Condenserende stoomturbine
Condenserende stoomturbine verwijst naar een stoomturbine waarin stoom uitzet en wel in het stoomwiel werkt, behalve een klein deel van de lekkage van de asafdichting, die alle de condensor binnenkomen en condenseren in water.
Om de thermische efficiëntie van de stoomturbine te verbeteren en de diameter van de uitlaatcilinder van de stoomturbine te verkleinen, de stoom die een deel van het werk heeft gedaan, wordt uit de stoomturbine gepompt en naar de reheat heater gestuurd om het ketelvoedingwater te verwarmen. Stoomturbines die vaak worden gebruikt in thermische centrales voor het opwekken van energie. De condensatieapparatuur bestaat voornamelijk uit een condensor, circulerende waterpomp, condensaatpomp en pomp. De uitlaatstoom van de stoomturbine stroomt de condensor binnen, wordt gekoeld en gecondenseerd in water door het circulerende water, wordt door de condensaatpomp naar buiten gepompt, door de heater op alle niveaus verwarmd en als voedingswater naar de boiler gestuurd.
De uitlaatstoom van de stoomturbine wordt in de condensor gecondenseerd en het volume wordt plotseling verminderd, zodat de oorspronkelijk gevulde verzegelde ruimte een vacuüm vormt, die de uitlaatdruk van de stoomturbine verlaagt en de ideale enthalpie-daling van de stoom verhoogt, waardoor de thermische efficiëntie van het apparaat wordt verbeterd. De niet-condenserende gassen (voornamelijk lucht) in de turbineuitlaat worden door de extractor geëxtraheerd om het noodzakelijke vacuüm te handhaven.
Korte inleiding
De meest gebruikte condensor voor stoomturbines is het oppervlaktetype. Het koelwater wordt na het afkoelen in het koelwaterbad of de koelwatertoren geloosd en vervolgens gerecycled. Energiecentrales in de buurt van rivieren, rivieren en meren kunnen, als de hoeveelheid water voldoende is, het koelwater dat door de condensor wordt geloosd rechtstreeks in de rivier, rivier en het meer lozen, wat afkoeling wordt genoemd. Maar deze aanpak kan thermische vervuiling van rivieren en meren veroorzaken. Energiecentrales in gebieden met een ernstig watertekort kunnen luchtgekoelde condensors gebruiken. Het heeft echter een grote structuur, een groot verbruik van metalen materialen, en wordt zelden gebruikt in algemene elektriciteitscentrales behalve in treinstations. In de oude energiecentrales gebruiken sommigen hybride condensors, en de stoom uit de stoomturbine wordt rechtstreeks gemengd met koelwater voor koeling. Omdat het uitlaatcondensaat echter vervuild is door koelwater, moet het worden behandeld voordat het als ketelvoedingwater kan worden gebruikt, en het wordt zelden gebruikt.
Hoe het werkt
Het bestaat voornamelijk uit het stoomturbinehuis, de condensaatpomp, de condensor en de circulerende waterpomp, wat betekent dat de stoom de condensor binnenstroomt nadat de stoomturbine is bewerkt en met gas tot water is afgekoeld, en vervolgens door de condensaatpomp naar de ketel wordt teruggevoerd. Onder hen speelt de condensor een cruciale rol, het belangrijkste doel is het verbeteren van de thermische efficiëntie van de stoomturbine, dat is het gebruik van stoom die terugstroomt in water, het volume ervan zal aanzienlijk worden verminderd, zodat de resterende ruimte in een vacuüm, waardoor de ideale enthalpie van stoom wordt vergroot.
De functie van de extractor is om de stoomturbine en de condensor het noodzakelijke vacuüm te laten creëren voordat de stoomturbine start, en in de werking van de condenserende stoomturbine worden de lucht en andere niet-condenserende gassen continu op tijd uit de condensatieapparatuur gehaald om de warmtewisselingsefficiëntie van de warmtewisselpijp van de condensor te garanderen en de vacuümgraad te handhaven. De prestaties van de vacuümapparatuur bepalen rechtstreeks de uitlaatdruk van de condenserende stoomturbine, die op zijn beurt de grootte van de enthalpie-daling en het stoomverbruik beïnvloedt. Verschillende evacuatiemethoden
, zal de investeringskosten van de apparatuur, de bedrijfsmodus en de complexiteit van het systeem van de stoomturbine beïnvloeden, zodat de vacuümapparatuur van groot belang is voor het condenseren van stoomturbines.
Operationele kenmerken
De uitlaatdruk van condenserende stoomturbines heeft een aanzienlijke invloed op de operationele economie. De belangrijkste factoren die de vacuümgraad van de condensor beïnvloeden zijn de koelwaterinlaattemperatuur en de koelverhouding. De eerste is gerelateerd aan de regio, het seizoen en de watertoevoermethode van de energiecentrale; de laatste is de verhouding tussen de ontwerpstroomsnelheid van het koelwater en het stoomuitlaatvolume van de turbine. De koelsnelheid is groot en er kan een hoge vacuümgraad worden verkregen. De toename van de koelverhouding verhoogt echter het energieverbruik en de investeringen in apparatuur van de circulerende waterpomp. Over het algemeen is de koelverhouding van de oppervlakte-condensor ontworpen op 60~120. Door de grote vraag naar circulerend water van condenserende stoomturbines zijn de omstandigheden van de waterbronnen een van de belangrijke voorwaarden geworden voor de selectie van energiecentrales op de locatie.
Idealiter zou de condensaattemperatuur van de oppervlakte-condensor gelijk moeten zijn aan de temperatuur van de uitlaatstoom, en de warmte die door het koelwater wordt afgevoerd is alleen de latente warmte van de verdamping van de uitlaatstoom. Bij de feitelijke werking is de condensaattemperatuur echter lager dan de temperatuur van het uitlaatgas, als gevolg van de weerstand van de uitlaatgasstroom en de aanwezigheid van niet-condenserend gas, en wordt het temperatuurverschil tussen beide genoemd supercooling. Een onjuiste opstelling van de koelwaterleiding, een te hoog condensaatniveau tijdens bedrijf en het doorweken van de koelwaterleiding zal de mate van superkoeling verhogen. Onder normale omstandigheden mag de superkoelingsgraad niet hoger zijn dan 1-2 °C.
Vermogen van de Genset
Hoewel het verlagen van de uitlaatdruk van de condenserende stoomturbine het thermische rendement kan verbeteren, als gevolg van de toename van het specifieke volume van de uitlaatstoom, moeten het stroomgebied en de schoepen van de laatste fase van de turbine dienovereenkomstig toenemen, dit verhoogt de productiekosten en maakt de verwerking moeilijk. Daarom moet de optimale uitlaatdruk worden bepaald door een uitgebreide technische en economische analyse. Over het algemeen bedraagt de uitlaatdruk van de condenserende stoomturbine 0.004~0.006 MPa.
Het turbinevermogen wordt bepaald door de stoomflow. De maximale flow rate die door een condenserende stoomturbine kan worden geleid, wordt bepaald door de bladlengte van de laatste trap. Aangezien hoe groter het blad, hoe groter de centrifugaalkracht, waardoor het wordt beperkt door de sterkte van het materiaal. De maximale lengte van het blad van de laatste trap kan 1000 tot 1200 mm bedragen, de maximaal toegestane omtreksnelheid aan de punt van het blad is 550 tot 650 m/s, en het maximumvermogen van de enkele stoompoort van de uitlaat is ongeveer 100 tot 120 MW. De lagedrukcilinder heeft een structuur met gedeelde stroming, die het vermogen van de enkele machine kan vergroten. Tegen het einde van de jaren tachtig bedroeg het maximale condenserende, zelfstandige vermogen van conventionele thermische centrales 1300 MW voor tweeassasheenheden en 800 MW voor eenassectoren.
Condenserende turbines die zijn ontworpen bij lage toerentallen (1500 of 1800 tpm) verhogen het uiteindelijke vermogen, maar dit verhoogt de turbinegrootte en het materiaalverbruik, omdat het totale turbinegewicht omgekeerd evenredig is aan het derde van de draaisnelheid. Daarom gebruiken de Chinese thermische centrales, naast kerncentrales die vaak stoomturbines met lage snelheid gebruiken om zich aan te passen aan de kenmerken van lage parameters en grote stromen, allemaal stoomturbines met een toerental van 3000 tpm.
