - vendaje; 2 - cuchilla; 3 - rotor.">Рис. 1. РАБОЧИЕ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ. а – активное рабочее колесо, R1 = R2; б – реактивное рабочее колесо, R2 > R1; в – облопачивание рабочего колеса. V1 – скорость пара на выходе из сопла; V2 – скорость пара за рабочим колесом в неподвижной системе координат; U1 – окружная скорость лопатки; R1 – скорость пара на входе в рабочее колесо в относительном движении; R2 – скорость пара на выходе из рабочего колеса в относительном движении. 1 – бандаж; 2 – лопатка; 3 – ротор.!}

Las turbinas generalmente están diseñadas para estar en el mismo eje que el dispositivo que consume su energía. La velocidad de rotación del impulsor está limitada por la resistencia a la tracción de los materiales de los que están hechos el disco y las palas. Para la conversión más completa y eficiente de la energía de vapor, las turbinas se fabrican en varias etapas.

Ciclos térmicos.

Ciclo de Rankine.

En una turbina que opera según el ciclo de Rankine (Fig. 2, a), el vapor proviene de una fuente de vapor externa; no hay calentamiento de vapor adicional entre las etapas de la turbina, solo hay pérdidas de calor naturales.

Ciclo de recalentamiento.

En este ciclo (Fig. 2, B) el vapor después de las primeras etapas se envía al intercambiador de calor para calentamiento adicional (sobrecalentamiento). Luego regresa nuevamente a la turbina, donde se realiza su expansión final en etapas posteriores. El aumento de la temperatura del fluido de trabajo le permite aumentar la eficiencia de la turbina.

Arroz. 2. TURBINAS CON DIFERENTES CICLOS TÉRMICOS. a – ciclo de Rankine simple; b – ciclo con calentamiento intermedio de vapor; c - ciclo con extracción intermedia de vapor y recuperación de calor.

Ciclo con extracción intermedia y aprovechamiento del calor del vapor de escape.

El vapor a la salida de la turbina todavía tiene una energía térmica importante, que normalmente se disipa en el condensador. Parte de la energía se puede tomar de la condensación del vapor de escape. Una parte del vapor se puede tomar de las etapas intermedias de la turbina (Fig. 2, v) y se utiliza para precalentar, por ejemplo, agua de alimentación o para cualquier proceso tecnológico.

Estructuras de turbinas.

La turbina expande el fluido de trabajo, por lo que las últimas etapas (baja presión) deben tener un diámetro mayor para pasar el flujo de volumen aumentado. El aumento de diámetro está limitado por las tensiones máximas admisibles debidas a cargas centrífugas a temperaturas elevadas. En las turbinas de flujo dividido (Figura 3), el vapor pasa a través de diferentes turbinas o diferentes etapas de turbina.

Arroz. 3. TURBINAS CON RAMIFICACIÓN DE FLUJO. a - turbina doble paralela; b – doble turbina de acción paralela con flujos de dirección opuesta; c – turbina con ramificación de flujo después de varias etapas de alta presión; d - turbina compuesta.

Solicitud.

Para garantizar una alta eficiencia, la turbina debe girar a alta velocidad, pero el número de revoluciones está limitado por la resistencia de los materiales de la turbina y el equipo que se encuentra en el mismo eje que ella. Los generadores eléctricos en las centrales térmicas tienen una potencia nominal de 1800 o 3600 rpm y generalmente se instalan en el mismo eje que la turbina. Se pueden instalar compresores y bombas centrífugas, ventiladores y centrífugas en el mismo eje que la turbina.

El equipo de baja velocidad se acopla a la turbina de alta velocidad a través de un reductor, como en los motores marinos donde la hélice debe girar entre 60 y 400 rpm.

OTRAS TURBINAS

Turbinas hidráulicas.

En las turbinas hidráulicas modernas, el impulsor gira en una carcasa especial con una voluta (turbina radial) o tiene una paleta guía en la entrada para garantizar la dirección de flujo deseada. El equipo adecuado suele instalarse en el eje de una hidroturbina (un generador eléctrico en una central hidroeléctrica).

turbinas de gas.

La turbina de gas utiliza la energía de los productos de combustión gaseosos de una fuente externa. Las turbinas de gas son similares en diseño y principio de funcionamiento a las turbinas de vapor y se utilizan ampliamente en ingeniería. ver también PLANTA DE ENERGÍA DE AVIACIÓN; ENERGÍA ELÉCTRICA; INSTALACIONES DE ENERGÍA Y MOTORES DE BUQUES; HIDROELÉCTRICA.

Literatura

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Verete A.G., Delving A.K. Centrales marinas de vapor y turbinas de gas. M., 1982
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Gostelow J. Aerodinámica de rejillas de turbomaquinaria. M., 1987