Бу турбиналарының реттеу жəне қорғау жүйелері
Негізгі қағидалар
Бу турбиналардан өтетін бу шығысы мен электрлік жүктемесі өзгеруі жəне жылуландыру бу алымындағы бу шығысы өзгерген кезде турбина роторының айналым жылдамдығы да өзгереді. Егер ротордың айналым жылдамдығын жəне бу алымындағы қысымды тұрақты мөлшерде ұстамасақ бұл электр энергияның жиелігі мен бу қысымының өзгеруіне себеп болады. Сондықтан бу турбинада реттеу жүйесі болуы қажет. Бу турбиналардың реттеу жүйесіне кіретін: жылдамдық жəне қысым реттегіштер.
Бу турбиналардың реттеу жүйесіне келесі талаптар қойылады:
реттелетін сипаттамалары барлық жұмыс тəртібінде керекті мөлшерде болуы қажет;
айнымалы жұмыс тəртібі кезінде бу турбина қалыпты жəне орнықты жұмыс атқаруы қажет;
ортадан басқару мен толық автоматтандыруды қамтамасыздандыру қажет.
Турбина жұмыс тəртібін реттеу жүйесі қолдап отырады. Қазіргі қуаты зор турбиналардың реттеу жүйесінің жылдамдығы өте жоғары болуы қажет. Турбина реттеу жүйесі сенімді жұмыс атқарғанымен, əр түрлі қалыпсыз жұмыс тəртібі, қауіпті жұмыс жағдайлар болуы мүмкін. Кейбірде бұл қалыпсыз жəне қауіпті жағдайларда реттеу жүйе өзінің жұмысын атқармай қалуы мүмкін. Мысалы, турбина генераторын электр жүйесінен ажыратқан кезде, турбина роторының айналым жылдамдығы тұрақты мөлшерінен 10-12% өсіп кетеді. Ротор металы мұндай жылдамдыққа шыдмайды, бүл ротор істен шығуына себеп болады. Сондықтан турбинаны əр түрлі апат жағдайлардан жəне сынудан сақтандыру үшін қорғау жүйесі болуы қажет.
Электр энергия сапасы оның кернеуі мен ток жиілігінің тұрақты болғанымен байланысты. Осы көрсеткіштердің тұрақтылығы жоғары болса электр энергияның сапасы да жоғары болады.
Электр ток кернеу негізінде қоздырғыш қондырғы арқылы реттеледі. Айнымалы электр ток жиілігі генератордың жəне онымен байланысқан бу турбинаның айналым жылдамдығының мөлшерімен реттеледі. Сондықтан бу турбинасында ротордың айналым жылдамдығын реттейтін реттегіш орнатылады. Бу турбиналарда орнатылатын ротордың айналым жылдамдығын реттейтін реттегіштердің жұмыс қағидалары негізінде ортадан тепкіш күшпен байланысты. Ортадан тепкіш реттегіштердің екі түрі болады: механикалық жəне гидравликалық байланыстарымен.
Бу турбинадағы будың күш кезеңі электр генератордағы электр күш кезеңін қамтамасыздандыру қажет.
Бу турбинадағы будың күш кезеңін келесі теңдеу арқылы көрсетуге болады:
Мбу = Мэл + Мү + J ,
мұнда Мбу – бу турбинадағы будың күш кезеңі; Мэл – электр генератордағы электр күш кезеңі; Мү – үйкеліс күш кезеңі; J – ротордың екпін кезеңі; - уақыт бірлігіндегі айналым жылдамдықтың өзгеруі.
Бу турбинаның күш кезеңін келесі теңдеумен көрсетуге болады:
Мт = Мг + Мү + J ,
мұнда Мт – бу турбинаның күш кезеңі; Мг – электр генератордың күш кезеңі.
Егер уақыт бірлігіндегі айналым жылдамдықтың өзгеру мөлшері нольге тең болса = 0 , турбина күш кезеңі Мт = Мг + Мү .
Электр генератор мен турбинаның жүктемесін реттеген кезінде келесі теңдеу сақталуы қажет: Мт = Мг . Негізінде турбинаның күш кезеңін келесі теңдеумен көрсетуге болады
Мт = ,
мұнда Nт – бу турбинаның қуаты; n – турбина роторының айналым жылдамдығы.
Бу турбинанаң негізгі белгілі қуаты болғаннан бу турбинаның күш кезеңіне келесіні жазуға болады
Мт ≈ f(n) .
Сонымен турбина жүктемесін реттеу кезінде турбина мен электр генератордың күш кезеңдері тең болуымен Мт = Мг қатар, ротордың айналым жылдамдығын тұрақты ұстау қажет, n = const.
Мысалы электр генератордың жүктемесі жоғарлаған кезде генератордың күш кезеңі өседі ал бу турбинасының күш кезеңі сол күйінде қалады, сондықтан ротордың айналым жылдамдығы төмендейді. Айналым жылдамдықты қалпына келтіру үшін турбинаға бу шығысын жоғарлату қажет. Бу шығысы жоғарлап бір кезде турбина мен генератордың күш кезеңдері теңеседі де ротор айналым жылдамдығы қалпына келеді.
Бу турбиналардың механикалық байланысты реттеу жүйелері
Бу турбиналардың түрі ортадан тепкіш механикалық байланысты реттеу жүйелерінің сүлбелері 9.1 суретте көрсетілген.
а) б)
а – тікелей реттеу сүлбесі; б – күшейткіш сервомоторлы реттеу сүлбесі.
9.1 Сурет - Бу турбиналардың түрі ортадан тепкіш механикалық байланысты реттеу жүйелерінің сүлбелері
9.1,а суретте көрсетілген тікелей реттеу сүлбесінде тік вал 2 турбина роторынан айналымын дестелер арқылы алады. Тік валдың жоғарғы жағында шарнирлар арқылы шар тəрізді 1 жүктер орналасқан. Жүктер шыбықтармен муфтаға 3 қосылған. Муфта иінтірекпен (рычагпен) 4 реттегіш клапан 5 қадасымен (штокпен) 6 байланысқан. Турбина жүктемесі төмендеген кезде тік вал 2 тез айнала бастайды, ал жүктер 1 көтеріліп артынан муфтаны 3 тартады, ал клапан жабыла бастайды. Егер турбина жүктемесі жоғарлаған кезде тік вал 2 жəй айналады да жүктер 1 төмен жаққа түседі де артынан муфтаны 3 төмен жылжытады, ал клапан ашыла бастайды. Сонымен турбинаның əр бір жүктемесіне клапанның өзінің орны болады. Тікелей реттеу сүлбесіндеге реттегіштің клапан көтеретін күші төмен болғаннан қазіргі кезде қолданбайды.
9.1,б суретте көрсетілген күшейткіш сервомоторлы реттеу сүлбесінде күшейткіш сервомотор маймен жұмыс атқарады. Турбина жүктемесі өзгерген кезде ортадан тепкіш реттегіштің 1 муфтасы қозғалып золотник поршенін 6 қозғалтады да қысымы бар май сервомотор поршенін 7 қозғалтады сонымен қозғалу реттегіш клапанға беріледі. Сонымен май күші поршенге жəне реттегіш клапан қадасына беріліп клапанды ашып жауып тұрады.
Достарыңызбен бөлісу: |