Nếu trong tuốc bin phản lực tất cả các cánh động được lắp trên tang trục hình trụ, còn áp suất Px bằng áp suất sau tầng cuối cùng, thì lực dọc trục được cân bằng hoàn toàn với điều kiện
Trang 1dx = 2
01 2
1 1 2 02 2 2 2 1 2 2 1 2 1
1
) (
) (
' )
( 4 1
d P d P d d P d d F R
R P
Z Y x
− +
−
−
− +
−
Đẳng thức này chứng tỏ rằng, dx phụ thuộc vào phụ tải Ry mà paliê chắn có thể chịu đựng được
Nếu trong tuốc bin tất cả các tầng đều là xung lực thuần túy, còn đĩa thì có đầy đủ lỗ cân bằng, nếu bỏ qua lực dọc trục trong chèn lắt léo, thì có thể xem Ry
= 0 là gần đúng Trong trường hợp này, để cho phụ tải dọc trục bằng không, chỉ cần chế tạo đường kính bằng không, tức là :
dx = d1 = d01 = d2n = d1n = d2 = d02 Như vậy là piston cân bằng bằng với chèn cuối bên ngoài
Trong tuốc bin phản lực, cánh động được lắp trực tiếp lên tang trục và không có bánh tĩnh trung gian, lực Ra" không có, nhưng lực Ra"' lại rất lớn, bởi vì mức độ tăng đường kính của tầng hoàn toàn do hiệu của các đường kính tang trục xác định :
Ngoài ra, trong tầng phản lực, lực Ra' là lớn, vì giáng áp lên cánh động lớn Đối với cụm tầng phản lực có đường kính trung bình bằng nhau và chiều cao cánh quạt ít thay đổi, bỏ qua hiệu của lượng chuyển động theo chiều trục, có thể viết :
∑ Ra' = πdlm ∑(P1n- P2n) = πdlm ∑ρ(Pon- P2n) = πdlm ρ(Po - P2) (7- 38) Trong đó Po và P2 - áp suất ởí đầu và cuối cụm tầng phản lực Để cân bằng lực dọc trục đáng kể xuất hiện trong tuốc bin phản lực người ta áp dụng đĩa giảm tải với đường kính lớn (hình 7.15) Nếu trong tuốc bin phản lực tất cả các cánh động được lắp trên tang trục hình trụ, còn áp suất Px bằng áp suất sau tầng cuối cùng, thì lực dọc trục được cân bằng hoàn toàn với điều kiện là đường kính của đĩa cân bằng dx bằng đường kính trung bình của tầng giữa
Trang 2Trong tuốc bin nhiều tầng không có quá nhiệt trung gian người ta cố gắng cân bằng lực dọc trục bằng cánh hướng dòng hơi trong thân máy thứ nhất và thứ
hai đi ngược chiều nhau (Hình 7.17) Đồng thời lực dọc trục của từng thân máy có thể cân bằng hoàn toàn và không cần đến đĩa cân bằng nữa
Trong tuốc bin có quá nhiệt trung gian không thể thực hiện sự cân bằng bằng phương pháp ấy khi có chế độ quá độ được ; bởi vì do quán tính lớn của thể tích hơi trong đường ống dẫn hơi quá nhiệt, áp suất trước phần trung áp của tuốc bin thay đổi không đồng thời với sự thay đổi áp suất trước phần cao áp của tuốc bin Cho nên lực R1 và R2 (Hình 7.17) đã được cân bằng ở chế ổn định có thể khác nhau nhiều ở chế độ quá độ, và như vậy sẽ tạo nên lực quá lớn, không cho phép lên pailê chắn Vì nguyên nhân ấy mà trong tuốc bin có quá nhiệt hơi trung gian các rôto PCA và PTA phải được cân bằng riêng Đối với tuốc bin có trích hơi điều chỉnh cũng tiến hành cân bằng lực dọc trục riêng tương tự như vậy
Tác dụng lên paliê chắn còn có các lực dọc trục phụ từ rôto của máy được truyền động (máy phát điện, quạt nén,v.v ) Theo quy tắc, những lực ấy không lớn lắm Lực dọc trục đáng kể có thể xuất hiện trong các khớp trục ấy chuyển
R1
R2
Hình 7.17 Cân bằng lực dọc trục trong tuốc bin có hai thân máy
Trang 3
có thể phát sinh khi có giản nở nhiệt của rôto và khi chuyển động dọc trục của khớp trục bị hạn chế
Trong tuốc bin lớn hiện tại, nếu những lực dọc trục phụ ấy quá lớn, thì người ta chỉ dùng khớp trục cứng
Trong quá trình vận hành lực dọc trục trong tuốc bin có thể thay đổi do thay đổi độ phản lực trong các tầng riêng lẻ hay trong từng cụm tầng, do thay đổi hơi rò qua chèn bánh tĩnh và chèn trên đai,v.v
Sự thay đổi lực dọc trục có thể xảy ra do chuyển từ chế độ này sang chế độ khác nhanh quá Hơn nữa, sự thay đổi nhanh nhiệt độ trong các chi tiết của rôto và stato sẽ làm thay đổi các khe hở trong chèn và tương ứng, sẽ làm thay đổi lực dọc trục
Trang 4CHƯƠNG 8
TUỐC BIN PHỐI HỢP SẢN XUẤT NHIỆT VÀ ĐIỆN NĂNG
Tuốc bin phối hợp sản xuất nhiệt và điện là tuốc bin không chỉ dùng để chạy tuốc bin để phát điện, mà còn để cung cấp nhiệt cho các hộ tiêu thụ nhiệt bên ngoài, được gọi là tuốc bin cấp nhiệt thu hồi và được phân ra các loại chủ yếu sau đây:
- Tuốc bin đối áp;
- Tuốc bin có một cửa trích hơi điều chỉnh;
- Tuốc bin có một cửa trích hơi điều chỉnh và tuốc bin đối áp;
- Tuốc bin có hai cửa trích hơi điều chỉnh;
8.1 Tuốc bin đối áp
Sơ đồ của thiết bị tuốc bin đối áp được biểu thị ở hình 8.1
po to io
Gn
3
5
4
p
p
n
k
Hình 8.1 Sơ đồ nguyên lý của thiết bị tuốc bin đối áp và tuôc bin ngưng hơi 1- Tuốc bin đối áp 2- Tuốc bin ngưng hơi 3- Bình ngưng
Trang 5ấm người ta dùng hơi với áp suất pn = 70÷250 kPa, đối với mục đích công nghiệp
pn = 0,4 đến 0,7 MPa và trong nhiều trường hợp pn = 1,3 ÷1,8 MPa
Trong tuốc bin đối áp lượng hơi tiêu thụ phụ thuộc vào hộ tiêu thụ nhiệt Cho nên công suất điện của tuốc bin đối áp sinh ra không phải là tùy ý mà phụ thuộc vào công suất nhiệt của hộ tiêu thu nhiệt
Công suất điện PE do tuốc bin không có cửa trích hơi sinh ra bằng :
PE = Gn Ho ηOiηMηG = Gn Ho ηOE (8 -1) Khi thông số hơi không thay đổi, nhiệt giáng lý thuyết Ho không thay đổi nên hiệu suất ηOE chủ yếu phụ thuộc vào lưu lượng thể trích hơi qua tuốc bin, do đó công suất của tuốc bin đối áp được xác định duy nhất bởi lưu lượng hơi Gn đi qua tuốc bin và chỉ thay đổi khi có sự thay đổi phụ tải của hộ tiêu thụ nhiệt Trên thực tế, đồ thị phụ tải nhiệt và điện năng không trùng nhau, nên khi làm việc độc lập, tuốc bin đối áp không thể bảo đảm điện năng cho hộ tiêu thụ Vì vậy trong hệ thống năng lượng hiện đại người ta đặt tuốc bin đối áp làm việc song song với tuốc bin ngưng hơi 2 (Hình 8-1) Khi làm việc như vậy tuốc bin đối áp chỉ sản xuất công suất điện tương ứng với lưu lượng hơi cung cấp cho hộ tiêu thụ nhiệt, phần sản lượng điện còn lại do tuốc bin ngưng hơi đảm nhiệm Trong giờ cao điểm của phụ tải nhiệt, nếu nhu cầu hơi cho hộ dùng nhiệt vượt quá khả năng cung cấp hơi của tuốc bin đối áp, thì phải lấy thêm hơi mới từ lò hơi qua bộ giảm
ôn giảm áp 5 Bộ giảm áp cũng cho phép cung cấp hơi cho hộ dùng nhiệt 4 khi tuốc bin 2 ngừng làm việc
Như vậy là, công suất điện cho tuốc bin đối áp sinh ra hoàn toàn phụ thuộc vào phụ tải nhiệt, do đó không cho phép sử dụng hiệu quả hết công suất đặt của thiết bị tuốc bin và điều đó cũng hạn chế phạm vi sử dụng của tuốc bin đối áp
8.2 Tuốc bin có trích hơi điều chỉnh:
Tuốc bin ngưng hơi có trích hơi điều chỉnh có thể cung cấp đồng thời nhiệt năng và điện năng cho hộ tiêu thụ dùng bên ngoài, cho nên nó ngày càng được áp dụng rất phổ biến
Khác với tuốc bin đối áp tuốc bin có trích hơi điều chỉnh sản xuất ra điện năng không lệ thuộc vào phụ tải nhiệt của các hộ tiêu thụ
Tuốc bin có trích hơi điều chỉnh gồm có hai phần (Hình 8.2)
