Билет №3. 1. Оценка процесса течения пара в проточной части турбины

Для расчетов тепловой схемы турбинной установки и для детального расчета проточной части турбины необходима предварительная оценка параметров пара вдоль проточной части проектируемой турбины. С этой целью стоят процесс в h,s – диаграмме на основе оценок относительного внутреннего КПД, полученным по данным фактической эффективности турбины, находящейся в эксплуатации. После построения процесса в h,s – диаграмме легко оцениваются параметры пара в любой точке проточной части турбины и, в частности, в регенеративных отборах пара и на lрасчет тепловой схемы, определяют расход пара на турбину, расходы в регенеративные подогреватели, а так же приближенные характеристики тепловой экономичности паротурбинной установки: удельный расход теплоты, удельный расход пара и др.

Оценка диаметров, числа ступеней и распределение теплоперепадов по ступеням турбины.

Прежде чем приступить к детальному расчету каждой ступени турбины, производят разбивку общего теплоперепада турбины по ступеням. Для этого вначале оценивают размеры первой нерегулируемой и последней ступеней турбины.

Основные размеры рабочей решетки последней ступени – средний диаметр d2 и высоту рабочих лопаток l2, зависящие главным образом от объемного расхода пара, - определяют по уравнению неразрывности, записанному для выходного сечения рабочих лопаток, перпендикулярного оси ротора:

где угол выхода потока из рабочей лопатки α2 можно приближенно принимать 90 градусов, удельный объем пара берут из предварительно построенного процесса в h,s – диаграмме по состоянию пара на выходе из последней ступени турбины. Скорость выхода пара с2 из последней ступени оценивают техноко-экономическим расчетом. Оценив по приведенной формуле значение Ω, сравнивают его с предельным значением Ω для выполняемых в настоящее время последних ступеней. Если Ω существенно превышает предельное значение, то приходится выполнять турбину с несколькими паралелльными потоками пара в ЦНД.

Средний диаметр последней ступени турбины можно определить по формуле

где i – число потоков в ЦНД, θ принимают равным 2.5-3.0 для турбины большой мощности с перельно напряженной лопаткой последней ступени и 3.5 – 7.0 для однопоточных турбин небольшой мощности.

Ориеноровочную высоту рабочей лопатки находят после определения среднего диаметра:

При малом теплоперепаде в ступени увеличивается общее число ступеней турбины, что удорожает ее изготовление. Однако следует иметь в виду, что при увеличении числа ступеней повышается относительный внутренний КПД проточной части турбины.

При расперделении туплоперепадов по ступеням необходимо обеспечить плавное изменения диаметров вдоль проточной части от первой нерегулируемой до последней ступени. В конденсационных одноцилиндровых турбинах, когда диметр первой нерегулируемой ступени составляет 0,4-0,5 диаметра последней, из-за резкого увеличении диаметров проточную часть приходится составлять из двух или более групп ступеней со скачком диаметров при переходе от одной группы к другой.

В многоцилиндровой турбине определение числа ступеней и разбивку теплоперепада по ним выполняют для каждого цилиндра независимо, т.е. для каждого цилиндра оценивают диаметры первой и последней ступеней, в переделах каждого цилиндра обеспечивают плавность проточной части.

Определение числа ступеней турбины и разбивку теплоперепадов по ним рационально производить с помощью специальной диаграммы.