Баринберг Г. Д., Бусоргин В. А.
На Ново-Свердловской ТЭЦ (НС ТЭЦ) установлено пять турбин Т-110/120-130 четвертой и пятой модификаций ОАО “Турбомоторный завод” (ОАО ТМЗ), обладающих высокой экономической эффективностью и надежностью в эксплуатации. Несмотря на это, НС ТЭЦ в сотрудничестве с ОАО ТМЗ постоянно работали над вопросами дальнейшего повышения их эффективности. В настоящей статье изложены технические мероприятия, внедренные в турбинах за последние 7 лет.
Увеличение пропускной способности, электрической мощности и тепловой нагрузки турбин.
Турбины Т-110/120-130, установленные на НС ТЭЦ, разработаны для пропуска максимального расхода свежего пара 485 т/ч. В этих турбинах при номинальном расходе свежего пара 480 т/ч, двухступенчатом подогреве сетевой воды и давлении в верхнем отопительном отборе 0,1 МПа обеспечивается электрическая мощность 110 МВт и тепловая нагрузка 732 ГДж/ч. Разрешенная максимальная электрическая мощность на конденсационном режиме составляет 120 МВт.
Между тем, на ТЭЦ имелись резервы по производительности котельного оборудования и требовалось найти оптимальные пути повышения пропускной способности теплофикационных турбин, которая определяется пропускной способностью ступеней давления и регулирующей ступени ЦВД. При наличии запасов по пропускной способности ступеней давления ЦВД, определяемых в эксплуатации давлением в камере регулирующей ступени (Рр. с.), при заданном расходе пара на турбину Рр.с.< Рр.c.maх, где Рр.c.maх - максимально допустимое давление в камере регулирующей ступени по условиям плотности разъема цилиндра.
Возрастание расхода пара на турбину можно достигнуть или за счет повышения пропускной способности регулирующей ступени путем увеличения сопл в сопловых сегментах или путем снижения давления в камере регулирующей ступени за счет увеличения примерно на 5% выходных площадей диафрагм ряда ступеней давления, расположенных после регулирующей ступени, отгибом выходных кромок направляющих лопаток. На НС ТЭЦ использовались оба метода. Пропускная способность турбины ст. № 3 увеличена до 520 т/ч, а остальных турбин - до 515 т/ч. Это позволило увеличить номинальную мощность каждой турбины примерно на 7 МВт, тепловую нагрузку примерно на 46 ГДж/ч и за счет увеличения выработки электроэнергии на тепловом потреблении получить экономию условного топлива на турбину около 5000 т/год. В результате выполненных исследований максимальная мощность на конденсационном режиме увеличена до 125 МВт.
Повышение давления в верхнем отопительном отборе.
В связи с отключенным сервомотором ЧНД в турбине Т-110/120-130, ст. №3 из-за перехода на работу с ротором-проставкой ЦНД в этой турбине появилась возможность повышения давления в камере верхнего отопительного отбора с 0,245 МПа до 0,294 МПа при двухступенчатом подогреве сетевой воды. Это позволило повысить температуру подогрева сетевой воды после ПСГ, частично вытеснить нагрузку пиковых водогрейных котлов и получить экономию топлива. Кроме того, в условиях загрязнения труб поверхности теплообмена ПСГ из-за недостаточно чистой сетевой воды это дает возможность увеличить продолжительность работы турбины до очередной чистки ПСГ с требуемой электрической мощностью и тепловой нагрузкой, поддерживая температуру прямой сетевой воды в допустимых пределах.
Осерадиальные бандажные уплотнения.
В ступенях давлений ЦВД установленных турбин была осуществлена замена бандажных уплотнений радиального типа на осерадиальные.
Конструкция осерадиального бандажного уплотнения (рис. 1) была разработана для ликвидации возникшей в первых турбинах Т-250/300-240 низкочастотной вибрации ротора [1]. В этом уплотнении радиальные зазоры выполнены значительными (до 4-5 мм) вместо 1,0-1,2 мм в уплотнениях радиального типа, а протечка пара определяется осевыми зазорами, что при эксплуатации исключает влияние радиального зазора на изменение протечек пара по периметру уплотнения и предотвращает возникновение аэродинамических сил, вызывающих низкочастотную вибрацию ротора.
Поддержание зазора в эксплуатации неизменным обеспечивается выполнением боковых сторон гребней ротора и статора перпендикулярно оси ротора и наличием положительного перекрытия (∆h ) между смежными гребнями.
Рис. 1. Осерадиальное бандажное уплотнение ступени давления
Осерадиальные уплотнения обладают высокой экономичностью и надежностью, так как из-за значительных радиальных зазоров не изнашиваются в эксплуатации. Высокая экономичность обеспечивается также тем, что поток пара в каждом элементарном лабиринте поворачивается на 180°, а это снижает коэффициент расхода до 0,3 (против 0,8 для уплотнений радиального типа) [2].
Осерадиальные бандажные уплотнения применяются на всех турбинах ОАО ТМЗ и благодаря компактности и простоте конструкции внедряются на турбинах ТЭЦ вместо уплотнений радиального типа. Наиболее высокая их эффективность обеспечивается при отношении радиального зазора к полусумме смежных с гребнем осевых зазоров [1]
где δρ - радиальный зазор; δа1-2 - смежные с гребнем аксиальные зазоры.
По опытным данным замена бандажных уплотнений радиального типа на осерадиальные в ступенях давления ЦВД турбины Т-110/120-130 позволила повысить КПД на 1,3 - 1,5%.
