Влияние парового объёма на процесс регулирования

Структурная схема конденсационной турбины как динамической системы (рис. 3)

 

 

Рисунок 3 Структурная схема регулирования турбины с паровым объёмом.

 

Здесь – колебательное звено (регулятор);

, , – апериодические звенья соответственно усилителя, парового объёма и турбины.

Рассмотрим систему регулирования при условии малого значении времени усилителя ТS. Такому процессу регулирования соответствуют прямое (пропорциональная по отклонению) регулирования, при исследовании которого воспользуются уравнением:

а) Уравнение идеального регулятора ;

б) Уравнение ротора .

Уравнение парового объёма ,

где ; .

При таких предположениях колебательное звено превращается в кинематические связи и остаётся лишь два апериодических звена (рис. 4)

 

Рисунок 4 – Структурная схема

 

Рисунок 5 Амплитудно–фазовая передаточной функции разомкнутой системы

 

Подставив вместо , получим амплитудно–фазовую характеристику разомкнутой системы:

 

.

 

Так как мнимая часть всегда отрицательная, то характеристика находится в нижней части полуплоскости и точка (–1, ) не может оказаться охваченной этой кривой. Таким образом, такая система, состоящая из двух апериодических звеньев в замкнутом состоянии всегда устойчива.

 

, .

 

, .

 

.

 

, .

 

.

 

.

 

.

 

.

ЛЕКЦИЯ №13

Регулирование турбины с противодавлением

Турбины с противодавлением могут работать в двух режимах:

а) согласно графику потребления электроэнергии;

б) согласно графику потребления тепловой энергии.

В первом случае давление за турбиной поддерживается регуляторами давления других объектов, например с помощью дроссельно–увлажнительной установки.

Во втором случае скорость вращения ротора электрогенератора зависит от скорости вращения турбины, а частота электросети поддерживается регуляторами скорости других машин при условии, что давление за турбиной поддерживается регулятором давления (см. рис.1).

Регулятор скорости турбогенератора служит для синхронизации при включении агрегата в электросеть и для предохранения от чрезмерного увеличении скорости при сбросе нагрузки.

Структурная схема системы регулирования турбины с противодавлением при работе по тепловому графику состоят из колебательного звена регуляторов давления и апериодических звеньев усилителя и парового объёма (рис. 2.).

 

Рисунок 1 Схема регулирования паровой турбины с противодавлением

1 - регулятор скорости; 2 – регулятор давления.

 

Рисунок 2 Структурная схема регулирования турбины с противодавлением

 

Если приведенная масса жидкости невелика, движение в трубке регулятора давления между регулятором и камерой в которой регулируется давление, то такой регулятор считается идеальным. Тогда колебательное звено заменяется кинематической связью, и структурная схема упрощается, а при описании идеального регулятора используют алгебраическое уравнение:

 

,

 

где – относительное изменение давления в камере противодавления;

– коэффициент неравномерности регулирования давления.

Под камерой давления (её объёмом) понимают паровой объём выходного патрубка турбины, примыкающие к нему паропроводы и теплообменные аппараты, в которые направляется пар.

Уравнение парового объёма, необходимо для исследования устойчивости рассмотрено раннее.

Если между паровым клапаном и первым рядом сопел паровой объём мал, влияние противодавления на расход пара турбины мало, то количество пара , притекающего в объём за турбиной можно представить в виде функции только подъёма клапана :

.

 

Количество пара , вытекающего из рассматриваемого объёма, зависит от свойств аппаратов и машин, потребляющих этот пар и в общем является функцией давления за турбиной:

 

.

 

.

 

Уравнение парового объёма, аналогично для постоянной ёмкости

 

,

где

,

при указанных условиях имеет вид:

 

,

(1)