Кпд турбинной установки и влияние на него параметров рабочего тела

Как уже указывалось КПД идеального цикла Ренкина характеризует термодинамическое совершенство идеальной ПТУ. В реальной ПТУ имеются потери энергии, поэтому ее действительный коэффициент полезного действия существенно ниже теоретического. Значительную часть потери в элементах установки составляют потери в проточной части турбины, в следствии которых процесс расширения отклоняется от изоэнтропы и заканчивается в точке k’ при значении энтальпии j_k больше, чем j_kt. Это означает, что в работу превращается только теплоперепад H_t = j₀ - j_k, а не H₀. Величина H_t называется используемым теплоперепадом. Отношение ŋ_oj = H_j/H₀ характеризует аэродинамическое совершенство проточной части (“внутренности”) турбины и поэтому называется относительным внутренним КПД турбины. Он показывает, какая часть располагаемой энергии пара в турбине способная превращается в полезную работу, действительно в нее превращается. Если теплоту H_j, превращаемую в турбине в работу, относить не к теплоте H₀, а к теплоте q₁, сообщенной рабочему телу в котле, то получим абсолютный внутренний коэффициент полезного действия: ŋ_j = H_j/q₁ = (H_j/H₀*H₀/q₁) = ŋ_t ŋoj. Таким образом, относительный внутренний КПД ŋoj характеризует эффективность преобразования энергии пара в работу только в турбине, а абсолютный внутренний КПД ŋ_j - эффективность использования в турбине теплоты котла, т.е эффективность всей установки. Поскольку теплоперепад H представляет собой работу 1 кг пара, то произведение GH, где G - расход пара, выражает мощность. Таким образом, относительный внутренний кпд ŋoj является отношением внутренней мощности P₀ = GH₀. Повышение экономичности паровых турбин установки возможно двумя путями: 1) заключается в повышении термодинамического совершенства теплового цикла , 2) повышение качества основных элементов ПТУ, в первую очередь турбины. Увеличение начального давления при неизменной начальной температуре приводит к повышению влажности в конце турбины, снижению кпд и надежности турбины. Если же одновременно с повышением начального давления повышать и начальную температуру, то влажность в конце процесса расширения можно сохранять неизменной. При этом термический кпд будет расти за счет повышения давления, температуры. Однако возможности повышения начальной температуры при умеренной стоимости материала ограничены теплостойкостью пароперегревателя котла, паропроводов и паровпускных частей турбины.

Классификация и маркировка турбин

По цели использования: энергетические, промышленные и вспомогательные; По характеру теплового процесса: конденсационные и теплофикационные; По числу часов работы в год: базовые, полупиковые и пиковые; По используемым параметрам пара: докритического и закритического давления, перегретого. Первая буква характеризуется турбины: К - конденсационная; Т - теплофикационные с отопительным отбором пара; - теплофикационная производственным отбором пара для промышленного потребителя; ПТ - теплофикационная с производственным и отопительным регулируемыми отборами пара; Р - с противодавлением; ПР - теплофикационная с производственным отбором и противодавлением; ТР - теплофикационная с отопительным отбором и противодавлением; ТК - теплофикационная с отопительным отбором и большой конденсационной мощностью; КТ - теплофикационная с отопительными отборами нерегулируемого давления. После буквы в обозначении указывает мощность турбины, МВт (Если дробь, то в числителе номинальная, а в знаменателе максимальная мощность), а затем начальное давление пара перед стопорным клапаном турбины, МПа( кгс/см в старых обозначениях) точка под чертой для турбин типов П, ПТ, Р И ПР указывается номинальное давление производственного отбора или противодавления, МПа. В обозначении турбин атомных электростанций часто присутствует частота вращения ротора.