Введение к работе
Актуальность темы: Теплоэнергетика России находится в сложной фазе развития, что объясняется происходящими в народном хозяйстве структурными изменениями, переходом на рыночные отношения, спадом производства и другими негативными явлениями. Резко снизился ввод новых энергетических мощностей, по различным оценкам, вплоть до уровня 30-х годов. Значительная часть теплоэнергетического оборудования исчерпала свой расчетный ресурс или приблизилась к нему. Становится очевидным, что тепло- и энергоснабжение промышленных и бытовых потребителей как в настоящее время, так и в ближайшей перспективе будет осуществляться практически только за счет существующего оборудования тепловых электростанций.
Анализ типовых решений, принятых при создании отечественных теплофикационных турбоагрегатов, накопленного опыта эксплуатации показал, что существуют определенные резервы совершенствования режимов эксплуатации, конструкции и тепловых схем их низкопотенциальной части.
Целью работы являются выявление резервов повышения надежности, экономичности и маневренности низкопотенциальной части теплофикационных турбин на основе экспериментальных исследований, разработка соответствующих технических решений, проверка их эффективности в промышленных условиях и подготовка рекомендаций для внедрения в практику эксплуатации ТЭЦ.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
анализ графиков тепловой и электрической нагрузок теплофикационных турбоагрегатов для определения фактических условий работы их низкопотенциальных частей;
исследование влияния положения поворотных регулирующих диафрагм ЦНД на присосы воздуха, давление в конденсаторе и температурные поля в низкопотенциальных частях теплофикационных турбоагрегатов на различных режимах с различными конструкциями паровпуска ЦНД;
научное обоснование надежности пусковых режимов с закрытыми поворотными диафрагмами в широком диапазоне изменения температуры обратной сетевой воды;
исследование влияния работы штатной и модернизированной систем концевых уплотнений низкопотенциальной части на температурные поля в выхлопном патрубке и эрозионный износ рабочих лопаток последних ступеней ЦНД;
исследование эффективности аэродинамической системы защиты от эрозии рабочих лопаток ЦНД;
разработка рекомендаций по повышению маневренности, экономичности и надежности низкопотенциальной частей теплофикационных турбин.
Научная новизна
Выявлены закономерности изменения в течение суток температуры обратной сетевой воды, оказывающей влияние на организацию режимов эксплуатации низкопотенциальной части теплофикационных турбин,
установлено влияние состояния органов парораспределения низкопотенциальных частей теплофикационных турбин на присосы воздуха, давление в конденсаторе и температурные поля на различных режимах работы с различными конструкциями паровпуска ЦНД,
дано научное обоснование надежности пусковых и стационарных режимов с закрытыми органами парораспределения низкопотенциальных частей в широком диапазоне изменения температуры обратной сетевой воды,
экспериментальным путем в промышленных условиях определены температурные поля в низкопотенциальной части теплофикационных турбин при различных режимах эксплуатации, выявлена зона повышенных температур в канале выхлопного патрубка низкопотенциальной части, оказывающая влияние на характер эрозионного износа рабочих лопаток последних ступеней,
установлена возможность использования аэродинамической системы защиты от эрозии для решения сопряженных задач, определяющих надежность низкопотенциальных частей теплофикационных турбин (исключение эрозии и обеспечение эффективного охлаждения).
Практическое значение выполненной работы заключается в разработке новых конструктивных и технологических решений, направленных на повышение надежности, экономичности и маневренности низколотевдиалышх частей теплофикационных турбоагрегатов, внедрении разработанных рекомендаций в практику эксплуатации ТЭЦ, а также на заводе-изготовителе.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждаются хорошей сходимостью результатов исследований, положительными результатами практического использования предложенных решений по совершенствованию схем, повышению экономичности и надежности режимов эксплуатации низкопотенциальных частей турбоагрегатов, а также совпадением результатов проведенных исследований в промышленных условиях с результатами, полученными ОАО "ТМЗ" и другими организациями на стендах.
Личный вклад автора заключается в постановке задач и участии в разработке программ исследований, методики экспериментальных исследований в промышленных условиях, в выполнении исследований в промышленных условиях, обобщении и анализе полученных экспериментальных данных, участии в разработке рекомендаций по совершенствованию переменных режимов, конструкции и тепловых схем низкопотенциальных частей турбоагрегатов и во внедрении результатов на ТЭЦ и на заводе-изготовителе.
Автор защищает:
результаты исследования графиков тепловой и электрической нагрузок теплофикационных турбоагрегатов;
результаты исследования влияния положения поворотных регулирующих диафрагм ЦНД на присосы воздуха, давление в конденсаторе и распределение температур в низкопотенциальных частях теплофикационных турбоагрегатов на различных режимах с различными конструкциями паровпуска ЦНД;
результаты исследований в промышленных условиях длительного режима работы низкопотенциальной части с нулевыми вентиляционными пропусками пара без и с использованием систем охлаждения;
результаты сравнительных исследований температурного состояния низкопотенциальной части теплофикационных турбоагрегатов при штатной и реконструированной схемах регенерации низкого давления;
результаты исследований температурных полей в проточной и выхлопных частях цилиндров низкого давления теплофикационных турбин в различных режимах при штатной и модернизированной системах подачи пара на концевые уплотнения ЦНД;
результаты исследований эффективности аэродинамической системы зашиты от эрозии рабочих лопаток последних ступеней низкопотенциальной части теплофикационных турбин.
Публикации по работе. По результатам выполненных исследований, научных и практических разработок, изложенных в диссертационной работе, опубликовано 15 статей и тезисов. Основные положения диссертации изложены в работах, список которых приведен в конце автореферата.
Апробация работы: Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на Международной научно-технической конференции в Московском энергетическом институте (ТУ) в 1995 г., энерготехническом коллоквиуме в Дрезденском техническом университете в 1996 г., научно-методическом семинаре кафедры "Теплоэнергетические установки" в Московском государственном открытом университете в 1998 г.
Структура и объем диссертации: диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников, включающего 68 наименований. Объем 163 страницы машинописного текста, включая 64 рисунка.
