ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Тепловой процесс турбины при переменном расходе пара и различных способах парораспределения из "Турбины тепловых и атомных электрических станций Издание 2 " Характер теплового процесса турбины при переменном режиме зависит от способа парораспределения, т.е. от того, каким образом достигается изменение расхода пара через турбину. [c.178] В паровых турбинах применяют три способа парораспределения дроссельное, сопловое и обводное — с наружным или внутренним обводом. [c.178] При дроссельном парораспределении все количество пара, подводимого к турбине, регулируется одним или несколькими одновременно открывающимися клапанами, после которых пар поступает в общую для всех клапанов сопловую группу. [c.178] При сопловом парораспределении пар протекает через несколько регулирующих клапанов, каждый из которых подводит пар к своему отдельному сопловому сегменту, причем открытие клапанов производится последовательно. [c.178] При обводном наружном парораспределении после полного открытия регулирующих клапанов, подводящих пар к сопловой решетке первой ступени, дальнейшее увеличение расхода пара производится через обводный клапан к одной из промежуточных ступеней, в обход нескольких первых ступеней, включая регулирующую. [c.178] Иногда в турбинах, рассчитанных на высокое давление и высокую начальную температуру, применяют внутренний обвод, при котором пар из камеры регулирующей ступени подается через обводный клапан в обход нескольких первых нерегулируемых ступеней. При открытии внутреннего обвода открывается дополнительная сопловая группа, подводящая пар к регулирующей ступени, благодаря чему давление и температура пара в камере регулирующей ступени сохраняются приблизительно постоянными, несмотря на увеличение расхода пара. [c.178] Рассмотрим процесс работы турбины с дроссельным парораспределением. Предположим, что при расчетном режиме дроссельный клапан открыт полностью и процесс расширения пара в турбине изображается линией аЬ в /г, -диаграмме (рис. 6.7). При снижении нагрузки дроссельный клапан будет открыт не полностью, поэтому давление пара перед соплами первой ступени понизится с Ра до р 1, а энтальпия его Ар при этом сохранится прежней (точка с). Давление отработавшего пара будем считать постоянным, равным Р2 как при расчетной, так и при сниженной нагрузке. [c.178] Таким образом, относительный внутренний КПД турбины с дроссельным парораспределением зависит от двух показателей от степени совершенства работы проточной части при изменяющемся в результате дросселирования располагаемом теплоперепаде ) и от коэффициента дросселирования 7др. Коэффициент дросселирования Удр не зависит от качества проточной части турбины и определяется только относительным расходом пара, протекающего через турбину, и его параметрами. [c.179] Если при изменении расхода пара ни в одной из ступеней не возникает критической скорости, давление за дроссельным клапаном может быть найдено по уравнению (6.16). В том случае, когда режим остается критическим, что характерно для конденсационной турбины, давление за дроссельным клапаном определяют по (6.12). [c.179] Так как при любом расходе пара его энтальпия перед соплами сохраняется постоянной, то и произведение 001 также остается неизменным. Поэтому входящее в (6.16) отношение Гр, / Грр может быть принято равным единице. [c.179] Закон изменения Т1 . при снижении расхода пара может быть найден путем трудоемкого детального теплового расчета всей проточной части турбины при переменном режиме работы. Однако, учитывая, что изменение расхода пара вызывает наиболее резкие изменения располагаемого теплоперепада, а следовательно, и КПД только последних ступеней, в то время как теплоперепады и КПД первых и промежуточных ступеней в широких пределах изменения расхода практически сохраняются постоянными, можно в первом приближении ограничиться расчетом последней ступени. В этом случае достаточно найти для различных расходов пара давления перед последней ступенью турбины. Затем, определив располагаемый теплоперепад для всех ступеней, кроме последней, и умножив его на постоянный внутренний КПД , находят использованный теплоперепад этих ступеней и состояние пара перед последней ступенью. Далее определяют располагаемые теплоперепады для последней ступени и внутренние КПД этой ступени по диаграмме зависимости КПД от располагаемого теплоперепада последней ступени. Эту диаграмму можно заранее построить на основании предварительного расчета, пользуясь указаниями 6.1. Умножая располагаемые теплоперепады последней ступени на внутренние КПД ее, находят использованные теплоперепады последней ступени при различных расходах пара. Таким образом находят суммарный использованный теплоперепад для всех ступеней (включая последнюю) и КПД проточной части турбины. Погрешность такого расчета зависит от отклонения расхода пара от его расчетного значения. Чем больше отклонение, тем больше погрешность, поскольку при большом отклонении искажение теплоперепадов возникает не только в последней, но и в предшествующих ей ступенях. [c.179] В конденсационной турбине при уменьшении расхода пара меняется влажность в последних ступенях, за счет чего меняется и КПД этих ступеней, особенно в турбинах насыщенного пара. [c.179] Электрическую мощность связанного с турбиной генератора находят, вычитая из внутренней мощности механические потери турбины и потери электрического генератора. [c.180] Механические потери турбины можно считать не зависящими от нагрузки. Потери же электрического генератора при изменении мощности от О до полной возрастают примерно в 2 раза (рис. 6.9) за счет того, что к постоянным механическим потерям и потерям возбужденного генератора при нулевой его нагрузке прибавляются потери в обмотках генератора, изменяющиеся по мере увеличения нагрузки приблизительно по закону параболы. [c.180] Поскольку противодавление в турбине и отношение (е р)гр велики, при определении давления за дроссельным клапаном будем пользоваться уточненной формулой (6.19). [c.180] Считая, что внутренний КПД ступеней турбины, за нсключеннем последней, сохраняется постоянным, равным 0,82, и имея зависимость использованного теплоперепада от располагаемого теплоперепада последней ступени (рис. 6.10), нетрудно определить внутреннюю мощность турбины при различных расходах пара. Основные результаты расчета приведены в табл. 6.1 и показаны в виде кривых на рис. 6.11. [c.180] Формула (6.28) показывает, что увеличение потерь от дросселирования при снижении расхода пара через турбину зависит от расчетного отношения давления свежего пара к давлению отработавшего пара Ра Рг- меньше это отношение, тем больше потери, вызванные дросселированием (рис. 6.12). Поэтому дроссельное парораспределение для турбин с противодавлением не должно применяться, за исключением вспомогательных турбин небольшой мощности. [c.181] В стахщонарных турбинах, работающих на электростанциях, сопловое парораспределение получило наиболее широкое распространение. [c.182] Второй поток пара проходит через частично открытый клапан и подвергается дросселированию, тем большему, чем меньше открыт этот клапан, так что давление пара Ра перед соплами значительно ниже давления свежего пара (рис. 6.14). Следовательно, теплоперепад и абсолютная скорость выхода пара из сопловой решетки в первом потоке выше, чем во втором. [c.182] В нерегулируемых ступенях распределение давлений и теплоперепадов находят по тем же формулам (6.12), (6.16), (6.19), что и в турбинах с дроссельным парораспределением. Однако допущение о постоянстве абсолютных температур пара в ступенях, достаточно справедливое при изменении расхода пара в турбине с дроссельным парораспределением, менее точно в турбине с сопловым парораспределением, поскольку в этом случае при снижении расхода снижается энтальпия пара в первых промежуточных ступенях, а следовательно, снижается и температура. [c.183] Вернуться к основной статье