- Nâng cao hệ suất nhiệt của chu trình bằng cách tăng hiệu suất nhiệt độ giữa
THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ CỦA TURBINE HƠ
3.1. KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU CHỈNH TURBINE HƠ
Turbine hơi trong nhiệt điện dùng để kéo máy phát điện để sản xuất điện năng. Chất lượng dòng điện càng cao khi tần số dòng điện càng ổn định, nghĩa là tốc độ quay của máy phát càng ổn định. Vì vậy, turbine - máy phát phải làm việc với số vòng quay không đổi để đảm bảo cho tần số của dòng điện luôn luôn ổn định.
Mômen quay của roto turbine do công của dòng hơi sinh ra, còn mômen cản của máy phát do phụ tải điện sinh ra trên các cực của máy phát.
Công suất của turbine được tính theo công thức: N
i = GHi , [kw] (3.1)
Hoặc Ni = GH0ηtd Ở đây: H0 là nhiệt dáng lý thuyết của turbine (không kể đến tổn thất) (kJ/kg) Hi là nhiệt dáng thực tế của turbine
ηtd là hiệu suất trong tương đối của turbine
Từ (3.1) ta thấy công suất turbine tỉ lệ thuận với lưu lượng hơi và nhiệt dáng. Sự cân bằng giữa công suất hiệu dụng trên khớp trục turbine với phụ tải điện được biểu diển bằng phương trình:
Nhd = Nd + Ntt + (Jt + Jmf) d
dτ Ω
Ω (3.2) Trong đó:
Jt, Jmf: là mô men quán tính của rô to turbine và máy phát, Nhd:là công suất hiệu dụng trên khớp trục turbine,
Nd: là công suất điện trên các cực của máy phát (phụ thuộc vào phụ tải tiêu thụ bên ngoài)
Từ (3.2) ta thấy: Phụ tải trên các cực của máy phát điện Nd phải luôn luôn cân bằng với công Nhd trên trục turbine. Nghĩa là sự thay đổi phụ tải trên các cực của máy phát phải phù hợp với sự thay đổi công suất trên trục turbine. Mỗi giá trị phụ tải xác định trên cực của máy phát tương ứng với một giá trị mô men quay trên trục của turbine, nghĩa là tương ứng với một lưu lương hơi qua turbine. Khi phụ tải thay đổi sẽ tạo ra sự mất cân bằng giữa mô men cản và mô men quay, do đó dẫn đến số vòng quay của rô to thay đổi.
Khi đang ở trạng thái cân bằng, nếu phụ tải Nd của máy phát thay đổi trong khi mô men quay của turbine chưa thay đổi (tức Nhd chưa thay đổi) sẽ tạo ra sự mất cân bằng giữa công suất của turbine và công suất của máy phát, theo (3.2) thì tốc độ Ω turbine - máy phát sẽ thay đổi.
Rõ ràng khi Nd tăng thì số vòng quay Ω giảm đi. Để duy trì Ω = const, cần phải tăng lượng hơi vào turbine để tăng công suất Nhd của turbine lên tương ứng. Tóm lại bất kỳ một sự thay đổi nào của phụ tải điện cũng sẽ kéo theo sự thay đổi số vòng quay của turbine (tốc độ quay của rô to turbine - máy phát). Số vòng quay sẽ thay đổi đến chừng nào mà cơ cấu phân phối hơi chưa làm thay đổi lưu lượng hơi vào turbine, nghĩa là chưa thiết lập được sự cân bằng mới giữa mô men cản của phụ tải điện và mô men quay, tức là giữa công suất của turbine và công suất của máy phát.
Việc phục hồi lại sự cân bằng của phương trình (3.2) với bất kỳ sự thay đổi nào của phụ tải Nd là nhiệm vụ của bộ điều chỉnh tốc độ (tức là điều chỉnh số vòng quay). Bộ điều chỉnh tốc độ được nối liên động với cơ cấu tự động điều chỉnh van phân phối hơi của turbine để điều chỉnh lượng hơi vào turbine phù hợp với phụ tải điện.
Khi phụ tải điện thay đổi, cần phải thay đổi lưu lượng hơi vào turbine để thay đổi công suất turbine cho phù hợp với sự thay đổi phụ tải điện.
Lưu lượng hơi được thay đổi nhờ hệ thống phân phối hơi và hệ thống điều chỉnh của turbine.