Е.2.5. Расчет расходов по ступеням турбины

После определения действительного расхода свежего пара в каждом из опытов можно переходить к вычислению расходов пара по ступеням турбины до конденсатора, используя для этого ранее вычисленные по уравнениям теплового баланса расходы пара на регенеративные подогреватели, измеренные расходы пара в регулируемые отборы и данные по протечкам пара через концевые уплотнения цилиндров турбины и уплотнения штоков регулирующих и стопорных клапанов.

Целью определения расходов пара через все отсеки турбины вплоть до конденсатора является, во-первых, составление уравнения энергетического баланса турбоустановки с вычислением энтальпии отработавшего пара, а во-вторых, построение зависимостей давлений по ступеням от расхода через последующий отсек.

Для схемы турбины K-200-130 ЛМЗ, представленной в приложении 7, уравнения разбалансировки расходов по отсекам выглядят следующим образом:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

,

где G_o - расход свежего пара на турбину (перед стопорными клапанами ЦВД);

- расход свежего пара на входе в проточную часть ЦВД (после регулирующих клапанов ЦВД);

- расход пара через ступени от паровпуска ЦВД до I отбора;

- расход пара через ступени от I до II отборов;

- "сквозной" поток пара через ЦВД;

- расход пара после ЦВД;

- расход пара на ЦСД после регулирующих клапанов ЦСД;

- расход пара через ступени от паровпуска ЦСД до III отбора;

- расход пара через ступени от III до IV отборов;

- расход пара через ступени от IV до V отборов;

- расход пара через ступени от V до VI отборов;

- "сквозной" поток пара через ЦСД;

- расход пара на входе в ЦНД;

- расход пара через ступени от паровпуска ЦНД до УП отбора;

- расход пара через ступени от УП отбора до конденсатора турбины;

- "сквозной" расход пара через ЦНД;

- расход отработавшего пара (на выходе из ЦНД);

G₂ - расход пара в конденсатор турбины;

- расход пара через первые обоймы уплотнений ЦНД в конденсатор;

- расход пара, отсасываемого из второй камеры переднего уплотнения ЦВД;

- расход пара, отсасываемого из первой камеры заднего уплотнения ЦВД;

- расход пара, отсасываемого из первой камеры переднего уплотнения ЦСД;

- расход пара через первую обойму заднего уплотнения ЦСД;

G_п4, G_п3, G_п2, G_п1 - расходы пара на подогреватели низкого давления, соответственно ПНД № 4, ПНД № 3, ПНД № 2, ПНД № 1.

Е.3. Расчет энтальпии отработавшего пара

Для определения внутреннего относительного КПД ЦНД, а также для некоторых других расчетов, рассматриваемых далее, необходимо иметь значение энтальпии отработавшего пара, которое невозможно определить по прямым измерениям параметров ввиду того, что пар на выхлопе ЦНД конденсационных турбин является, как правило, влажным.

Существуют косвенные методы определения энтальпии отработавшего пара, один из которых основан на расчете теплового баланса конденсатора, в другом используется баланс тепла и мощности турбины. Следует отметить, что способ, основанный на балансе конденсатора, требует высокой точности измерения расхода охлаждающей воды, так как погрешность в измерении этого расхода даже в 1 % дает погрешность в определении КПД ЦНД примерно 5 %. Поскольку наиболее распространенный метод измерения расхода охлаждающей воды с помощью сегментных диафрагм дает погрешность около 3 %, то способ определения энтальпии отработавшего пара, исходя из баланса конденсатора, применяется очень редко. Ниже приведена формула (46) для расчета энтальпии отработавшего в ЦНД пара (i₂), применительно к схеме, показанной в приложении 7. Эта формула получена из баланса теплоты и мощности турбины и позволяет определить КПД ЦНД с точностью 3 %. Получение более точных результатов затруднительно, так как на погрешности определения i₂ сказываются ошибки измерений практически всех параметров турбины (в том числе расходов и мощности):

(46)

где G_гпп - расход пара после промежуточного перегрева;

, , , , , , - расходы пара соответственно в I, II, III, IV, V, VI и VII отборы турбины;

i_o - энтальпия свежего пара;

i_гпп - энтальпия пара после промежуточного перегрева;

- энтальпия пара, отсасываемого от штоков клапанов ЦВД;

- энтальпия пара, протекающего через первую обойму переднего уплотнения ЦВД;

, , , , , , - энтальпии пара, соответственно I, II, III, IV, V, VI, VII отборов;

- энтальпия пара после ЦВД;

- энтальпия пара, протекающего через первую обойму заднего уплотнения ЦВД;

- энтальпия пара, протекающего через первую обойму переднего уплотнения ЦСД;

- энтальпия пара, отсасываемого от штоков клапанов ЦСД;

- энтальпия пара, протекающего через первую обойму заднего уплотнения ЦСД;

N_т - электрическая мощность на выводах генератора;

N_та - суммарные электромеханические потери турбины и генератора;

Q_та - суммарные тепловые потери турбоагрегата в окружающую среду, принимается по оценке [15].