Файл: Абрамов, В. И. Тепловой расчет турбин.pdf

чения частоты вращения. По теплоперепаду и частоте вращения находят отношение скоростей Хф в ступени на промежуточном режиме. Затем по характеристикам типовой ступени рис. 15 или формул (7) и (8) с учетом соответствующих поправок получают значение степени реакции р' и, следовательно, ее приращения Ар, которое подставляют в формулу (83) во втором приближении.

Для отсека из двух и более ступеней при изменении частоты вращения турбины связь между давлениями перед отсеком и за ним, а также расходами пара [16] описывается формулой

Приращение степени реакции Ар в первых ступенях отсека мо­ жет быть определено по величине Хф, которую вычисляют по ча­ стоте вращения и распределению давлений на частичном режиме, а также с использованием кривых рис. 15 или формулы (8) при введении поправок на отклонение площадей Af.

При подсчете величины хф необходимо учитывать как измене­ ние окружной скорости вследствие изменения частоты вращения, так и изменение теплоперепада ступени при изменении расхода пара. Как правило, расчеты выполняют методом последователь­ ных приближений. Например, вначале определяют распределение давлений без учета изменения частоты вращения, пользуясь фор­ мулами (81)—(83). Затем по найденным в первом приближении теплоперепадам и по известному изменению частоты вращения определяют Хф. По величине Хф подсчитывают изменение степени реактивности Ар и вновь по формуле (85) уточняют распределение давлений по ступеням. Дальнейших приближений, как правило, не требуется, достаточная точность обеспечивается вторым при­ ближением.

Расчет регулирующей ступени на промежуточном режиме

При расчете регулирующей ступени на промежуточный режим определяют:

1) распределение расходов пара по сопловым сегментам (по регулирующим клапанам) при изменении нагрузки;

2) давления перед соплами сегментов, за ними и давления за регулирующей ступенью на частичных нагрузках;

3) к. п. д. и внутреннюю мощность регулирующей ступени в зависимости от расхода пара через турбину.

При частичных режимах работы турбины расходы пара через сопловые сегменты можно рассматривать состоящими из двух ча­

156

часть через частично открытые регулирующие клапаны, т. е. дрос­ селируемая часть пара (рис. 109).

Для определения расхода первой и второй частей достаточно найти давления перед соплами открытых клапанов роп и в камере

Относительное противодавление за расширяющимися соплами Лаваля, при котором достигается критический расход (для пере­ гретого пара k = 1,3),

157

Давление перед соплами полностью открытых клапанов !роп находят по известным опытным характеристикам стопорных и ре­ гулирующих клапанов в зависимости от расхода. Если такие ха­ рактеристики отсутствуют, то потери давления в клапанах можно приближенно оценить равными 5% начального давления перед стопорным клапаном, причем 3% соответствуют потерям в стопор­ ном клапане и 2 % приходится на потери в регулирующих клапа­ нах и сопловых коробках. Указанные цифры относятся к расчет­ ному (номинальному) расходу пара. При изменении расхода пара потери давления в стопорном клапане могут определяться по из­ вестному соотношению закона сопротивления

Др1с = ДРс (-Д -)2’

где Арс и Др1с — потери давления в стопорном клапане соответ­ ственно на расчетном и частичном режимах.

Таким образом, давление перед регулирующими клапанами на частичном режиме

Потери давления в полностью открытых регулирующих кла­ панах с некоторыми допущениями можно принимать постоянными не зависящими от режима работы турбины. Фактически эти потери будут изменяться, так как расход пара через полностью открытые регулирующие клапаны изменяется, если режим течения в соплах докритический. Однако эти изменения невелики и с достаточной для практики точностью можно считать потери давления в пол­ ностью открытых регулирующих клапанах неизменными.

Давление перед соплами в сегментах полностью открытых регу­ лирующих клапанов

Роп = Ро — Дрр,

где Лрр — потеря давления в полностью открытом регулирующем клапане.

Давление р 21 пара в камере регулирующей ступени на проме­ жуточном режиме определится по формуле (81) Стодолы, приме­ ненной к отсеку турбины от камеры регулирующей ступени до камеры за последней ступенью (для турбины без регулируемых отборов пара) или до камеры первого регулируемого отбора пара (для турбины с регулируемыми отборами пара).

Чтобы найти давление за соплами открытого регулирующего клапана, необходимо вычислить степень реакции регулирующей ступени. В случае одновенечной ступени степень реакции для недросселированного потока вычисляют по значению Хф, определяе­ мого по теплоперепаду h\ между начальной точкой роп и цоп и дав­

лением р 21 в камере регулирующей ступени (рис. ПО) в соответ­ ствии с рис. 15 или по формуле (8 ) с учетом поправок на отклоне-

158

ние площадей Д/, связанных с зазорами в проточной части и изме­ нившейся степенью парциальности ступени е. Величину давления за соплами находят с помощью is-диаграммы, в которой от состоя­ ния перед соплами, определяемого по давлению роп и удельному объему уоп, откладывают отрезок, соответствующий теплоперепаду сопл на частичном режиме.

Таким образом, после описанных подготовительных вычислений по формуле (86) можно найти расход пара через сопла открытых регулирующих клапанов.

Расход пара через ча­ стично открытый регулирую­ щий клапан

G11 = Gx — G1,

где Gx — общий расход пара через турбину на промежу­ точном режиме в кг/с.

Наличие перекрытия при открытии регулирующих кла­ панов осложняет расчет, так как в области перекрытия обычно два клапана имеют различную степень откры­ тия. Распределение расходов между этими клапанами нахо­ дят последовательными при­ ближениями с учетом требо­ ваний к перераспределению, вызванных работой системы регулирования,

Для двухвенечной регулирующей ступени расчет расходов ведется аналогично. При определении давления за соплами ис­ пользуют зависимости суммарной степени реакции на первом и втором рабочих венцах и направляющем аппарате 2 р' от характе­ ристики Хф и других величин {F2IFU FJ FX, £р').

Давление за соплами находят по is-диаграмме: от начальной точки роа, уоп откладывают отрезок, равный тепловому перепаду

сопл на промежуточном режиме ho (1 — 2 Р#)> в конце этого от­

резка находится изобара р\ (рис. ПО).

Распределив давления и расходы по регулирующим клапанам

исоответствующим сегментам сопл, определяют внутренний к. п. д.

имощность регулирующей ступени.

К. п. д. для потока через полностью открытые регулирующие клапаны определяют с использованием методики, изложенной в гл. II для одновенечной ступени и в гл. IV для двухвенечной сту­ пени.

При этом известны: теплоперепад ступени ho, высоты сопловой и рабочей решеток / х и /2, частота вращения турбины, средний диа-

159