НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ “КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ імені ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО” ЗВІТ з лабораторної роботи №2 з навчальної дисципліни “Основи фізики традиційних та альтернативних джерел енергії” Варіант 6 Лабораторна робота №2 Тема: Регулювання парових турбін. Статична характеристика регулювання. Хід роботи Парова турбіна – це тепловий двигун, що перетворює теплову енергію пари на механічну енергію обертання валу. Пара, розширюючись у нерухомих соплових лопатках, втрачає частину теплової енергії та з цією швидкістю вдаряє по робочих лопатках ротора. Крутний момент турбіни ? ? ​ залежить від її теплової потужності ? ? : ? ? = ? ? 0 ? ?? = ? ? ? ? ? де G – витрата пари, ? 0 ​ – перепад ентальпії, ? ?? – внутрішній ККД, ω – кутова швидкість, ? ? – механічний ККД. Крутний момент ? ? ​ врівноважується гальмівним моментом генератора ? ? ​ ​. Оскільки навантаження енергосистеми змінюється, частота обертання турбіни може коливатися. Для стабілізації турбіна обладнана регулятором швидкості, який підтримує рівновагу ? ? ​ ≈ ? ? ​. Регулювання частоти обертання турбіни здійснюється кількісно (через витрату пари G) або якісно (через зміну ентальпії ? 0 ​). Найчастіше використовується кількісне регулювання за допомогою клапанів. Система автоматичного регулювання використовує гідравлічний сервомотор, який змінює положення клапанів, зменшуючи подачу пари при зростанні частоти обертання, що повертає її до норми. Статична характеристика регулювання визначає можливі режими роботи турбіни та показує рівноважні стани системи автоматичного регулювання. Коефіцієнт нерівномірності δ зазвичай становить 4-5 %, що дає максимальну частоту ? ??? = ? 0 (1+?). Система автоматичного захисту обмежує розгін турбіни. При досягненні частоти ? АБ1 = 1,1? 0 або ? АБ2 = 1,2? 0 система повністю припиняє подачу пари​. Результати експериментального дослідження стенду та апроксимація вказаних даних: / / При апроксимуванні експериментальних досліджень отримано рівняння статичної характеристики регулятора: / Маємо такі вихідні дані частоти спрацювання автомату безпеки ? АБ та коефіцієнту нерівномірності регулювання δ. / За частотою спрацювання автомата безпеки ? АБ можна визначити робочі частоти системи автоматичного регулювання: ? ??? = ? 0 = ? АБ /1,12 ? ??? = ? ??? ∙(1+?) / Для даного робочого діапазону розрахуємо статичну характеристику регулювання турбіни. З цією метою, використаємо реальну статичну характеристику паророзподільних органів турбіни Т-100/120-130. / Побудуємо статичну характеристику регулювання у чотирьох квадрантах за отриманими результатами. / Висновок: У ході виконання лабораторної роботи було вивчено принципи роботи парових турбін та системи їх регулювання в енергосистемах. Зокрема, розглянуто механізми кількісного та якісного регулювання частоти обертання та потужності турбіни, що забезпечуються за допомогою регуляторів швидкості і систем непрямого регулювання. Було досліджено статичну характеристику регулювання турбіни, що дозволило оцінити рівноважні стани роботи системи автоматичного регулювання. Практична частина роботи включала проведення експериментальних досліджень стенду, апроксимацію отриманих даних та побудову статичної характеристики. Було доведено, що система автоматичного регулювання частоти турбіни ефективно забезпечує стабільність її роботи за змінних навантажень в енергосистемі. Крім того, розглянуто принцип дії систем автоматичного захисту турбін, які запобігають надмірному розгону та можливому руйнуванню елементів турбіни при аварійних режимах роботи.