3. Основные расчетные соотношения

При выполнении лабораторных работ энергетическая эффективность исследуемой турбоустановки определяется по двум основным показателям: удельному расход теплоты на выработку электроэнергии и удельной выработке электроэнергии на единицу отпуска теплоты . Удельные затраты теплоты на выработку электроэнергии определяют по формуле

,	(1)

где – затраты теплоты на турбоустановку, кВт;

– нагрузка отопительных отборов турбины, кВт;

– электрическая мощность, кВт.

Затраты теплоты на турбоустановку составляют

, кВт,	(2)

где – расход свежего пара на турбину, кг/с;

– энтальпия свежего пара, кДж/кг;

– расход питательной воды после ПВД-7, кг/с;

– энтальпия питательной воды после ПВД-7, кДж/кг;

– энтальпия питательной воды на входе в ПВД-5, кДж/кг;

– энтальпия питательной воды на выходе из деаэратора, кДж/кг.

Первые два слагаемых в формуле (2) учитывают теплоту, подводимую к рабочему телу в котельном агрегате, а третье – в питательном насосе.

Тепловая нагрузка отборов турбины равна

, кВт,	(3)

где – нагрузка НСП, кВт;

– нагрузка ВСП, кВт.

Потери теплоты в холодном источнике (конденсаторе) определяют как сумму теплоты конденсации потока пара , поступающего в конденсатор из ЧНД, и теплоты дополнительных пароводяных потоков , поступающих в конденсатор помимо ЧНД (рециркуляция основного конденсата, постоянно действующие дренажи турбины, слив конденсата из подогревателей, пар из концевых уплотнений и т.д.):

, кВт,	(4)

где – энтальпия насыщения воды при давлении , кДж/кг;

– энтальпия пара, поступающего из ЦНД в конденсатор, кДж/кг;

– расход пара в конденсатор, кг/с.

При работе по тепловому графику (с закрытой РД) основной составляющей в (4) являются потери с рециркуляцией основного конденсата

, кВт,	(5)

где – энтальпия потока рециркуляции, кДж/кг;

– расход рециркуляции, кг/с.

Затраты теплоты на турбоустановку, если пренебречь незначительными потерями в окружающую среду, не связанными с конденсацией пара, по закону сохранения и превращения энергии можно определить как

, кВт,	(6)

где – внутренняя мощность турбины, кВт.

Последняя складывается из мощностей частей высокого, среднего и низкого давления:

.	(7)

Электрическая мощность:

.	(8)

Величина учитывает механические потери валопровода, преимущественно в подшипниках, и потери в генераторе и составляет для турбин данного типа 800–1400 кВт в зависимости от .

Из формул (6)–(8) следует, что

.	(9)

Последнее соотношение позволяет анализировать связи между изменениями различных составляющих суммарного изменения расхода теплоты на турбоустановку при переходе от некоего исходного к расчетному режиму работы.

Полученные зависимости в пояснительной записке следует представлять и в табличном, и (при условии их вычисления в промежуточных режимах) в графическом виде.

Тепловая нагрузка нижнего сетевого подогревателя может быть определена как

, кВт,	(10)

где – энтальпия насыщения воды в ВСП, кДж/кг;

– энтальпия пара в 7 отборе (на НСП), кДж/кг;

– расход пара на НСП, кг/с.

Аналогично для ВСП, связанного с 6-м отбором, тепловая нагрузка равна

, кВт.	(11)

С другой стороны, без учета потерь теплоты в подогревателях, тепловые нагрузки сетевых подогревателей составляют:

, кВт,	(12)
, кВт.	(13)

где – энтальпия обратной сетевой воды, кДж/кг;

– энтальпия сетевой воды на выходе из НСП (на входе в ВСП), кДж/кг;

– энтальпия сетевой воды на выходе из ВСП, кДж/кг;

– расход сетевой воды для каждого из подогревателей, кг/с.

При анализе причин изменения мощности отсеков и цилиндров турбины от студентов требуется знание следующих основных закономерностей.

Расход пара через -й отсек турбины (группу ступеней между последовательными отборами) в широком диапазоне режимов (когда объемный расход пара через ступени отсека составляет 50% от номинального и более) подчиняется в первом приближении упрощенному уравнению Стодолы-Флюгеля

,	(14)

где – коэффициент пропускной способности отсека с порядковым номером ;

– расход пара через -й отсек;

– давление пара в проточной части на входе в отсек;

– давление пара после отсека.

Работа ступеней ЧНД при работе в малорасходных режимах уравнению (13) не подчиняется. Кроме того, наличие РД приводит к тому, что изменение ее положения меняет и величину k. Поэтому для ступеней ЧНД этой формулой можно пользоваться (в том числе для анализа) только при степени открытия регулирующей диафрагмы =100%.

Внутренняя мощность -го отсека определяется как

, кВт,	(15)

где – энтальпии пара соответственно на входе в отсек и на выходе из него, кДж/кг.

Относительный внутренний к.п.д. отсека определяется как

,	(16)

где – действительный теплоперепад, кДж/кг;

– теоретический (изоэнтропный) теплоперепад (от давления до давления ), кДж/кг.