Экзаменационный билет №6

1. Распределение давлений и тепловых перепадов по ступеням турбины при переменном расходе пара.

Расчет каждой ступени турбины при переменном режиме, начиная с последней и заканчивая первой, связан с большими затратами труда и времени. По­этому необходима более простая методика отыска­ния давлений и теплоперепадов по ступеням турби­ны при режимах, отличающихся от расчетного.

Рассмотрим на примере проточной части турби­ны произвольной конструкции, как из­меняется давление в ступенях турбины при измене­нии расхода пара. Допустим, что для расчетного ре­жима известны секундный расход пара G₀, проте­кающего через проточную часть, и параметры его в каждой ступени. Известны также размеры сопло­вых и рабочих решеток каждой ступени.

Будем считать сопловые и рабочие решетки ря­дом последовательных сопротивлений, расположен­ных на пути протекания пара.

Давление пара р_1а в произвольной промежуточ­ной точке турбины представим в виде суммы:

где р₂ — давление на выходе из группы ступеней; — сумма перепадов давлений в ступенях дан­ной группы. Перепады ∆1р, ∆2р ... возникают вследствие сопротивления, создаваемого решетка­ми ступеней при произвольном расходе пара.

Если в какой-либо ступени из данной группы скорость пара станет равной или больше критиче­ской, давление за этой ступенью не будет влиять на параметры в предыдущих ступенях, а расход пара при неизменной площади проходного сечения бу­дет зависеть только от пара­метров перед решетками предыдущих ступеней и определяться равенством .

Если в рассматриваемых преде­лах изменения расхода пара ступени работают со скоростями, превышающими критическую, расход пара при изменившемся состоянии или один из па­раметров пара при изменившемся расходе через группу ступеней можно найти по формуле , здесь р00,T00,х00 – параметры соответствующие расчетному расходу пара G0, р01,T01,х01 – параметры соответствующие изменившемуся расходу пара G. А в случае, когда все ступени работают с докритическими скоростями, — по формуле

Детальные расчеты и опыт показывают, что уравнения с достаточной степенью точности характеризуют зависимость давлений в ступенях турбины от расхода как перегретого, так и влажного пара.

Экзаменационный билет №7

1. Тепловой процесс турбины при переменном расходе пара и различных способах парораспределения.

Характер теплового процесса турбины при пере­менном режиме зависит от способа парораспреде­ления, т.е. от того, каким образом достигается изме­нение расхода пара через турбину.

В паровых турбинах применяют три способа па­рораспределения: дроссельное, сопловое и обвод­ное — с наружным или внутренним обводом.

При дроссельном парораспределении все коли­чество пара, подводимого к турбине, регулируется одним или несколькими одновременно открываю­щимися клапанами, после которых пар поступает в общую для всех клапанов сопловую группу.

При сопловом парораспределении пар протекает через несколько регулирующих клапанов, каждый из которых подводит пар к своему отдельному со­пловому сегменту, причем открытие клапанов про­изводится последовательно.

При обводном наружном парораспределении после полного открытия регулирующих клапанов, подводящих пар к сопловой решетке первой ступе­ни, дальнейшее увеличение расхода пара произво­дится через обводный клапан к одной из промежу­точных ступеней, в обход нескольких первых сту­пеней, включая регулирующую.

Иногда в турбинах, рассчитанных на высокое давление и высокую начальную температуру, при­меняют внутренний обвод, при котором пар из каме­ры регулирующей ступени подается через обводный клапан в обход нескольких первых нерегулируемых ступеней. При открытии внутреннего обвода откры­вается дополнительная сопловая группа, подводя­щая пар к регулирующей ступени, благодаря чему давление и температура пара в камере регулирую­щей ступени сохраняются приблизительно постоян­ными, несмотря на увеличение расхода пара.

Дросеельное парораспределение. При дрос­сельном парораспределении все количество пара, поступающего в турбину при сниженных нагрузках, подвергается дросселированию.

Сопловое парораспределение. Впуск пара в турбину при сопловом парораспределении управ­ляется несколькими регулирующими клапанами, открывающимися в определенной последовательно­сти. От каждого клапана пар направляется к само­стоятельному сопловому сегменту. Благодаря этому потери от дросселирования при сни­женной нагрузке распространяются не на все коли­чество пара, как при дроссельном парораспределе­нии, а только на ту его часть, которая протекает че­рез не полностью открытый клапан. При полном же открытии всех или нескольких (одного, двух и т.д.) регулирующих клапанов и закрытых остальных клапанах потери от дросселирования вообще отсут­ствуют. Поэтому экономичность турбины с сопло­вым парораспределением при изменении нагрузки сохраняется более устойчиво, чем экономичность турбины с дроссельным парораспределением. Осо­бенно большое преимущество имеет сопловое паро­распределение для турбин с противодавлением, в которых из-за большого значения отношения р2/р1 потери от дросселирования весьма заметны.

В стационарных турбинах, работающих на элек­тростанциях, сопловое парораспределение получи­ло наиболее широкое распространение.

Обводное (байпасное) парораспределение. Об­водное парораспределение чаще всего применяют вместе с дроссельным. Однако в ряде случаев оно сочетается и с сопловым парораспределением, в ча­стности для обеспечения перегрузки турбины сверх экономической мощности.