Защита от изтичане на турбината
Времето за ускорение на съвременната турбина е приблизително 0,30-0,35 s. През това време, когато товарът падне, скоростта на ротора се променя с . Трябва също така да се има предвид, че в резервоарите между клапаните и първия ред дюзи има сравнително голямо количество пара, чието изтичане, дори при мигновено спиране на достъпа на пара до турбината, води до допълнително увеличаване на ъгловата скорост. Голямата единична мощност на турбините ограничава възможността за създаване на толкова силни, особено последните степени на турбината, така че е възможно да се позволи значително увеличаване на скоростта на въртене при отпадане на пълното натоварване. Следователно е необходима много висока скорост на системата за управление, за да се предотврати увеличаване на скоростта с 10-11% от номиналната стойност.
Системата за защита на турбините е предназначена да предотврати такива режими на тяхната работа, които могат да доведат до тежка авария. Основните елементи на системата за защита са сензори, които измерват параметрите, от които зависи надеждността на турбината, и генерират сигнали, които влизат в системата за управление и задействат защитата.
Ускоряването на турбината над допустимата скорост е много опасно. По принцип неприемливо увеличение на скоростта на въртене на турбогенератора може да възникне по две основни причини: или когато връзките (съединителите) между отделните валове на турбогенератора са скъсани, когато се отстрани товар от някой от валовете, или когато електрическият генератор е изключен от мрежата.
Първата причина е малко вероятна и трябва да се изключи при всички обстоятелства чрез правилно оразмеряване и монтаж на съединителите.
Втората причина в практиката на експлоатация действа доста често, така че турбинният агрегат и неговите системи за управление и защита трябва да бъдат проектирани с тази възможност.
Системазащитата на турбината от ускорение, както и всяка система за управление, се състои от сензор, междинни връзки и задвижващи механизми и трябва да има собствено устройство за измерване на скоростта на ротора, независим клапан (стоп), който спира навлизането на пара в турбината и система за управление на този клапан. Устройство, което измерва скоростта на ротора и дава сигнал за затваряне на клапаните, се нарича предпазна машина. Устройството за защита на турбината срещу неприемливо увеличение на скоростта е показано на фиг. 104.
На вала 1 на турбината има напречен отвор, в който е разположен ударникът 2, задържан от пружината, чийто център на тежестта е изместен спрямо оста на въртене. Когато проектната скорост на ротора на турбината бъде превишена, силата, действаща върху ударника по време на въртене, става по-голяма от силата на пружината, която го държи на място. В този случай главата на ударника излиза от отвора и удря лоста 3, който управлява спирателния клапан 4, който бързо се затваря от пружината 5, която е постоянно в компресирано състояние и се държи от резето 6. Когато ударникът 2 на предпазния превключвател удари лоста 3, пружината 8, която натоварва резето, през пръта и лостът завърта резето. Втулката на спирателния вентил 7, свързана с пружината 5, се освобождава и вентилът блокира достъпа на пара до турбината. Защитната система се задейства, ако скоростта на ротора е с 10-11% по-висока от номиналната.
Фигура 104 - Система за защита на турбината: 1 - вал на турбината; 2 - ударник на предпазния превключвател; 3 - лост; 4, 7 - тяло и втулка на спирателния вентил; 5, 8 - пружини, зареждащи клапана и резето; 6 - резе
В допълнение към тази защита, на турбините са монтирани устройства, които затварят спирателния вентил в случай на твърде голямо аксиално изместване на ротора на турбината, неприемливо влошаване на вакуума вкондензатор, прекомерно намаляване на налягането на маслото в системата за смазване на лагерите и др. Всички турбини имат и ръчно управление на спирателния вентил.
Системата за защита автоматично затваря не само спирателните вентили, но и контролните клапани, както и възвратните клапани на парните линии на регенеративни и други екстракции, отваря предпазни клапани на линията между линиите за гореща пара за повторно нагряване и кондензатора. Необходимо е да се затворят възвратните клапани едновременно със спирателните вентили, така че парата от екстракцията да не навлиза в турбината. Тази пара в регенераторите и паропроводите е достатъчна, за да ускори ротора на турбината до неприемливо висока скорост след задействане на защитата. Чрез предпазните клапани прегрятата пара в тръбопроводната система за повторно нагряване се насочва към кондензатора, кондензира и налягането в системата за повторно нагряване се намалява.