Turbina de vapor de condensación
La turbina de vapor de condensación se refiere a una turbina de vapor en la que el vapor se expande y funciona en la rueda de vapor, excepto una pequeña parte de la fuga de la junta del eje, que entran en el condensador y se condensan en agua.
De hecho, para mejorar la eficiencia térmica de la turbina de vapor y reducir el diámetro del cilindro de escape de la turbina de vapor, el vapor que ha hecho parte del trabajo se bombea fuera de la turbina de vapor y se envía al calentador de recalentamiento para calentar el agua de alimentación de la caldera. Turbinas de vapor utilizadas comúnmente en centrales térmicas para la generación de energía. El equipo de condensación está compuesto principalmente por condensador, bomba de agua circulante, bomba de condensado y bomba. El vapor de escape de la turbina de vapor entra en el condensador, se enfría y se condensa en agua por el agua circulante, se bombea por la bomba de condensado, y se calienta por el calentador a todos los niveles y se envía a la caldera como agua de alimentación.
El vapor de escape de la turbina de vapor se condensa en agua en el condensador, y el volumen se reduce repentinamente, de modo que el espacio sellado originalmente lleno forma un vacío, lo que reduce la presión de escape de la turbina de vapor y aumenta la caída de entalpía ideal del vapor, mejorando así la eficiencia térmica del dispositivo. Los gases sin condensación (principalmente aire) en el escape de la turbina son extraídos por el extractor para mantener el vacío necesario.
Breve introducción
El condensador más utilizado para las turbinas de vapor es el tipo de superficie. El agua de refrigeración se descarga en la piscina de agua de refrigeración o en la torre de agua de refrigeración después de la refrigeración y luego se recicla. Las centrales eléctricas cercanas a los ríos, ríos y lagos, si la cantidad de agua es suficiente, pueden descargar directamente el agua de refrigeración descargada por el condensador en el río, río y lago, que se denomina refrigeración de escorrentía. Pero este enfoque puede causar contaminación térmica a los ríos y lagos. Las centrales eléctricas en áreas con escasez de agua grave pueden utilizar condensadores refrigerados por aire. Sin embargo, tiene una estructura grande, un gran consumo de materiales metálicos, y rara vez se utiliza en centrales eléctricas generales, excepto en centrales eléctricas de tren. En las antiguas centrales eléctricas, algunas utilizan condensadores híbridos, y el vapor de escape de la turbina de vapor se mezcla directamente con el agua de refrigeración para la refrigeración. Sin embargo, debido a que el condensado de escape está contaminado por el agua de refrigeración, necesita ser tratado antes de que pueda ser utilizado como agua de alimentación de caldera, y es raramente utilizado.
Cómo funciona
Está compuesto principalmente por el cuerpo de la turbina de vapor, la bomba de condensado, el condensador y la bomba de agua circulante, lo que significa que el vapor entra en el condensador después de que la turbina de vapor se trabaja y se enfría en agua por gas, y luego se envía de vuelta a la caldera por la bomba de condensado. Entre ellos, el condensador desempeña un papel crucial, su principal objetivo es mejorar la eficiencia térmica de la turbina de vapor, que es el uso de vapor recooling en agua, su volumen se reducirá en gran medida, de modo que el espacio restante en un vacío, aumentando la entalpía ideal del vapor.
La función del extractor es hacer que la turbina de vapor y el condensador establezcan el vacío necesario antes de que la turbina de vapor arranque, y en el funcionamiento de la turbina de vapor de condensación, el aire y otros gases sin condensación se extraen continuamente del equipo de condensación a tiempo para garantizar la eficiencia de intercambio de calor del tubo de intercambio de calor del condensador y mantener el grado de vacío. El rendimiento del equipo de vacío determina directamente la presión de escape de la turbina de vapor de condensación, lo que a su vez afecta el tamaño de la caída de entalpía y el nivel de consumo de vapor. Diferentes métodos de evacuación
, afectará el coste de inversión del equipo, el modo de funcionamiento y la complejidad del sistema de la unidad de turbina de vapor, por lo que el equipo de vacío es muy importante para condensar las turbinas de vapor.
Características operativas
La presión de escape de las turbinas de vapor de condensación tiene un impacto significativo en el ahorro de funcionamiento. Los principales factores que afectan al grado de vacío del condensador son la temperatura de entrada del agua de refrigeración y la relación de refrigeración. El primero está relacionado con la región, la estación y el método de suministro de agua de la central eléctrica; el segundo representa la relación entre el caudal de diseño del agua de refrigeración y el volumen de escape de vapor de la turbina. La velocidad de enfriamiento es grande y se puede obtener un alto grado de vacío. Sin embargo, el aumento de la relación de refrigeración aumenta el consumo de energía y la inversión en equipos de la bomba de agua circulante. Generalmente, la relación de enfriamiento del condensador de superficie está diseñada para ser de 60~120. Debido a la gran demanda de agua circulante de las turbinas de vapor de condensación, las condiciones de las fuentes de agua se han convertido en una de las condiciones importantes para la selección de las plantas de energía.
Idealmente, la temperatura del condensado del condensador de superficie debe ser la misma que la temperatura del vapor de escape, y el calor que el agua de refrigeración quita es sólo el calor latente de la vaporización del vapor de escape. Sin embargo, en funcionamiento real, debido a la resistencia del flujo de vapor de escape y la presencia de gas sin condensación, la temperatura del condensado es inferior a la temperatura de los gases de escape, y la diferencia de temperatura entre los dos se denomina superenfriamiento. La disposición incorrecta del tubo de agua de refrigeración, el nivel de condensado demasiado alto durante el funcionamiento y el baño en el tubo de agua de refrigeración aumentarán el grado de superrefrigeración. En circunstancias normales, el grado de superenfriamiento no debe ser superior a 1~2 °C.
Potencia de grupo
Aunque la reducción de la presión de escape de la turbina de vapor de condensación puede mejorar la eficiencia térmica, debido al aumento del volumen específico del vapor de escape, la zona de flujo y las palas de la fase final de la turbina necesitan aumentar en consecuencia, lo que aumenta el coste de fabricación y dificulta el procesamiento. Por lo tanto, la presión óptima de escape debe determinarse mediante un análisis técnico y económico exhaustivo. Generalmente, la presión de escape de la turbina de vapor de condensación es de 0,004~0,006 MPa.
La potencia de la turbina se determina mediante el flujo de vapor. El caudal máximo que puede pasar a través de una turbina de vapor de condensación se determina por la longitud de la pala de la etapa final. Desde el más grande la hoja, mayor es la fuerza centrífuga, lo que la limita por la fuerza del material. La longitud máxima de la última etapa de la pala puede alcanzar 1000~1200 mm, la velocidad máxima circunferencial permitida en la punta de la pala es 550~650 m/s, y la potencia límite del puerto de vapor de escape único es de aproximadamente 100~120 MW. El cilindro de baja presión adopta una estructura de flujo dividido, que puede aumentar la potencia de la máquina individual. A finales de 80s, la potencia máxima de condensación independiente de las centrales térmicas convencionales era de 1300 MW para las unidades de doble eje y de 800 MW para las unidades de un solo eje.
Las turbinas de condensación diseñadas a bajas velocidades (1500 o 1800 rpm) aumentan la potencia final, pero esto aumenta el tamaño de la turbina y el consumo de material, ya que el peso total de la turbina es inversamente proporcional al tercio de la velocidad de rotación. Por lo tanto, además de las centrales nucleares que a menudo utilizan turbinas de vapor de baja velocidad para adaptarse a las características de los parámetros bajos y el flujo grande, las centrales térmicas de China utilizan todas turbinas de vapor de 3000 rpm.
