Ajuste de la turbina de extracción

Turbina de vapor de extracción regulada

También conocida como turbina de vapor de extracción-condensación o turbina de calefacción de simple extracción, es un equipo de generación de energía térmica que combina la generación de electricidad con funciones de calefacción mediante la extracción de vapor de etapas intermedias de la turbina para su suministro a usuarios térmicos.

Principio de funcionamiento y características estructurales

Este tipo de turbina consta de una sección de alta presión y una sección de baja presión. El vapor fresco ingresa primero a la sección de alta presión para expandirse y realizar trabajo, después de lo cual se divide en dos corrientes: una se extrae como vapor de calentamiento para los usuarios, mientras que la otra ingresa a la sección de baja presión para continuar expandiéndose y realizando trabajo antes de ser descargada al condensador. Su principio de funcionamiento se encuentra entre el de las turbinas de vapor de contrapresión y de condensación. Cuando el flujo de vapor de extracción de calentamiento es cero, la unidad opera de manera equivalente a una turbina de vapor de condensación; si se extrae todo el vapor de la sección de alta presión, opera de manera similar a una turbina de contrapresión. Sin embargo, en funcionamiento real, para evitar el sobrecalentamiento causado por la fricción del viento en el cilindro de baja presión, se debe mantener un flujo de vapor mínimo del 5% al ​​10% del flujo de diseño a través de la sección de baja presión hacia el condensador.

La turbina de vapor de extracción regulada es un equipo clave en la cogeneración, ya que satisface simultáneamente la demanda eléctrica y de calefacción extrayendo vapor con presión regulable durante el proceso de expansión.

Sus funciones principales incluyen:

1. Cogeneración y utilización eficiente de la energía

El vapor fresco entra primero en la sección de alta presión para realizar trabajo y luego se divide en dos corrientes: una extraída para usos térmicos (como vapor industrial o calefacción urbana) y la otra que fluye por la sección de baja presión para continuar realizando trabajo antes de ser descargada en el condensador. Esto permite la producción coordinada de electricidad y calor, mejorando la eficiencia energética integral.

2. Ajuste flexible de las cargas eléctricas y térmicas

Al conectar el regulador de velocidad y el regulador de presión para controlar dinámicamente las válvulas de control de las secciones de alta y baja presión o los diafragmas rotativos, se puede ajustar la potencia eléctrica de salida manteniendo estables las cargas de calefacción (por ejemplo, reduciendo la carga eléctrica cerrando las válvulas para mantener el flujo de vapor de extracción, o aumentando la carga de calefacción abriendo las válvulas de alta presión y cerrando las válvulas de extracción para compensar las fluctuaciones de potencia). Esto permite la adaptación a los cambios en el despacho de la red y la demanda de la red de calefacción.

3. Garantizar la seguridad operativa

Para evitar el sobrecalentamiento causado por la fricción del viento en el cilindro de baja presión, la unidad debe garantizar que entre el 5 % y el 10 % del caudal de vapor de diseño pase por la sección de baja presión para su enfriamiento. El sistema de control aplica un límite mínimo de caudal de condensación para garantizar un funcionamiento seguro.

4. Capacidad de reducción de picos y adaptabilidad

El rango de ajuste de la carga eléctrica está limitado por la carga de calefacción. Mediante el análisis del diagrama operativo o pruebas de rendimiento térmico, se pueden optimizar las características de reducción de picos para equilibrar un suministro de calefacción estable con una generación de energía flexible en aplicaciones de calefacción centralizada urbana e industrial.

La principal ventaja de la turbina de vapor de extracción regulada radica en su capacidad de adaptar de forma flexible las cargas térmicas y eléctricas ajustando la presión del vapor de extracción.

1. Alta capacidad de ajuste de cargas térmicas y eléctricas.

Gracias al diseño combinado de las secciones de alta y baja presión, el vapor fresco se divide en flujos de trabajo de la sección de baja presión y de calentamiento por extracción tras la expansión en la sección de alta presión. Esto permite ajustar de forma independiente la potencia eléctrica y el caudal de vapor de extracción dentro de un rango determinado, solucionando así el conflicto entre el suministro de energía y el calentamiento inherente a las turbinas de contrapresión. Resulta especialmente adecuado para escenarios con fluctuaciones significativas en las cargas de calentamiento.

2. Alta flexibilidad operativa

La turbina de vapor de extracción regulada puede funcionar de forma equivalente a una turbina de condensación cuando el caudal de vapor de extracción es cero, o de forma similar a una turbina de contrapresión cuando el caudal de vapor de extracción es máximo. Asimismo, mediante el análisis de diagramas operativos o pruebas térmicas, se puede optimizar el rendimiento de la reducción de picos, por ejemplo, ajustando con flexibilidad las cargas eléctricas hacia arriba o hacia abajo bajo caudales de vapor de extracción específicos para satisfacer las demandas de la red.

3. Excelente estabilidad de calentamiento

La presión del vapor de extracción se controla mediante un regulador de presión para mantener la estabilidad, garantizando así un suministro confiable de vapor a los usuarios térmicos. Además, el diseño de la unidad mantiene un caudal mínimo (aproximadamente entre el 5 % y el 10 % del caudal de diseño) a través de la sección de baja presión para enfriar el cilindro de baja presión, garantizando así la seguridad operativa.

4.Amplia aplicabilidad

Este tipo de turbina se utiliza ampliamente en calefacción centralizada urbana, aprovechamiento de calor residual industrial y otros campos. Su diseño de doble extracción también permite satisfacer las demandas de carga de calefacción a diferentes parámetros de presión, mejorando aún más la eficiencia energética.