Файл: Нигматулин И.Н. Тепловые двигатели учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 255

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

При неполных нагрузках турбины дроссельный клапан открывает­ ся частично. Таким образом, при частичных нагрузках происходит дросселирование всего количества свежего пара, поступающего в турбину. Дросселирование

а)

пара

сопровождается

поте­

 

рями

располагаемого

тепло-

 

перепада турбины и

значи­

тельным ухудшением ее к.п.д.

 

На рис.

1-37

представлен

тепловой

 

процесс

турбины

при номинальной

(сплошные

линии)

и

 

частичных

(пунк­

тирные

линии)

нагрузках.

С

увеличением

дросселиро­

вания

(нагрузка

турбины

по­

нижается)

потери от

дроссе­

лирования

ЛЯ растут

и тем

больше, чем

меньше

нагруз­

ка.

Располагаемый

теплопе­

репад

на

 

проточную часть, а

следовательно,

и

использо­

ванный

перепад

тепла

при

недогрузках

турбины

резко

понижаются. Таким

образом,

работа

турбины

с

дроссель­

ным парораспределением

при

недогрузках

является

неэко­

номичной.

 

 

 

 

 

 

 

Сопловое

парораспределе­

ние.

При

 

сопловом

паро­

распределении

свежий

пар

г)

Рис. 1-36. Принципиальные схемы

Рис. 1-37.

Тепловой процесс

парораспределения

турбины в i—s-диаграмме

при

 

дроссельном

парораспределе­

 

 

нии

 

79

поступает к соплам первой ступени

через

несколько (3 ч-

10)

клапанов, называемых сопловыми, или

регулирующими.

Каж­

дый регулирующий клапан обслуживает

свою

группу

сопел.

На

рис. 1-36, б представлена схема парораспределения турбины с соп­

ловым

оегулированием с четырьмя регулирующими клапанами

/,

2, 3 и

4.

 

 

 

При

номинальной

нагрузке турбины все

регулирующие клапаны

открыты полностью,

степень парциальное™

впуска при этом е <

1.

При изменениях нагрузки турбины регулирующие клапаны после­ довательно открываются или закрываются. Поэтому степень парци­ альное™ впуска регулирующей ступени изменяется в зависимости от числа открытых клапанов.

В пределах открытия каждого регулирующего клапана происхо­ дит дросселирование пара, что вызывает потери. Так как при сопло­ вом парораспределении через каждый регулирующий клапан про­ ходит лишь часть общего количества пара, то потери от дросселиро­

вания меньше, чем в

турбине с дроссельным

парораспределением.

К. п. д. турбин с сопловым парораспределением

более устойчив при

изменении нагрузок,

чем к. п. д. турбин с дроссельным регулиро­

ванием.

 

 

Обводное парораспределение. В турбинах с сопловым парорас­ пределением иногда применяются внутренние и внешние обводы пара для повышения их мощности. При этом пар может подводиться как в камеру регулирующей ступени через клапан 6, так и к соплам треть­ ей или даже четвертой ступени через клапан 5 (рис. 1-36, в). При такой схеме парораспределения клапаны 6 и 5 могут открываться почти одно­ временно.

В турбинах с сопловым парораспределением может применяться и внутренний обвод пара, обычно из камеры регулирующей ступени через две-три ступени (клапан 6, рис. 1-36, г).

§1-23. Давление и расход пара в ступенях турбин

ираспределение теплопадений при переменном режиме

Изменение расхода пара через турбину вызывает перераспреде­ ление давлений и теплоперепадов в ее ступенях. Флюгель установил аналитическую зависимость между расходом и давлениями в ступе­ нях турбины. В общем виде эта зависимость для скоростей пара в соплах ниже критических выражается уравнением

о/о0

= утЖ

V (Р\-Р\)/(Р?„-/&).•

 

 

О - 1 5 1 )

пригодным только для группы ступеней.

 

 

 

Здесь G0 и

G — расходы

пара

через турбину

соответственно

при расчетном

и

рассматриваемом

режимах; Т 1 0 ,

Тх

— абсолютные

температуры соответственно при расчетном и рассматриваемом

режимах;

Рю> Pi— давления

перед соплами первой или любой

ступени

соответ­

ственно при расчетном и рассматриваемом режимах; р2о> Рг— давления

80

за рабочими лопатками последней

или любой ступени

соответственно

при расчетном

и рассматриваемом

режимах.

 

 

 

Для паровой

турбины

отношение

] / r 1 0 / T i обычно близко к еди­

нице, поэтому часто пользуются (1-151) в таком виде:

 

 

 

 

GIG0 = \/{p\-p22)l{p2w-p2w).

 

 

(1-152)

Для турбин,

работающих

с глубоким вакуумом,

членами р 2 0 и

р 2 можно

пренебречь ввиду

их малости.

 

 

 

Тогда для конденсационной турбины можно написать

 

 

 

 

 

G/G0 = Pi/Рю.

 

 

 

или

 

 

 

 

= (G/G0 )p1 0 .

 

 

(1-152')

 

 

 

 

P l

 

 

Из (1-152')

следует, что для конденсационной

турбины

давление

пара перед соплами любой ступени изменяется прямо

пропорциональ­

но изменению

расхода пара. При определении давлений в ступенях

уравнение

(1-152') в отличие от (1-151) и (1-152)

действительно при

скоростях

пара как ниже, так и выше критических.

 

 

Уравнения (1-151), (1-152) и (1-152') с достаточной точностью могут

применяться при расчетах

турбины

или группы

ступеней

(не ме­

нее трех). Нужно также

учитывать,

что эти уравнения применимы

для тех случаев, когда площади всех проходных сечений рассматривае­ мой турбины или ее группы ступеней сохраняются неизменными.

Уравнение (1-152') показывает, что давление в ступени изменяет­ ся прямо пропорционально расходу пара. Таким образом, изменение давлений в ступенях конденсационной турбины с глубоким вакуумом

в зависимости от расхода изображается

пучком

лучей,

исходящим

из

начала

координат.

На рис.

1-38, а

представлены

линии из­

менения

давлений для четырех

промежуточных

ступеней конден­

сационной турбины. В точках а ь

а2 , а3 и а4 отмечены давления

пара

для

расчетного (экономического)

режима

турбины, а в точках

а/ ,

аг',

а3' и

а 4 ' — д л я максимального.

 

 

 

 

 

Изменение давления

в ступени турбины с противодавлением или

с ухудшенным вакуумом в зависимости от расхода пара определяется по (1-151) или приближенно по (1-152). Если эти уравнения для раз­ личных G при р 2 = р 2 о= const решать относительно р ь то получаем

р4 - ! / ( 7 у г 1 0 ) (G/G0)HPI-P22U) + PL

или

 

 

Pi = V(G/G0y(p20-p220)

+ p22.

(1-152")

Если для различных значений G подсчитать давления в ступенях турбины по одному из указанных уравнений и построить графики за­ висимости pt от G, то получим семейство кривых линий с началом в точке б (рис. 1-38, б). На этом графике нанесены кривые изменения давлений только для четырех ступеней турбины. В точках б ь б2,

81

б3 и б4 даны расчетные давления, а в точках б / , бг', б3' и <54'— давле

ния при G m a x .

Часто при расчетах приходится определять расход пара через тур­ бину или группу ступеней при неизменном начальном давлении для

изменяющихся

противодавлений. Тогда, решая (1-151)

или (1-152)

относительно

G, получаем

 

 

G = G 0 | / ( T 1 0 / 7 , 1 ) ( p J - ^ ) / ( ^ 0 - p 2 2 0 ) ,

 

или

 

 

 

G = G0V(p2l-p22)/(p2i0-pl0).

О " 1 5 2 ' " )

Рис . 1-38. Графики изменения давления пара

в ступенях турбины в зависимос­

ти от расхода

G

Если положить, согласно принятому условию, P i = Рю= const, то для различных давлений р 2 по одному из указанных уравнений мож­

но подсчитать G. Зависимость

G от р 2

для

конденсационной турбины

представлена кривой а0в0,

для

турбины с

противодавлением —• кри­

вой а0в0в (см. рис. 1-38, а я

б). Прямая

в0в

на рис. 1-38, б показывает

предельно достижимый расход пара Gn p

через турбину при понижении

противодавления. При этом расходе пара через турбину в выходном сечении сопел или рабочих лопаток последней ступени турбины уста­

навливается

критическое

давление р к

р . Поэтому при всех

противо­

давлениях,

меньших р к р ,

расход пара

через турбину остается посто­

янным.

 

 

 

 

 

 

По (1-151) и (1-152) можно определить любую величину,

например

давление в ступени либо расход пара через турбину или группу

сту­

пеней при перерасчетах турбины на различные режимы.

 

 

На рис. 1-38, в кривая линия ав0 показывает изменение давления

пара в камере перегрузки для расходов пара через турбину,

изменяю­

щихся от нуля до G0 . Изменение расхода пара от G0 до G m a x

происхо­

дит при повышении давления в камере перегрузки по линии

вф.

Давление пара в камере перегрузки

при увеличении

расхода

пара

от нуля до G0 повышается от р 2 до р п о ,

в то время как

с увеличением

82

Смотрите также файлы