NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TUABIN HƠI NƯỚC

Luận văn, đồ án tốt nghiệp, đề tài tốt nghiệp, đồ án, thực tập tốt nghiệp, đề tài

NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TUABIN HƠI NƯỚC

Tuabin hơi nước là động cơ nhiệt, trong đó xảy ra quá trình chuyển đỏi nhiệt năng của hơi thành cơ năng quay của trục

Tuabin hoạt động theo các nguyên lý :

Nguyên lý xung lực: Hơi nước chỉ giãn nở trong ống phun còn trong dãy cánh

động chỉ xảy ra sự biến đổi động năng của dòng thành công Để tăng công suất người ta chế tạo Tuabin xung lực nhiều tầng, các tầng bố trí kế nhau, công suất của tuabin bằng tổng công suất các tầng

Nguyên lý phản lực: Sự giản nở của hơi nước xảy ra trong rảnh cánh tĩnh và rãnh

cánh động Nhiệt giáng trong mỗi rãnh gần bằng nhau, khoảng một nửa nhiệt giáng toàn tầng Trên các cánh động ngoài lực tác dụng sinh ra do sự di chuyển hướng của dòng hơi còn có phản lực do tăng tốc của dòng trong rãnh cánh

ĐIỀU CHỈNH TUABIN HƠI NƯỚC

Các phương pháp điều chỉnh công suất tuabin

Nhiệm vụ của điều khiển : thay đổi công suất của Tuabin phù hợp với phụ tải tức thời mà vẫn bảo đảm hiệu quả kinh tế cao

Có 4 phương pháp điều khiển :

- Điều chỉnh bằng tiết lưu

- Điều chỉnh theo thông số trượt

- Điều chỉnh bằng nhóm ống phun

- Điều chỉnh nối tắt

a. Điều chỉnh bằng tiết lưu

Áp dụng cho những Tuabin không có tầng điều chỉnh và ngay tầng đầu tiên

đã được phun hơi toàn phần Toàn bộ lượng hơi vào Tuabin qua một hay vài van điều chỉnh RV làm việc đồng thời Mức độ đóng mở của các van này là như nhau Khi tiết lưu, lượng hơi vào Tuabin cũng bị thay đổi theo

b. Điều chỉnh bằng nhóm ống phun

Lưu lượng hơi vào Tuabin được thay đổi nhờ một số van điều chỉnh bố trí song song và đóng mở liên tiếp nhau Mỗi van đưa hơi vào một buồng riêng và dẫn tới nhóm ống phun tương ứng của tầng điều chỉnh Theo phương pháp này thì nhiệt giáng Ho thực tế không thay đổi

Tại một chế độ vận hành tổng quát có một vài van điều chỉnh mở hoàn toàn, một van mở không hoàn toàn, những van còn lại thì đóng

c. Điều chỉnh theo thông số trượt

Trường hợp này là ta điều khiển thuần túy Tuabin toàn bộ tổ máy Lò hơi – Tuabin Công suất tổ máy thay đổi bằng cánh thay đổi áp suất hơi mới sinh ra

từ lò hơi, còn nhiệt độ hơi mới thường được giữ không đổi

Ở Tuabin có kết cấu tương tự như Tuabin với điều chỉnh bằng tiết lưu, tức là phun hơi toàn phần trước tuabin cũng có một hay vài van cấp hơi nhưng các van này mở hoàn toàn ở mọi chế độ tải Lưu lượng và áp suất hơi vào Tuabin thay đổi theo lượng nước cấp vào lò và nhiên liệu vào buồng lửa

d. Điều chỉnh nối tắt ( by-pass)

Sử dụng chủ yếu cho những Tuabin vận hành ở chế độ quá tải Một van điều chỉnh riêng ( van nối tắt BV) đưa một phần hơi từ sau van hơi chính SV vào một vị trí trung gian trong (hình a) Lượng hơi này còn giúp cải thiện độ khô cuối tuabin ngưng

Sơ đồ nối tắt trong ( hình b) thường được áp dụng cho tuabin đối áp có tần điều chỉnh được thiết kế với Ho cao Tầng điều chỉnh này cần có tiết diện chảy đủ lớn nên phải cho toàn bộ dòng hơi đi qua Cách nối tắt này, nhiệt giáng trên tầng điều chỉnh thay đổi rất ít, nhiệt độ sau tầng cũng ổn định hơn nhiều so với trường hợp nối tắt ngoài

Tổn thất do điều chỉnh by – pass khá nhỏ: van tiết lưu chính RV hầu như mở hoàn toàn, còn van BV nhỏ nên tổn thất trong nó không lớn

VẬN HÀNH TUABIN HƠI

Nhiệm vụ: Cung cấp điện và nhiệt năng liên lục, đảm bảo chất lượng an toàn, với độ tin cậy cao và hiệu quả kinh tế tối đa

Vận hành tuabin là thực hiện các công việc:

- Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện vận hành

- Chuẩn bị khởi động

- Khởi động

- Kiểm soát thiết bị khi làm việc bình thường

- Ngừng thiết bị

Khởi động và ngừng thiết bị là hai giai đoạn quan trọng trong vận hành tuabin

vì lúc đó trạng thái cơ học và nhiệt của các bộ phận, chi tiết và đường ống thay đổi rất lớn

Cần lưu ý một số điểm sau:

1. Khởi động tuabin

• Khởi động từ trạng thái nguội

a. Sấy ống dẫn hơi

Ống dẫn hơi sẽ được sấy bằng cách từ từ mở van đưa hơi vào Nếu mở van nhanh sẽ làm kim loại ống chuyển đột ngột từ lạnh sang nóng tạo ra ứng suất

do giãn nở nhiệt; nước ngưng tụ bị dòng hơi cuốn đi với vận tốc lớn gây hiện tượng thủy kích( búa nước) làm ống rung động mạnh có thể dẫn tới hậu quả nghiêm trọng như đứt các mối hàn, bật bích nối

b. Tạo chân không

Cùng với việc sấy ống cần tiến hành tạo chân không trong bình ngưng nhờ ejector khởi động Lúc đó phải chạy bơm ngưng để cấp nước làm mát hơi ejector

c. Xung động rotor

Là động tác đưa nhanh hơi vào tuabin cho rotor quay ở tốc độ quy định ( khoảng 300-500 v/ph) để sấy tuabin

Trước khi xung động phải chạy bơm dầu phụ để cấp dầu bôi trơn Sau khi xung động cần kiểm tra lượng dầu ra các palie và nghe âm thanh tron g máy

d. Gia nhiệt tuabin

Tăng dần tốc độ quay rotor theo từng cấp với thời gian quy định cho tới khi đạt n định mức để sấy tuabin Nếu thực hiện quá trình sấy không tốt có thể gây ra những hậu quả:

- Xuất hiện ứng suất nhiệt trong thân tuabin và các van điều chỉnh

- Cong vênh do giãn nở của thân trên và thân dưới không đều

- Rotor bị rung do ứng suất nhiệt

- Sự thay đổi kích thước dài giữa rotor và stator và không tương ứng có thể dẫn đến va chạm

- Thay đổi ứng suất ở chỗ lắp ghép các chi tiết trên rotor

- Đọng nước ở tuabin gây thủy kích

e. Kiểm tra và thử nghiệm

Sau khi n đạt giá trị định mức cần kiểm tra các tình trạng và các thông số của thiết bị nhằm khẳng định rằng tuabin hoạt động bình thường và có khả năng mang tải thử nghiệm các tác động của các bộ phận bảo vệ như : an toàn khi vượt tốc độ, bảo vệ di trục,…

f. Nhận phụ tải

Lúc này tần số quay của thiết bị tuabin được hòa với tần số lưới bằng bộ phận đồng bộ, máy phát được kích thích và nối vào lưới điện Van hơi chính

mở hoàn toàn, các van xả và van nhánh thì đóng Các van điều chỉnh tự động

mở để từ từ tăng tải

Ở giai đoạn nhận tải, trạng thái cơ nhiệt của tuabin còn tiếp tục thay đổi vì thế tốc độ nâng tải cũng được xác định bởi chế độ sấy tuabin và các tiêu chuẩn độ tin cậy Nói chung, tốc độ nâng tải tuabin thường không quá 1% công suất định mức trong 1 phút

Trong quá trình nâng tải nếu phát hiện sự rung động bất thường thì phải ngừng nân và duy trì ở phụ tải không đổi cho tới khi hết rung

Khi tuabin đạt đến công suất nhất định thì bắt đầu cho hệ thống gia nhiệt nước cấp làm việc

Sơ đồ khởi động

• Khởi động từ trạng thái nóng

Tuabin coi là nóng ( chưa nguội) nếu nhiệt độ phần nóng nhất còn quá 150 độ C, máy mới dừng dưới 30 giờ Khi dừng, tuabin mất nhiệt dần nên phải quay trục để rotor được làm nguội đồng đều thường là nửa thân dưới nguội nhanh hơn nửa thân trên nên thân máy và rotor có xu hướng bị cong lên Ngoài ra, trạng thái nhiệt của các bộ phận tuabin khác nhau do mức độ nguội nhanh chậm khác nhau Vì vậy việc khởi động tuabin từ trạng thái này phải rất thận trọng.

2. Ngừng tuabin

Giai đoạn ngừng tuabin cũng rất quan trọng và dễ sinh sự cố vì vậy việc ngừng máy phải tiến hành thận trọng và đúng quy trình.

Sau khi giảm hết phụ tải thì tách máy phát ra khỏi lưới Tác động lên chốt an toàn để đóng van điều chỉnh và SV cắt hơi vào tuabin Sau khi dập chốt an toàn, tuabin còn quay theo quán tính, ta phải ghi chép độ giảm tốc độ n và thời gian chạy theo đà của máy.

Trong thời gian chạy đà đôi khi phải giảm bớt chân không ( bằng cách giảm hơi chèn) để rotor ngừng nhanh hơn.

Sau khi rotor ngừng hẳn hải cho thiết bị quay trục làm việc liên tục trong 8 giờ đầu Tiếp theo định kỳ ở rotor 180 độ cho đến khi máy nguội hẳn Đề phòng lớp babit trong các ổ trục khỏi bị cháy và dầu bôi trơn không bị nóng quá ta phải cho bơm dầu chạy tiếp, khoảng 30-40 phút đối với tuabin trung áp và 4-8h đối với tuabin cao áp.

Có nhiều mục đích ngưng tuabin khác nhau : để dự phòng, để sửa chữa hay ngưng lâu dài Nếu ngưng lâu dài phải thực hiện chế độ phòng mòn để ngăn ngừa sự ăn mòn của hơi và không khí.

Trong quá trình vận hành có nhiều sự cố cần phải ngừng tuabin để sửa chữa, khắc phục.

Nếu sự cố không nghiêm trọng lắm thì có thể ngừng máy theo trình tự bình thường Nhưng nếu sự cố nguy cấp thì phải ngừng máy ngay càng nhanh càng tốt Muốn ngừng máy nhanh thì sau khi đập chốt an toàn phải phá hoại chân không trong bình ngưng nhằm tạo thêm lực cản, giảm thời gian rotor quay theo quán tính.

Việc ngừng máy phá hoại chân không là việc bất đắc dĩ, vì nó làm cho phần đuôi tuabin bị nóng quá mức, có thể gây nên hư hỏng do ứng suất nhiệt gây nên Chỉ áp dụng cho những trường hợp thật khẩn cấp.