Tuabin hơi nước

tự động hóa NM Nhiệt Điện, nhà máy nhiệt điện, nhiệt điện, tự động hóa

BÀI DỊCH TỰ ĐỘNG HÓA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ( CHAPTER 2.1,2.2,2.3) THÀNH VIÊN: NGUYỄN VĂN HẢI (K54) NGYỄN QUỐC TOẢN (K54) GIANG VĂN VỮNG (K54) TÔ QUANG TRUNG (K54) NGÔ VĂN DŨNG (K54) NGUYỄN ANH TÂN (K54) MỤC LỤC: Chương 1: Cơ sở về tuabin hơi nước (Steam-turbin fundamentals) Chương 2: Tuabin hơi nước , thiết kế, cấu tạo và chu trình của tuabin hơi nước Chương 3: Động cơ dầu và khí ga Chương 4: Hệ thống tản nhiệt, làm mát CHƯƠNG 1: Cơ sở về tuốc bin hơi nước (Steam-turbin fundamentals) *Giới thiệu: Trong các nhà máy điện,tuốc bin hơi chuyển đổi nhiệt năng được tạo ra bởi các máy cấp hơi nước và các bao hơi thành năng lượng cơ học và mô men quay.Đầu ra của tuốc bin điều khiển máy phát điện,điện được sinh ra sẽ qua máy biến áp và được truyền tải tới hộ tiêu thụ.Các tuốc bin nhỏ thường được gọi là mechanical-drives turbin cung cấp năng lượng cho máy bơm,động cơ,và các thiết bị khác trong nhà máy điện.Tuốc bin hơi đóng vai trò quan trong trong việc sản xuất ra năng lượng điện và cơ hữu ích cho nền công nghiệp hiện đại.Cấu tạo tuôc bin,các thành phần thiết kế và các kiểu tuốc bin cơ bản sẽ đượ tình bày trong chương này. 1.Tuốc bin sử dụng năng lượng hơi như thế nào. Trong động cơ hoạt động kiểu qua lại,hơi nước gây áp lực lên thành xi lanh và pit tông.Hình 1.1 Hơi nước sinh công làm pit tông dịch chuyển.Cũng như vậy trong Nozzle box(H1.2) thì hơi nước gây áp lực lên tất cả các thành,hơi nước thoát ra khỏi các khe để chuyển thảnh dòng tốc độ cao.Áp suât PR trên thành đối diện với lỗ thoát hơi không cân bằng nhau.Nếu hộp được hiệu chỉnh thì hơi nước sẽ di chuyển với tốc độ lý tưởng và gây ra áp lực P1 tại mọi vị trí trên đường dẫn.Nếu dời bỏ hộp,thì áp suất làm việc PR quyết định bởi dòng hơi vào,trong trường hợp này thì tốc độ độ phun hơi sẽ chậm đi.Khi hơi nước nạp có áp suất là 53% hoặc lớn hơn so với áp suất của noozzle box thì chỉ cẩn chuyển đổi qua coverting section.Khi hơi nạp nhỏ hơn 53%,bộ phận này sẽ nối thêm với diverging section(H1.3). Các khe hở của tuốc bin xung lực sẽ điều khiển hơi trong các ống phun tốc độ.Các cánh tuốc bin chuyển động sẽ nhận động năng của các vòi phun và chuyển đổi thành cơ năng làm xoay cần xoay(H1.4). Khi các cánh tuốc bin bị khóa,các vòi fun sẽ phun hơi vào và thoát ra ngoài với tốc độ trung bình và tăng áp lực lên tối đa F,nhưng cánh tuốc bin không dịch chuyển. Khi các cánh tuốc bin được phép tăng tốc,các vòi phun sẽ phun chậm hơn và áp lực F giảm.Hình 1.5 chỉ ra cả 2 trường hợp lực và nó làm việc biến đổi với vận tốc lá trượt. Vòi phun hoạt động tối đa khi tốc độ của các tuốc bin bằng ½ tốc độ của hơi nước.Trong điều kiện đó,các cánh tuốc bin dịch chuyển theo vết tốc độ của hơi nước,khi đó động năng đã chuyển đổi thành công cơ học.Lực hay mô men khởi động của tuốc bin lý tưởng bằng 2 lần mô men của nó với tốc độ định mức. Trong thực tế,các lá trượt của tuốc bin xung lực được đặt ở trên mép của các đĩa,các khe cấp hơi cho 1 một mặt .(H1.6) Hơi nước được nén trong nozzle box di chuyển qua khe chuyển đổi song song được định hướng bởi vanes và foils.Hơi dịch chuyển từ vòi phun tốc độ cao và qua đường dẫn cánh động(moving bucket) chuyển hướng dòng hơi thành hướng tâm.Hơi sẽ di chuyển với tốc độ và nội năng thấp hơn. Áp suất và tốc độ hơi nước sẽ thay đổi qua mỗi cấp xung lực.Khi các cấp xung lực là áp suất hằng,dòng hơi thoát ra từ 1 cấp chảy qua các cấp xung lực sau đó,khi đó áp suất dòng hơi sẽ giảm dần.Nếu các cấp xung lực là velocity-compounded,lưu tốc hơi nước sẽ được giảm dần qua các bước áp suất hằng. Trong cấp reaction,Dòng hơi se đi vào đường dẫn cánh Nó dời khi 1 vòi phun hơi làm đầy chu vi rô to.Dòng hơi sẽ chảy trong các lá trượt từ các khe.Áp suất sẽ bị thăng giáng ở đây,tốc độ gia tăng liên kết với các lá trượt tạo ra lực quay tuốc bin.Mặc dù tốc độ liên kết tăng,nhưng nói chung tốc độ dòng hơi qua mỗi cấp sẽ giảm dần,Khi độ giảm enthalpy xấp xỉ cân bằng trong các cánh hướng và cánh động. Nó được gọi là cấp reaction 50%. Cấp điều khiển velocity-compounded nằm sau 2 cấp reaction(H1.8).Vòi phun hơi tốc độ cao chỉ bỏ một phần động năng trong hàng cánh động đầu tiên.Sau đó các cánh đảo chiều sẽ chuyển hướng dòng hơi vào hàng 2 của cánh động.Dòng hơi sẽ vào 1 chuỗi các cấp reaction. Trong thực tế,tuốc bin hơi bao gồm các cấp xung lực và phản lực,mặc dù nhà sản xuất thường lấy nhãn sản phẩm của họ khác nhau như là tuốc bin phản lực hay xung lực.Tuốc bin xung lực thường được so như là bánh xe điều khiển bởi dòng hơi ,trong khi tuốc bin phản lực có thể hiểu như thiết bị tưới nước quay. Cấu tạo của tuốc bin Toàn bộ các thông tin mục trước đề cập tới phương pháp cơ bản đê chuyển nội năng của dòng hơi áp suất cao thành công cơ học.Dòng hơi được gia áp khi qua các khe và vòi phun hơi.Một số lượng lơn các lối thoát cho dòng hơi áp suất thấp diễn ra trong tuốc bin. Trong thiết kế đơn xung lực,áp suất hằng,vận tốc hằng thì áp suất bị thăng giám phần lớn qua các khe cố định;mức áp suất qua các lá trượt nhỏ.Trong thiết kế phản lực,các cấp sẽ làm giảm áp trong cả 2 dãn hướng cố định và dẫn hướng động.Tỉ lệ của 2 lần thăng giáng nằm trong 1 dải rộng.1 điều thường được áp dụng đó là phản lực 50% ,lấy tỉ lệ áp suất xấp xỉ bằng áp xuất hơi qua các dẫn hướng tĩnh và động.Phản lực 50% sẽ tạo ra năng lượng để chuyển đổi khi tốc độ của các cánh động xấp xỉ bằng tốc độ của vòi phun hơi khi dòng hơi di chuyển trong các cánh hướng. Nhiều tuốc bin xung ngày nay thì sử dụng khoảng 5 tới 10% phản lực trong thiết kế.Do đó có 1 thăng giáng áp suất nhỏ khi chảy qua các dẫn hướng lá trượt.Thay thế sử dụng 1 khối đối xứng,các cánh có đuôi dài tới dẫn hướng conversing tại các lối thoát hơi. Bộ phận lá trượt và cánh dẫn hướng Tuốc bin nhiều tầng có diện tích mặt cắt dòng chảy lớn do đó việc lựa chọn cánh hướng và lá trượt trở lên phức tạp.một cấp có thể bắt đầu từ chân của cánh hướng và các khe hở sau đó gia tăng tỉ lệ phần trăm phản lực qua độ dài của cánh hướng và lá trượt tới outer tips.Các cánh hướng và lá trượt sẽ làm các bộ phận xoay,các đĩa thực hiện trên mỗi một trục hoặc khối trụ.Tại vị trí phản lực cao hơn,nhiều cấp sẽ được sử dụng trên dải áp suất để giới hạn dòng hơi dò qua các tiếp điểm và các chốt của lá trượt,với số lượng tầng lớn,cấu trúc khối trụ có lợi hơn. Trục máy Trục máy đỡ khối trụ và xoay xung quanh ổ trục đặt ở 2 đầu.Ổ chặn điều khiển xoay quanh trục của rô to đê giữ khoảng cách giữa các thành phần cố đinh và động của mỗi tầng.Các ghép nối ăn khớp trên trục sẽ truyền năng lượng cơ học từ cách dẫn hướng tới các thiết bị điều khiển. Các cấp điều khiển trên trục sẽ điều khiển việc xoay khối trụ khi tuốc bin nóng dần trước khi có tải và lạnh dần khi không có tải, dòng hơi bị ngắt.Việc xoay ngăn chặn việc gia tăng sự mất cân bằng hoặc co lại có thể gây thắt bộ phận rô to,làm tăng sự mất cân bằng sẽ rất nghiêm trọng. Hộp số động cơ tự động ngắt li hợp khi rô to quay tới tốc độ mong muốn,sự gài số tự động tại tốc độ giới hạn khi rô to giảm tốc trong suốt thời gian ngắt động cơ. Khuôn mang giá đỡ cho rô to và giữ cấu trúc để hướng dòng hơi qua các khe và cánh hướng.Dòng vào tuốc bin qua “van dừng” và “hộp van hơi”.Tại vùng nhiệt độ cao,các luồng hơi phân ra từ trục tuốc bin,các thành các phần nhỏ (H.10,H11),tại vùng nhiệt độ nhỏ hơn,hộp van hơi tác động trực tiếp trên khuôn ,các bộ phận tích hợp hoặc “separate casting” Van điều chỉnh “governing valve” trong bộ van hơi sẽ cho phép hơi vào các buồng hoặc khuôn hộp của tầng đầu tiên . H11 Khuôn tuốc bin và chụp xả Khuôn đúc có các khe và lá trượt đảo chiều của tất cả các tầng được giữ trong vành lá trượt và các lớp bảo vệ.Nó cũng được giữ trong các đai chốt để giới hạn các dòng dò hơi tại các điểm mà trục đi qua.Các chốt cũng được đặt tại điểm mở dầm và các tiếp điểm lá trượt phản lực Khi có một lực tác động lên các lá trượt và các khe cố định.Dầm phải đảm bảo kháng được lực.Ngược lại,dải nhiệt độ dòng hơi rộng giữa hai điều kiện hoạt và dừng nghĩa là rô to và dãn ra và co lại.Trước đấy phải giởi hạn nhiệt độ cao cho phép để dời hướng trục vì vậy nó có thể dãn ra hoặc co lại lúc cần thiết.Cũng như vậy,dầm phải nằm ở vị trí hướng trục được hiệu chỉnh để duy trì khoảng trống từ các thành phần xoay. Chụp xả hướng dòng hơi từ vị trí tầng cuối cùng của tuốc bin tới vị trí xả-đường ống,bình ngưng vv.Chụp xả này phải được thiết kế sao cho tổn thất áp suất nhỏ nhất mặt khác đủ làm giảm ảnh hưởng của nhiệt tới tuốc bin Trong các trạm trung tâm lọc,chụp xả có thể tác động như một máy khuếch tán để chuyển áp suất tại cửa ống của cánh hướng trong tầng cuối cùng thành nội năng. Sự hỏng các dầm trong chụp xả sẽ ngăn cản quá mức áp suất tũy lũy,nên bình ngưng sẽ bị vỡ.Một bộ điều khiển sẽ truyền động làm cho trục ở phía trước bệ đỡ tác động van điều khiển qua cơ cấu cơ khí hoặc thủy lực nó đóng mở van tương ứng với tốc độ quay của trục.Một bộ điều khiển quá tốc độ thường nằm trong trục trước bệ đỡ.Nhiệm vụ của nó là đóng van dừng chính của hệ thống van điều chỉnh khi tốc độ vượt quá 10%. Những năm gần đây,công nghệ “trạng thái rắn” không còn sử dụng trong việc điều chỉnh thực ở tuốc bin hơi,tuy nhiên mục tiêu và kết quả tương tự nhau với những thiết bị cơ và thủy lực. Tuốc bin kiểu đĩa dầm Kiểu đĩa và dầm tuốc bin phục vụ chủ yếu cho tầng xung lực với áp suất giảm lớn sau mỗi tầng,phần trăm phản lực tương quan thấp (H.10).Nó đặc trưng bởi 2 điểm đó là thoát hơi tự động trong đó các phần của dòng hơi thoát khỏi tuốc bin tại một áp suất hằng và bộ van hơi được cố định vào khuôn tuốc bin. Trong tuốc bin này các cánh động nằm ở xung quanh các đĩa thì ngắn lại và khóa liên động với trục tuốc bin.Các khe nằm trong dầm có các lỗ ở vị trí trung tâm nơi mà trục đi qua.Các chót tại các điểm mở được đặt để làm giới hạn các dòng dò qua khe hở,cấu trúc của dầm giới hạn vởi vùng mặt cắt ngang cho những dòng dò qua các chốt. Tất cả tuốc bin cân có một hệ thống bôi trơn cho các giá đỡ.Thường là các hệ thống thủy lực đối với các van chấp hành hoặc động cơ servo.Bể chứa dầu thường ở xa và ở một cấp độ thấp hơn. Các bộ phận thiết kế tuốc bin Mỗi một cấp của tuốc bin có 2 bộ phận cơ bản đó là các khe hở cố định và các cánh động hoặc lá trượt.Thiết kế phụ thược vào các thông số như là điều kiện dòng đầu vào,áp suất xả,tốc độ trục quay,dụng lương,và tốc độ dòng hơi. Các khe hở và cánh dẫn tuốc bin. Các khe hở có thể là dạng converting hoặc converting-diverging;lựa chọn phụ thuộc vào tỉ lệ áp suất cả dòng hơi qua các khe.Cac khe được nhóm lại để có thể điều khiển các van riêng biệt.Tại vùng kết thúc áp suất cao của tuốc bin,các vanes khe hở có thể làm khuôn giống như các thành phần của dầm. Trong các tuốc bin cỡ nhỏ,các khe coversing-diverging thì được có định vào khối,một cài đặt các cánh cố định được tích hợp cho việc điều khiển 2 hàng hoặc tầng lưu tốc không đổi.Dòng hơi được gia tốc qua các khe có một bộ phận quay vòng.một khe converging-diversing đơn thường được tích hợp với các cánh hướng cố định và phù hợp với các tuốc bin nhỏ vơi hàng bánh xe đơn.Đặc trưng về dầm khe hở cho các tầng thấp của tuốc bin đĩa và dầm ngang (H1.12a).Các hàng . trình và ống hơi như chu trình hơi nước, chu trình tái sinh hơi nước, gia nhiệt hơi nước( có hoặc không có), ngưng tụ và không ngưng tụ hơi nước. Tuabin có. Chương 1: Cơ sở về tuabin hơi nước (Steam-turbin fundamentals) Chương 2: Tuabin hơi nước , thiết kế, cấu tạo và chu trình của tuabin hơi nước Chương 3: Động