Теплофикационные паровые турбины - Режимные мероприятия по повышению эрозионной надежности лопаток ступеней ЦНД

Интенсивность эрозионных повреждений лопаточного аппарата зависит прежде всего от уровня степени влажности пара в ступенях, количества процессной влаги и ее дисперсности, которые для теплофикационных турбин, как было показано выше, определяются начальной влажностью пара, степенью открытия регулирующей диафрагмы и массовым расходом пара в ЦНД. Организация эксплуатации турбоустановок, позволяющая уменьшить негативное влияние каждого из указанных факторов, будет способствовать повышению эрозионной надежности проточной части низкого давления.
Характерной особенностью эксплуатации теплофикационных турбин является продолжительная работа по тепловому графику с малыми пропусками пара в ЦНД. Очевидно, что максимальное снижение в таких режимах расхода пара в ЦНД (в пределе до нулевого значения) позволяет не только повысить экономичность турбоустановки, но и практически исключить вероятность эрозионных повреждений лопаточного аппарата. Это может быть достигнуто, в частности, за счет реализации комплекса мероприятий, рассмотренных в гл. 1.
Известно, что при нагрузках, меньших номинальной, повышение экономичности и надежности турбоустановок, в том числе и теплофикационных, может быть достигнуто при переводе их в режим скользящего регулирования по давлению свежего пара с сохранением или даже увеличением его температуры [40, 45, 51]. Такая организация работы энергоблока в условиях частичных паровых нагрузок приводит к повышению начальной энтальпии пара, росту энтальпии пара во всех промежуточных ступенях и, как следствие, снижению степени влажности пара в проточной части, в том числе и перед ЦНД.
Эффективность режимов со скользящим давлением свежего пара более подробно будет рассмотрена далее. Здесь лишь отметим, что перевод теплофикационных турбин на работу со скользящим давлением свежего пара оказывает достаточно ощутимое влияние на уровень влажности пара в камере нижнего теплофикационного отбора ун. Так, например, для турбины Т-185/220-130 уже при относительной паровой нагрузке G0= G0/G0h=0,8 влажность уменьшается более, чем на 1% (рис. 13.12). Со снижением расхода свежего пара ун увеличивается, достигая 2,5% при G0=0,4. При этом величина Δун в рассматриваемом диапазоне паровых нагрузок G0=0,4...1,0 оказывается практически независящей от давления в камере нижнего теплофикационного отбора рн.

Рис. 13.12. Изменение степени влажности пара перед ЦНД турбины Т-185/220-130 при переходе на скользящее давление:
---------  - сопловое парораспределение;------------------- скользящее давление свежего пара
Приведенные данные свидетельствуют о том, что организация работы теплофикационной турбины со скользящим давлением свежего пара должна благоприятно сказаться на эрозионной надежности лопаточного аппарата ступеней низкого давления, поскольку влажность пара в этих ступенях прямо зависит от степени влажности на входе в ЦНД.
В период работы по электрическому графику теплофикационные турбины эксплуатируются, как правило, с частично открытыми РД. Это вызвано необходимостью независимого поддержания заданных тепловой и электрической нагрузок. Указанные режимы весьма неблагоприятны в плане эрозионной надежности лопаточного аппарата ступеней ЦНД. Это обусловлено, прежде всего, следующими двумя факторами. Во-первых - повышенной степенью влажности пара перед ЦНД, т.к. при частичных тепловых нагрузках давление пара в камере нижнего теплофикационного отбора имеет низкий уровень. Во-вторых, созданием условий для интенсивного образования крупнодисперсной влаги в каналах соплового аппарата первой ступени ЦНД вследствие длительной работы с частичными открытиями РД.
При заданных величинах тепловой и электрической нагрузок возможность режимного воздействия на первый из указанных факторов без существенного снижения экономичности турбоустановок весьма проблематична. Что касается второго фактора, то снижение его негативного влияния может быть достигнуто за счет соответствующего перераспределения тепловой и электрической нагрузок между различными турбоустановками ТЭЦ. Смысл перераспределения заключается в организации работы ТЭЦ таким образом, чтобы одна часть турбин работала с полностью закрытыми регулирующими диафрагмами, а другая часть - напротив, с полностью открытыми. 
Очевидно, что в данном случае продолжительность жимов с частично открытыми РД существенно сократится, что положительно скажется на эрозионной надежности лопаточного аппарата ступеней ЦНД.
Важно отметить, что одновременно с повышением надежности предлагаемый принцип организации работы ТЭЦ, как было показано, позволяет улучшить и ее экономические показатели.