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Impianti a vapore • Funzionamento in fuori progetto degli impianti a vapore; • Esempi di tecniche di regolazione di impianti a condensazione e a contropressione con prelievi di differente configurazione Sistemi Energetici 2011-2012 - Prof. Massardo
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Impianti a vapore
• Funzionamento in fuori progetto degli impianti a vapore;
• Esempi di tecniche di regolazione di impianti
a condensazione e a contropressione con prelievi di differente configurazione
Sistemi Energetici 2011-2012 - Prof. Massardo
Impianti a vapore
• Regolazione della portata di vapore in turbina
• Parzializzazione • Laminazione • Il cono di Stodola
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La regolazione negli impianti a vapore
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La regolazione negli impianti a vapore
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La regolazione negli impianti a vapore
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La regolazione negli impianti a vapore
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La regolazione negli impianti a vapore
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La regolazione negli impianti a vapore: laminazione
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La regolazione negli impianti a vapore: laminazione
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La regolazione negli impianti a vapore: parzializzazione
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La regolazione negli impianti a vapore: parzializzazione
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La regolazione negli impianti a vapore: parzializzazione
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La regolazione negli impianti a vapore
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A valle della valvola l’intera espansione è caratterizzata da “fixed flow areas” in quanto le valvole IV e RSV sono pensate per essere sempre completamente aperte durante il funzionamento normale. La valvola (T) è invece pensata (USA) per modulare la potenza mantenendo costante la pressione costante all’uscita della caldaia (con uno stadio ad ammissione regolata parzializzata). In molti impianti EU non c’è elemento di controllo della pressione del boiler (si controlla il firing).
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Regolazione di turbine a prelievo di vapore
(cogenerative)
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• Nominale (100%) garantito • VWO (valvole tutte aperte) definito come 100% + 2%
non garantito • 75% in constant pressure • 50% in constant pressure • 75% in sliding pressure (tre valvole su quattro
completamente aperte) • 50% in sliding pressure (tre valvole su quattro
completamente aperte)
Tipici Bilanci termici e di massa Design e Off-design
L P Turbine Stages
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LP Turbine Exhaust System • In a condensing steam turbine, the low-pressure
exhaust hood,consisting of a diffuser and a collector or volute, connects the last stage turbine and the condenser.
• The function of the hood is to transfer the turbine leaving kinetic energy to potential energy while guiding the flow from the turbine exit plane to the condenser.
• Most of exhaust hoods discharge towards the downward condenser.
• Flow inside the hood therefore must turn about 90 deg from the axial direction to the radial direction before exhausting into the condenser.
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• The 90-deg turning results in vortical flow in the upper half part of the collector and also high losses.
• The exhaust hood is one of the few steam turbine components that has the considerable aerodynamic losses.
• It is a challenge for engineers to operate a hood with high pressure recovery and low total pressure loss in a compact axial length.
• Il vapore che lascia l’ultimo stadio di una turbina a
vapore a condensazione puo’ portare con sè molta potenza in forma di energia cinetica.
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Exhaust Hood
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Distribution of Exhaust Losses
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Turn-up loss
Total Exhaust Loss
Gross hood loss
Actual leaving loss
Annulus restriction loss
(1 0.01 )3600
aan
an
Q v YV
A−
=
Annulus velocity (m/sec)
Condenser flow rate
Annulus area
Percentage of Moisture at the Expansion line end point
Typical exhaust loss curve :
Annulus Velocity (m/s)
Exh
aust
Los
s of
dry
flow
0 120 240 180 240 300 360
10
20
30
40
50
SP.Volume
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Regolazione degli impianti a vapore:
•Caldaia segue
•Turbina segue
•Regolazione coordinata
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Impianto di conversione energia elettrica
A) Generatore di vapore; B) turbina; C) alternatore
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Corpi cilindrici in caldaie tradizionali a combustione
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Schema semplificato di caldaia
Misuratori e controllo
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Modo di regolazione “caldaia segue” (modo tradizionale, turbine e caldaia considerati
separati; caldaia e regolatore devono fornire vapore alla turbina alle condizioni desiderate;
turbina fornisce subito la variazione di carico e caldaia segue !).
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Modo di regolazione “turbina segue”
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Sistemi Energetici 2009-2010 - Prof. Massardo
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Variabili del sistema per
caldaia a corpo cilindrico
disturbi
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Schema di principio della regolazione coordinata Sistemi Energetici 2011-2012 - Prof. Massardo
