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.