9 Розрахунок принципової теплової схеми турбіни

Розрахунок ПТС турбіни з протитиском зводиться до розрахунку витрати пари на турбіну за її електричною потужністю, оскільки у даній схемі теплофікаційний блок підпорядкований споживанню електроенергії. загальної економічності ПТУ).

П ри наявності нерегульованих регенеративних відборів і повернення з виробництва конденсату при незаданій температурі живильної води задача може бути розв’язана лише методом попередньої наб-лиженої оцінки витрати пари на турбіну з наступ-ним її уточненням методом послідовних наближень.

Для попередньої оці-нки витрати пари на тур-біну спростимо принципову теплову схему, замінивши у ній регенеративні підігрівачі РП 1, РП 2 і РП 3 одним умовним регене-ративним підігрівачем РП. Теплову схему спрощеної ПТУ див. на рис. 2.

9.1 Визначаємо баланс пари у спрощеній схемі

У випадку спрощеної теплової схеми витрата пари на турбіну визначається з балансового рівняння

D_т = D _р + D_пт; D_пт = D_д + D_сп , (1)

D_р – витрата пари у відборі для умовного регенеративного підігрівача змішувального типу, т/год.; D_д – витрата пари на деаератор, т/год. ; D_сп – відпуск пари зовнішньому споживачу, т/год.

Зауваження. Якщо тиски споживачів пари і в деаераторі не спів-падають, то лінії відборів пари для деаератора і споживачів повинні бути розділені. Це значить, що спрощена схема розрахунку на рис. 2 повинна мати не один, а два відбори. Відповідно, розрахунок спрощеної схеми дещо ускладнюється. При цьому в табл. 4 буде не три, а чотири відбори: три на підігрівачі і один на деаератор.

9.2 Будуємо робочий процес пари у турбіні на „h–s” діаграмі

Робочий процес на „h-s”-діаграмі будуємо так, див. рис. 3. Через лінію ізобари Р₀ = 12 МПа проводимо ізотерму t₀ = 520 ºС. На перетині цих ліній зна-ходимо точку 0 яка характеризує стан пари перед турбіною. З точки 0 прово-димо вертикальну лінію – ізоентропу до перетину з лінією ізобари Р_к = 0.4 МПа, отримаємо точку ks. Точка ks характеризує стан пари в кінці теоретич-ного процесу розширення в турбіні до тиску Р_к у відборі для споживачів пари.

Теплоперепад теоретичного процесу розширення пари у турбіні визна-чаємо за формулою

Δh₀ = h₀ – h_ks, (2)

h₀ – ентальпія перегрітої пари у початковому стані перед входом у турбіну (параметри свіжої пари Р₀, t₀, за цими даними знаходимо за таблицями чи на діаграмі стану перегрітої водяної пари величину h₀), значення h₀ = 3400 кДж/кг; аналогічно визначаємо h_ks – ентальпію пари в кінці теоретичного процесу розширення у турбіні, h_ks = 2600 кДж/кг,

Δh ₀ = 3400 – 2600 = 800 кДж/кг

Для побудови дійсного процесу розширення пари у турбіні визначаємо його теплоперепад, тобто враховуємо втрати ексергії у турбіні, які визначаються за внутрішнім відносним ККД

Δh_і = Δh ₀ · η_вв = 800 · 0.94 = 752 кДж/кг. (3)

З точки 0 на „h-s” діаграмі відкладаємо (вертикально) величину дійсного теплоперепаду Δh_і до точки k₀, з якої проводимо горизонтальну лінію до перетину з ізобарою Р_к, отримуємо точку k, яка характеризує стан пари в кінці дійсного процесу розширення. Лінія 0-ks – теоретичний процес розширення, а умовна лінія 0-k – відповідає дійсному процесу розширення.

Ентальпію пари в кінці дійсного процесу розширення визначають зі співвідношення

h_k = h₀ – (h₀ – h_ks) · η_вв = 3400 – (3400 - 2600) · 0.94 = 2648 кДж/кг.

Р езультати визначення параметрів пари у робочих точках заносимо у табл. 3.

Ентальпія пари в кінці реального процесу більша за ентальпію в ідеальному внаслідок перетворення частини кінетичної енергії потоку пари у внутрішню енергію (внутрішнє тертя).

Таблиця 3.

Параметри робочого тіла в робочому процесі ПТУ

Точки діаграми	Параметри стану пари
	Р, МПа	t, ºC	tнас, ºС	h, кДж/кг
0	12	520	325	3400
1	3	320	234	3036
2	1.75	254	206	2888
3	0.96	180	178	2784
ks	0.4	-	143.6	2600
k	0.4	-	143.6	2648