Динамические характеристики влажно-паровых турбин

Роль испарения влаги в проточной части турбины. Работа турбины на насыщенном паре сравнительно низких параметров определяет большие объемные расходы пара, поступающего в нее, и соответственно большие размеры регулирующих и стопорных клапанов, что создает определенные трудности конструирования сервомоторов с достаточно малыми значениями их динамических постоянных.
Отличие динамических свойств влажно-паровых турбин как объектов регулирования от аналогичных свойств турбоагрегатов на перегретом паре определяется рядом противоречивых факторов. С одной стороны, для влажно-паровых турбин, имеющих более развитую часть низкого давления, характерны значительно большие, чем у равных им по мощности турбин перегретого пара, значения динамической постоянной ротора Та. У тихоходных турбин значения Та оказываются еще большими, чем у эквивалентных им быстроходных влажно-паровых турбин. Увеличение Щ благоприятно влияет на динамические свойства турбин. Положительное влияние оказывает также характерное для влажно-паровых турбин уменьшение динамической постоянной промперегрева и менее развитая система регенерации, хотя эти обстоятельства и не играют решающей роли при сбросах нагрузки. С другой стороны, поверхности проточной части влажно-паровой турбины, ее камер и патрубков регенеративных отборов покрыты пленкой влаги, толщина которой достигает нескольких десятков, а в от-
дельных случаях сотен микрометров. В этой пленке и в объемах воды, сосредоточенных в различных резервуарах, прежде всего в выносных сепараторах, заключена значительная масса воды, которая может оказывать существенное влияние на динамику регулирования турбины. Понижение давления в проточной части турбины, например при сбросах нагрузки, сопровождается испарением влаги, сосредоточенной в различных емкостях, а также частичным или полным испарением пленки в результате как парообразования на ее свободной поверхности, так и кипения у стенки за счет теплообмена между металлом и пленкой, температура которой понижается при снижении давления. Вследствие отмеченных обстоятельств процессы во влажно-паровых объемах нельзя считать теплоизолированными, как это обычно принимают для турбин перегретого пара.
Образование дополнительного пара в проточной части турбины, увеличивая запаздывание начала снижения вращающего момента турбины, повышает заброс частоты вращения при сбросах нагрузки, а также уменьшает скорость снижения мощности турбины при необходимости экстренной разгрузки по команде противоаварийной автоматики энергосистемы.
Системы регулирования влажно-паровых турбин должны удовлетворять тем же требованиям, которые предъявляются МЭК к регулированию любых паровых турбин электростанций, в том числе следующим: нечувствительность по частоте вращения не должна превышать 0,06 %; срабатывание автомата безопасности должно происходить при повышении частоты вращения на 10 % сверх номинальной. Выполнение этих требований — нелегкая задача. Для этого надо добиваться максимально возможного повышения скорости закрытия регулирующих органов турбины, используя имеющиеся средства повышения быстродействия ее регулирования. Однако следует четко представлять, что в тех или иных случаях средства, имеющиеся в распоряжении конструкторов регулирования, могут оказаться недостаточными для компенсации вредного влияния паровых объемов и находящейся в них влаги. Поэтому для улучшения динамических свойств регулирования следует всемерно повышать эффективность внутренней сепарации влаги в проточной части турбины, чтобы сократить массу влаги, аккумулированной в пленке.