Приближенный расчет паровой турбины

Расчет внутреннего относительного КПД паровой турбины проводится по приближенным формулам в два этапа. Сначала определим КПД части высокого давления (до смешения с потоком пара из контура низкого давления КУ) , а также параметры потока пара на входе в камеру смешения; затем параметры пара в камере смешения и рассчитаем внутренний относительный КПД части низкого давления (от камеры смещения до конденсатора). Процесс расширения пара в турбине в h-s – диаграмме показан на рис. 7.

Пусть паровая турбина выполнена с дроссельным парораспределением, Тогда можно оценить по приближенной эмпирической формуле (6,45) из [3] для группы ступеней малой веерности:

(4.8)

где , а = 632 кДж/кг – располагаемый теплоперепад группы ступеней, k_вл= 1 (группа ступеней работает перегретым паром).

Используя h-s– диаграмму, найдем удельный объем пара на входе в турбину ν₀ = 0,07 м³/кг и удельный объем пара на выходе из ЧВД

ν_Z =0,45м³/кг; =0,177 м³/кг.

Рисунок 7 – К примеру расчета процесса расширения пара в турбине двух давлений

По расходу свежего пара кг/с и формуле (4.8) получим

Использованный теплоперепад

Энтальпия пара на выходе из ЧВД

Энтальпия пара перед ЧНД определяется по формуле (3.4):

Таким образом, пар на входе в часть низкого давления имеет следующие параметры: = 2908 кДж/кг, = 0,5 МПа, = 227°С

Для расчета КПД ЧНД воспользуемся эмпирической зависимостью (6.48) из [3]:

(4.9)

где =716 кДж/кг – располагаемый теплоперепад ЧНД, – потери с выходной скоростью, которые можно найти по эмпирической формуле (6.47) из [3]:

(4.10)

где либо по графикам (рис. 8) для стандартных ступеней ЛМЗ.

Определим длину рабочей лопатки последней ступени рассчитав объемный расход пара. Расход пара на выходе из ЧНД

Удельный объем пара при давлении р_к =5кПа и известных начальных параметрах пара на входе в ЧНД можно определить по h-s– диаграмме: = 25 м³/кг. Объемный расход Gν = Gν_к = 100,68-25 = 2517 м³/с Принимаем двухпоточную конструкцию ЦВД и объемный расход на одни поток 1258 м³/с, по графикам (рис. 8) выберем стандартную лопатку производства ЛМЗ длиной = 1000 мм и корневым диаметром 1,8 м, которой будет соответствовать потеря с выходной скоростью = 18 кДж/кг.

Коэффициент, учитывающий влияние влажности:

(4.11)

где =716 кДж/кг, = 504 кДж/кг – располагаемый теплоперепад в зоне влажного пара (по h-s– диаграмме), влажность в начале процесса = 0, в конце процесса расширения задаемся в первом приближении = 0,1; коэффициент (см, [3]). Подставляя исходные данные в (4.11), получаем = 0,97.