Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
РЕГУЛЮВАННЯ ПАРОВИХ ТУРБІН. СТАТИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГУЛЮВАННЯ
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний технічний університет України Київський політехнічний інститут
Інститут:
Не вказано
Факультет:
ЗІ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Звіт до лабораторної роботи
Предмет:
Фізика
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
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”
Тема:
РЕГУЛЮВАННЯ ПАРОВИХ ТУРБІН. СТАТИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГУЛЮВАННЯ
Варіант 17
Варіант №17:
/
Теоретичні відомості
Регулювати частоту обертання та потужність парової турбіни можна кількісно (змінюючи витрату пари G) та якісно (змінюючи перепад ентальпій H0). Найбільш часто використовується кількісне регулювання за допомогою регулюючих клапанів (рис. 2.1), що привідкриваючись та призакриваючись змінюють кількість пари яка потрапляє в турбіну. Однак при такому регулюванні досить часто дещо змінюється і якість пари через дроселювання при мало-відкритих клапанах.
Регулятор швидкості обертається на одному валу з турбіною (рис. 2.2), на рис. 2.3 вони рознесені окремо лише для зручності зображення. Розглянемо приклад роботи системи.
Якщо в енергосистемі зменшується споживання електричної енергії це призводить до зменшення гальмівного моменту генератора МГ. В даний момент крутний момент турбіни МТ є тим самим, тоді МТ > МГ. Це призводить до розгону і збільшення частоти обертання турбіни n.
/
Рис. 2.3. Система непрямого регулювання частоти та потужності турбіни
Через збільшення частоти обертання відцентрова сила що діє на тягарці регулятора швидкості збільшується і муфта регулятора піднімається вгору (т. А на рис. 2.3). Гідравлічний сервомотор являє собою велику ємність з поршнем під і над яким знаходиться масло під тиском, оскільки в рівноважному стані масло не може витікати з сервомотора, точка С є нерухомою. Тоді точка В, яка з’єднана із золотниковим клапаном рухається вгору разом з точкою А. Тим самим золотник сполучає свою напірну лінію масла з верхньою лінією сервомотора d, а зливну лінію з лінією f. Це призводить до того що масло нагнітається в верхню порожнину сервомотора і стікає з нижньої. Сервомотор переміщуючись вниз призакриває регулюючий клапан і тим самим зменшує кількість пари, що потрапляє в турбіну, що в свою чергу призводить до зменшення частоти її обертання n.
Можливі режими експлуатації парової турбіни для певної конфігурації її системи непрямого регулювання описується статичною характеристикою регулювання. Вона має вигляд діаграми з чотирма квадрантами, кожен з яких описує свій процес.
/
Рис. 2.4. Статична характеристика регулювання
Як видно з рис 2.4 скидування навантаження турбіни супроводжується підвищенням частоти її обертання. Зазвичай мінімальною частотою обертання для системи автоматичного регулювання є номінальна частота ωmin = ω0, а максимальна частота визначається по значенню коефіцієнта нерівномірності регулювання δ: ωmax = ω0 (1+ δ). Для більшості систем регулювання коефіцієнт нерівномірності δ = 4-5 %.
Результати роботи
Отримані результати експериментального дослідження стенду рекомендується апроксимувати для отримання рівняння статичної характеристики регулятора. Для цього рекомендується використовувати, як базову, криву експоненційного типу:
?=?∙
?
?∙?
(2.2)
де x – виміряний зазор мікрометра, n – частота обертання валу, a та b – константи апроксимації.
Наступним етапом буде виконання індивідуального завдання. Вихідними даними для нього є частота спрацювання автомату безпеки nАБ та коефіцієнт нерівномірності регулювання δ (табл. 2.2).
Заносимо дані в ексель-файл та обчислюємо апроксимацію вказаних даних:
/
/
За варіантом:
/
Побудуємо графік апроксимаційної залежності з лінією тренду:
/
За частотою спрацювання автомата безпеки nАБ можна визначити робочі частоти системи автоматичного регулювання:
?
???
=
?
0
=
?
АБ
/1,12 (2.3)
?
???
=
?
???
∙(1+?) (2.4)
Розраховуємо згідно формул:
/
Далі, для даного робочого діапазону необхідно розрахувати статичну характеристику регулювання турбіни. З цією метою, пропонується використати реальну статичну характеристику паророзподільних органів турбіни Т-100/120-130, дані для якої представлені в табл. 2.3.
Потужності N = 0 МВт має відповідати максимальна частота n_max порахована за формулою (2.4), а потужності N = 100 МВт – навпаки мінімальна n_min. Після цього необхідно встановити значення положення муфти регулятора z в залежності від частоти по апроксимаційній залежності. При цьому вважайте що z = 1000 x, оскільки положення муфти регулятора прямо пропорційне зазору в мікрометрі.
Знаючи верхнє положення муфти регулятора z1 = f (nmax) та нижнє положення z11 = f (nmin), решту значення z2, z3, … z10 необхідно знайти як зворотньо-пропорційну функцію від положення поршня сервомотора m, щоб отримати пряму лінію. Після цього передостаннім етапом стане знайти проміжні значення частоти n, як функції від положення муфти регулятора z по апроксимаційній залежності 2.2 та занести отримані значення до таблиці.
Після усіх виконаних обчислень отримуємо такі дані:
/
Побудуємо статичну характеристику регулювання у чотирьох квадрантах за отриманими результатами:
/
Висновок:
В результаті виконання лабораторної роботи було досліджено систему автоматичного регулювання швидкості парових турбін. У ході дослідження отримано статичну характеристику регулювання, яка відображає залежність між частотою обертання ротора та положенням регулюючих компонентів системи. На основі апроксимації експериментальних даних побудовано рівняння статичної характеристики, що дозволяє прогнозувати поведінку турбіни за різних умов навантаження.
Було також побудовано чотири квадранти статичної характеристики регулювання, які розкривають різні аспекти роботи системи. Вони дозволяють детально проаналізувати зміну положення таких компонентів, як сервомотор, регуляторна муфта та паророзподільні клапани, залежно від частоти обертання ротора і потужності турбіни. Ці результати є важливими для оцінки ефективності роботи системи та оптимізації її параметрів під час експлуатації.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора