Характеристики отборов и число ступеней

Отбор	Рi	hi	D hi= hi- 1- hi	Число ступеней между отборами	Теплоперепад на ступень
бар/МПа	кДж/кг	кДж/кг	шт.	кДж/кг
				1 - скорости
I	23,2/2,32		3481-3081=400		43,5
II	11,2/1,12		3081-2904=177
III	2/0,2		2904-2578=326		65,2
IV	0,7/0,07		2578-2413=165		82,5
V	0,2/0,02		2413-2240=173		86,5
		å		2 (за последним отбором)
				S

 

Уточняют число ступеней – z = 21 шт.

 

Схема проточной части турбины представлена на рис.3.

 

Рис.3. Схема проточной части турбины с отборами

8. Проводят сравнение схемы, параметров в отборах и других характеристик с известными аналогами.

 

9. Определение доли пара на регенерацию в отборах и на турбину в целом

 

Количество пара на регенерацию определяют в рамках подробного расчета тепловой схемы энергоблока. Обычно доля такого пара не превышает 25…35% от общего расхода пара в голову турбины.

В нашем случае расчет тепловой схемы не ведётся, поэтому допустимо задать эту величину на основании широко известных данных различных заводов изготовителей паровых турбин с учетом следующих соображений

1. Доля пара в R -отборы составит 20-30% – большие значения для турбин большей мощности.

2. Распределение пара между группами подогревателей (ПВД и ПНД+Д) равномерное.

3. Распределение пара между отборами равномерное внутри группы подогревателей.

 

Таким образом принято – пар на регенерацию составляет 30% от всего потока пара в голову турбины, или 0,3 от. ед.

 

10. Предварительный расход пара на турбину определяют на основании уравнения энергетического баланса

 

кг/с

Здесь m=1,2…1,25 – учитывает недовыработку теплотой электроэнергии в R -системе (большие значения для турбин с развитой системой регенерации); h_{0 i} – внутренний относительный КПД турбины (в первом приближении принимают на уровне 0,8…0,9).

Расходы пара в отборах определены с учетом рекомендаций п.п.9-10 и сведены в таблицу 2.

Таблица 2

Расходы пара в отборах

Отбор	Элемент R-системы	Доля пара в группе	Доля пара в отборе	Расход пара в отборах
		от.ед	от.ед	т/ч	кг/с
I	ПВД	0,15		0,075	13,76	3,81
II	ПВД+Д	0,15	0,075+0,0375	20,57	5,7
III	ПНД		0,0375	6,84	1,9
IV	ПНД		0,0375	6,84	1,9
V	ПНД		0,0375	6,84	1,9
	å	0,3	0,3

 

Часть 2. Предварительная оценка экономичности турбины

 

1. Коэффициент полезного действия двухвенечной регулирующей ступени

 

 

Здесь – поправочный коэффициент, рис.4 (для первого приближения считаем, что , откуда следует ); D – расход пара через ступень (D = G ₀=50,81 кг/с); р ₀ – давление перед соплами (см. часть 1, п.2, р ₀=8,4×10⁶ Па); v ₀ – удельный объем перед соплами (по hs -диаграмме, таблицам состояния воды и водяного пара или программе WSPro, v ₀=0,0419 м³/кг).

 

2. Коэффициент полезного действия отсека (турбины)

 

 

В этом выражении:

 

2.1. Средний расход пара через отсек (под отсеком понимают часть турбины или турбину в целом в зависимости от задачи, в данном случае – вся турбина без ступени скорости)

 

кг/с

Здесь и далее индекс «1» соответствует входной характеристике, а индекс «2» выходной.

 

Рис.4. Поправочный коэффициент на отклонение отношения скоростей от оптимального значения

2.2. Средний удельный объем пара в отсеке

 

м³/кг

 

2.3. Располагаемый теплоперепад в отсеке

 

кДж/кг

 

2.4. Потери с выходной скоростью

 

 

Здесь z – число ступеней в отсеке; a₁=10…40° – угол выхода пара из сопл последней ступени (в первом приближении – меньшие значения для меньшего количества ступеней).

В данном примере относительные потери с выходной скоростью составили .

 

3. Строят новый процесс расширения пара в турбине (рис.1.б), где учитывают потерю в ступени скорости и потерю в остальной турбине и уточняют схему проточной части, рис.3.

Процесс расширения пара пересекает линию насыщения. Это означает, что часть ступеней турбины, работающая в зоне влажного пара имеет ухудшенные характеристики, что обусловит более пологий угол наклона процесса расширения в этой части турбины, рис.1.в. На схеме проточной части отмечают зону ступеней, работающих во влажном паре. При таком условном разделении турбины на отсеки необходимо учесть наличие нерегулируемого отбора, который может совпадать с началом процесса насыщения, а начало отсека может находиться как выше линии насыщения, так и ниже неё.

Для данного примера 14 первых ступеней работают в зоне перегретого пара, а 7 последних ступеней представляют собой (с достаточной степенью условности) влажнопаровой отсек турбины.

При построении процесса расширения в общем случае определяют теплоперепады и другие термодинамические параметры в разных точках процесса.

 

3.1. Для ступени скорости

 

Принято кДж/кг; рассчитано . Тогда потеря в ступени составит

 

кДж/кг

 

3.2. Потеря для отсека турбины (в данном случае отсеком выступает вся остальная турбина) составит

 

кДж/кг

 

3.3. Энтальпия пара на входе в отсек турбины (за ступенью скорости), кДж/кг

 

 

3.4. Энтропия пара на входе в отсек турбины (за ступенью скорости)

 

кДж/кг×К

 

3.5. Энтальпия пара на выходе из отсека турбины при изоэнтропийном процессе расширения, кДж/кг

 

 

3.6. Энтальпия пара на выходе из отсека турбины в реальном процессе расширения (с учетом потерь), кДж/кг

 

 

4. Уточняют внутренний относительный КПД отсеков турбины, работающих в условиях перегретого и влажного пара.

 

4.1. Внутренний относительный КПД отсека перегретого пара (2…14-я ступени в данном случае)

 

 

В этом выражении:

 

4.1.1. Средний расход пара через отсек

 

кг/с

 

4.1.2. Средний удельный объем пара в отсеке

 

м³/кг

 

4.1.3. Располагаемый теплоперепад в отсеке

 

кДж/кг

 

4.2. Внутренний относительный КПД отсека влажного пара (15…21-я ступени в данном случае)

 

 

Здесь кДж/кг – располагаемый теплоперепад в отсеке; – относительные потери с выходной скоростью (п.2.4, часть 2); – относительная потеря от влажности пара

 

 

5. Строят реальный процесс расширения пара в hs -диаграмме с учетом потерь в ступени скорости и в отсеках, работающих на перегретом и влажном паре, рис.1, в

 

При построении процесса расширения (аналогично п.3 данной части) определяют (при помощи hs -диаграммы, термодинамических таблиц или программы WSPro) теплоперепады и другие термодинамические параметры в разных точках процесса.

 

5.1. Некоторые параметры для отсека, работающего на сухом паре

 

кДж/кг – располагаемый теплоперепад отсека;

– внутренний относительный КПД отсека;

кДж/кг – потеря теплоты в отсеке;

кДж/кг – использованный теплоперепад в отсеке;

, кДж/кг – энтальпия пара на выходе из отсека (входе во влажнопаровой отсек)

 

5.2. Некоторые параметры для отсека, работающего на влажном паре

 

кДж/кг – располагаемый теплоперепад отсека;

– внутренний относительный КПД отсека;

кДж/кг – потеря теплоты в отсеке;

, кДж/кг – энтальпия пара на выходе из отсека (входе во влажнопаровой отсек)

 

Энтропия на входе в отсек

кДж/кг×К.

 

Энтальпия в конце изоэнтропийного процесса расширения, кДж/кг

 

 

Энтальпия в конце реального процесса расширения, кДж/кг

 

 

Использованный теплоперепад в отсеке

 

кДж/кг.

 

6. Использованный теплоперепад турбины

 

кДж/кг

 

7. Внутренний относительный КПД турбины

 

8. Уточнённый расход пара на турбину

 

кг/с, что > 50,81 (расчет по п.10, часть 1) более, чем на 3%.

 

Следовательно необходимо уточнить расходы пара в нерегулируемых отборах, табл.3.

Таблица 3