54.Влияние регенеративного подогрева конденсата и питательной воды на тепловую экономичность установки.

Потери теплоты с охлаждающей водой в кон­денсаторе турбины прямо пропорциональны коли­честву отработавшего пара, поступающего в кон­денсатор. Расход пара в конденсаторе можно значи­тельно уменьшить (на 30—40%) путем отбора его для подогрева питательной воды из нескольких сту­пеней турбины после того, как о» произвел работу в предшествующих ступенях.

При большой разнице между температурой ис­парения воды в котле и температурой конденсата, откачиваемого из конденсатора, можно подогревать питательную воду паром, отбираемым из промежу­точных ступеней турбины, использовав его теплоту парообразования. Такой подогрев питательной во­ды называется регенеративным.

Регенеративный цикл по сравнению с обычным циклом имеет более высокую среднюю температу­ру подвода теплоты при той же самой средней тем­пературе ее отвода и поэтому обладает более высо­ким термическим КПД.

Повышение экономичности в цикле с регенера­цией так же, как и в комбинированном цикле, про­порционально мощности, вырабатываемой на тепло­вом потреблении, т.е. на базе теплоты, переданной питательной воде в системе регенерации. Это коли­чество теплоты зависит от разности температур пи­тательной воды и конденсата и практически не зави­сит от числа регенеративных отборов пара. На практике, исходя из технико-экономических расчетов, применяется ограниченное число отбо­ров, обычно не более девяти. При этом точки отбо­ра выбираются с таким расчетом, чтобы в каждом из подогревателей энтальпия питательной воды по­вышалась приблизительно на одно и то же значе­ние, т.е. чтобы теплопадения между соседними от­борами пара были приблизительно одинаковыми.

Путем регенеративного подогрева температура питательной воды, вообще говоря, могла бы быть повышена до температуры, близкой к температуре насыщения, соответствующей давлению свежего пара. Однако при этом сильно возросли бы потери теплоты с уходящими газами котла. Поэтому в ме­ждународных нормах типоразмеров паровых тур­бин рекомендуется выбирать температуру питатель­ной воды на входе в котел равной 0,65— 0,75 температуры насыщения, соответствующей давлению в котле. В России при сверхкритических параметрах пара и начальном давлении ею р₀ = 23,5МПа температура питательной воды прини­мается равной 265—275 °С.

Относительный выигрыш в удельном расходе теп­лоты для установок без промежуточного перегрева (а) и с промежуточным перегревом (б)

БИЛЕТ 25.

25. Определение основных размеров ступени турбины (d или h0, f, или )

На рис. 3.1 прицелены схематические чертежи проточной части одновенечной турбинной ступени. При расчете ступени (турбины решают две взаимосвязанные задачи: 1) об определении основных размеров сопловых и рабочих лопаток: высот l₁ и l₂, углов выхода α₁, и β₂; о выборе типа применяемого профиля лопаток и его угла установки, размера хорды, относительного и абсолютного шагов лопаток, их числа z1,. z2, значений зазоров и перекрыт в ступени, типа бандажа рабочих лопаток и других характеристик; 2) об определении относительных КПД ступени и ее мощности и усилий, действующих на рабочие лопатки. Решение таких задач должно быть подчинено требованиям высокой надежности и экономичности ступени с учетом затрат при се изготовлении. Размеры сопловых и рабочих лопаток турбинных ступеней определяют одновременно с расчетом и построением треугольников скоростей. Ступень рассчитывают мо следующим исходным данным: 1) расходу пара (газа) через ступень G; 2) параметрам пара перед ступенью с_0,р₀ и t₀; 3) давлению за ступенью p₂ . Также известны приближенные значения отношения скоростей , средний диаметр ступени d и степень реактивности .

При вычислении размеров сопловой решетки при дозвуковых скоростях на выходе из этой решетки основными расчетными размерами являются площадь горловых сечений F₁,. высота лопаток l₁ и степень парциальности e. Площадь горловых сечений, или выходная площадь сопловой решетки, F₁=O₁l₁z₁ (рис. 3.2) может быть определена из уравнения неразрывности с использованием коэффициента расхода сопловой решетки μ₁

теоретическая скорость на выходе из сопловой решетки v_1t объем при и изоэнтропийном расширении в сопловой решетке (рис. 3.3); μ₁ — коэффициент расхода сопловой решетки.

площадь горловых сечении, или выходную площадь рабочей решетки, F₂=O₂l₂z₂ определяют по формуле

Для двухвенечной cтупени размеры сопловой и рабочей решеток первого ряда рассчитывают аналогично размерам решеток одновенечной ступени, а размеры направляющей и рабочей решеток второго ряда — аналогично рабочей решетке одновенечной ступени.

Для направляющей решетки порядок определения размеров следующий. По известной из расчета рабочей решетки первого ряда высоте l₂ находят высоту направляющей решетки :Далее вычисляют угол выхода потока из направляющей решетки: скорость на выходе из направляющей решетки ; удельный объем на выходе из направляющей решетки определяют с помощью hs-диаграммы; коэффициент расхода направляющей решетки μ_Н близок к значениям коэффициентов расхода рабочих решеток активного типа. По углу выхода потока из атласа профилей выбирают профиль направляющей лопатки из серии активных профилей и строят входной треугольник скоростей для рабочих лопаток второго ряда. Коэффициент скорости и хорду b_н находят так же, как для рабочей решетки одновинечной ступени.

Далее определяют размеры рабочих лопаток второго ряда. По известной из расчета направляющей решетки высоте , находят высоту рабочих лопаток второго ряда: : при этом значения перекрыш , и для рабочей решетки второго ряда, как и для направляющей, выбирают по рекомендациям, приведенным выше для одновенечых ступеней.

Угол выхода потока из рабочей решетки второго ряда вычисляют по формуле

Здесь теоретическая скорость на выходе из рабочих лопаток; - удельный объем на выходе из рабочих лопаток второго ряда; — коэффициент расхода рабочей решетки второго ряда (см. рис. 3.4).

По углу выхода потока из атласа профилей выбирают профиль рабочей решетки и строит треугольник скоростей на выходе из рабочей решетки второго ряда (см. рис. 2.18).

Коэффициент скорости и размер хорды . находят так же, как для рабочей решетки одновенечной ступени.