3 ТАРАУ. Өндірістік және жылу техникалық кешендердегі жылу энергетикалық құрылғылар

 

3.1 Газ турбиналы электр станциялары

 

Буды конденсациалағанда жылу шығыны көп болғандықтан, тіпті көрсеткіштері өте жоғары бу қолданғанның өзінде (Р=25,5 МПа, t=5450С) ЖЭС-ның термодинамикалық П.Ә.К. 42%-дан аспайды. Қазіргі қуатты ЖЭС-лардың П.Ә.К - рі осы мәнге жақындап қалды (40%-тен біраз үлкен). Сондықтан П.Ә.К-ін жоғарлату жолдары іздестірілуде, соның бірі қиыстырылған булы-газды қондырғыларын (БГҚ) қолдану [12].

Тек газ турбиналы қондырғыларды (ГТҚ) пайдалану көп тарамаған, өйткені олардың тиімділігі төмен және жоғары сапалы отын (сұйық немесе газ) жағылады. Қуатты ГШҚ-дың П.Ә.К-і 35%-дай болды.

Бу турбиналы және газ турбиналы қондырғыларды бірге үйлестірсе жалпы П.Ә.К 50-55%-ға жетеді.

Электр энергиясы бу турбиналы қондырғы (БТҚ) және газ турбиналы (ГТҚ) қондырғыларда өндіріледі (3.1 а,б-сурет), оның жоғары ыстық бөлігінде газ турбиналық қондырғылары (ГТҚ) ал төмен ыстық бөлігінде бу турбиналық (БТҚ) қондырғылары жұмыс істейді.

БГҚ-ын салу қымбат емес, автоматтандыру деңгейі жоғары, қызметшілер көп керек жоқ, олардың жұмысы жеңіл, тоқтату-жүргізу жиі болатын тәртібінде істегенде сенімділігін сақтайды, жөндеу қымбат емес.

3.1, а-суретте БГҚ -ның екі негізгі сүлбелері көрсетілген. Екі сүлбеде де газтурбиналық бөлік жоғары ыстық бумен істейді. 3.1, б-суретте ол жылy жану камерамында бөлінеді, оған отын мен сығымдалған ауа беріледі. Түзілген газдар газ турбинасында пайдаланылады, содан кейін ол газдар отынмен бірге бу қазанының ошақ камерасына барады және қазан ошағына ауа берілмейді, өйткені одан келіп түскен жану өнімдерінде 16%-дай оттегі болады, ауа қыздырғыш қажет болмайды.

БГҚ-ның екінші сүлбесі бойынша жоғары тегеуірінді бу қазаны (ЖТҚ) бар, онда отын жоғары қысымда (0,6-0,7 МПа) жағылады. Бұл қазан өлшемдерін кішірейтуге мүмкіндік береді. Алдағы сүлбедегідей газ турбиналары жоғары ыстықты жану өнімдері - ЖТҚ-ның ошақтық газдарымен жұмыс істейді. Бу турбиналары ЖТҚ өндірген бумен істейді. Газ турбинасынан шыққан жану өнімдері бу өндіруге баратын сумен салқындатылады.

Біздің Республикада БГҚ-ын пайдалану Ақтөбе қаласында № 1 ЖЭО-ның қуатын арттыру іске асырылып жатыр, одан басқа БГҚ-ын (4х475 МВт) бірнеше жылдар ішінде салу жоспарлануда.

1 – ауа, 2 – сығымдағыш, 3 – отын, 4 - жану камерасы, 5 - газ турбинасы, 6 - шыққан газдар, 7 - электр генераторы, 8 - бу қазаны, 9 - бу турбинасы, 10 – конденсатор, 11 - сорғы, 12 – қыздырғыш, 13 – газсыздандырғыш, 14 - қоректік сорғы, 15 – ЖҚҚ, 16- жылуалмастырғыш, 17 - жоғары тегеуірінді бу қазаны, 18 - шыққан газдар

 

3.1 - сурет. Булы-газды қондырғының жылулық сүлбесі

 

3.2 суретте реактивті турбинаның сүлбесі бейнеленген.

 

 

1- турбина корпусы, 2- ротор барабаны, 3- алдыңғы подшипник корпусы, 4- алдыңғы қосарланған тіректі подшипник, 5- алдыңғы тығыздатылған ұш, 6- ротордың реттеуші білігіне жалғанған қырқаяқ, 7- артқы нығыздаған, 8- артқы тіректі подшипник, 9- қосатын муфта, 10- генератор подшипнигі, 11- қалдық газ шығатын түтікше

 

3.2 - сурет. Реактивті турбинаның сүлбесі

 

Бу А камерасынан В камерасына бара жатқанда бу қысымы кемиді. Бу қозғалмайтын қалақшалардан өтіп айналмалы барабан қалақшаларына барады. Соңғы қозғалмалы қалақшалардан өткен қалдық бу В камерасынан қалдық газ шығатын түтікшеден өтіп, конденсаторға барып конденсацияланады.

Корпус пен барабанда (роторда) қосарланып орналасқан қалақшалар турбина сатысын құрайды. Бу қысымының кеңеюі тек қозғалмайтын қалақшаларда ғана емес, қозғалмалы қалақшаларда да болса, онда ол турбина реактивті турбина деп аталады. Бұл турбина үлгісін алғаш рет 1884 жылы ағылшын инженеры Парсонс ұсынды.

1- жеті диск орнатылған турбина білігі, 2 - қосатын муфта, 3 - алдыңғы және артқы тіректі подшипниктер, 4- тарақ тәрізді тіректі подшипник, 5 - бірінші сатыдағы соплоға бу жіберетін шеңберлі камера, 6 - қалдық газ шығатын түтікше, 7 - нығыздғыш, 8 - қырқаяқты май сорғысы,

9 - турбина корпусы

 

3.3 - сурет. Белсенді көп сатылы турбинаның сүлбесі

 

Бірнеше қозғалмалы және қозғалмайтын қалақшалары бар турбинаны көпсатылы деп атайды. Мұнда бу кеңейтуге қатар - қатар орналасқан бірнеше сатылы соплолар қолданады. Көпсатылы турбинаның сүлбесі 3.4 - суретте көрсетілген.

Турбина білігіне бірнеше диск отырғызылып, оларға жұмыс қалақшалары орнатылады. Араларында қозғалмайтын диафрагмалар бар, оларға бу кеңейтетін соплолар кигізілген.

Қарастырылған турбиналар аксиалды, яғни білікті деп аталады, себебі бу - турбина бойымен жүреді. XX ғасырда сонымен қоса, радиалды турбиналар іске қосылған. Оларда бу турбина білігінен перпендикуляр бағытта, яғни радиус бойынша жылжиды. Барлық жұмыс қалақшалары қозғалмалы болып келеді. Дискілер кигізілген 4,5 біліктері бір - біріне қарама - қарсы айналады.

1 және 2 - дискілер, 3 - жаңа бу келетін түтік, 4 және 5 - біліктер, 6 және 7 - жұмыс қалақшалары, 8 - корпус

 

3.4 - сурет. Радиалды турбина сүлбесі