Построение диаграммы режимов теплофикационной турбины с одним регулируемым отбором. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Тепловые дв
.pdf
Максимальный пропуск |
пара |
|
в |
конденсатор Dmax |
будет находиться |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dmax |
|
|
|
N эн |
|
3600 . |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
к |
|
м |
г |
H к |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Откладывая на оси абсцисс N |
э |
N н , |
а на оси ординат |
D Dmax , получим |
|||||||||
|
|
|
|
|
э |
|
|
|
|
|
0 |
к |
|
одну из точек линии конденсационного режима. |
|
|
|
||||||||||
Вторая точка линии конденсационного режима определяется |
|||||||||||||
параметрами холостого хода: на оси |
абсцисс |
Nэ Nэхх , |
а на |
оси ординат |
|||||||||
D0 0 т/ч. Холостым ходом называется режим работы турбины, |
при котором |
||||||||||||
вся выработанная мощность идет на покрытие потерь энергии. |
|
||||||||||||
Определим мощность холостого хода турбоагрегата по уравнению [3]: |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
хх |
|
н |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||
N э |
N |
э |
|
|
|
|
м |
|
1 . |
|
|
||
|
|
|
|
т |
г |
|
|
|
|||||
Угловой коэффициент линии конденсационного режима находится с учетом приведенных выше координат двух точек по формуле
Dmax
kотб N н к N хх . э э
Расход пара на турбину при холостом ходе в конденсационном режиме:
D хх |
Dmax |
|
N хх . |
к |
|
||
|
|
||
к |
N н N хх |
э |
|
|
|
||
|
э |
э |
|
Уравнение линии конденсационного режима:
D0 kотб Nэ Dкхх .
3. Построение линии противодавления
Линия противодавления характеризует режим работы турбоагрегата,
когда весь поступивший в турбину свежий пар проходит только через часть высокого давления и далее направляется в отбор. В часть низкого давления турбины и конденсатор пар не поступает (Dк=0 т/ч). Линия противодавления описывает теплофикационный режим работы турбины, при котором выработка электричества минимальна, а тепловая нагрузка максимальна.
11
Стоит отметить, что линия противодавления имеет чисто теоретическое значение, так как должен быть минимальный вентиляционный пропуск пара в конденсатор для отвода теплоты трения из части низкого давления [4].
Максимальная мощность Nэmax , |
развиваемая турбиной, |
определяется при |
|||||||||||||||||||
максимальном расходе пара на турбину D max |
|
|
по следующей формуле: |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nэmax |
|
Dmax |
H |
отб |
м г . |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
3600 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Таким образом, линия противодавления проходит через точку с |
|||||||||||||||||||||
координатами: на оси абсцисс N |
э |
N max |
и на оси ординат D Dmax . |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
Вторая точка линии противодавления имеет следующие координаты: на |
|||||||||||||||||||||
оси абсцисс N |
э |
N хх , а на оси ординат |
|
|
D 0 т/ч. |
|
|||||||||||||||
|
э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Угловой коэффициент линии противодавления находится с учетом |
|||||||||||||||||||||
приведенных выше координат двух точек по формуле |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
kк |
|
|
|
|
Dmax |
|
|
. |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N max N |
хх |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
э |
|
|
|
э |
|
|
||
Расход пара на турбину при холостом ходе в режиме с противодавлением |
|||||||||||||||||||||
определяется по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
D хх |
|
|
|
|
|
|
|
Dmax |
|
|
N хх . |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
отб |
|
|
N max |
N хх |
|
|
э |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
э |
|
|
|
|
э |
|
|
|
|
|
Уравнение линии противодавления: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
D k |
к |
N |
э |
Dхх . |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
отб |
|
||||
4. Построение линий постоянного пропуска пара в конденсатор Dк=const
Линии постоянного пропуска пара в конденсатор представляют семейство параллельных прямых, ограниченных слева линией минимального пропуска пара в конденсатор, а справа – прямой Nэ Nэmax const .
Минимальный пропуск пара в конденсатор определяется конструкцией турбины и находится в пределах 5-10% от максимального пропуска пара в конденсатор. В дальнейших расчетах минимальный пропуск пара в конденсатор Dкmin принимаем в размере 10% от максимального пропуска пара в конденсатор Dкmax , значение которого находится при построении линии конденсационного режима.
12
Находим точку с ординатой Dmin |
на линии конденсационного режима. |
|||||||||
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
Через данную точку с угловым коэффициентом kк |
(параллельно |
линии |
||||||||
противодавления) проводим прямую до пересечения с линией Nэ |
Nэmax const . |
|||||||||
Это и будет линия минимального пропуска пара в конденсатор. |
|
|
||||||||
Для построения линии максимального пропуска пара в конденсатор |
||||||||||
необходимо через точку с координатами D Dmax и N |
э |
N н провести прямую с |
||||||||
|
|
|
|
0 |
к |
|
э |
|
|
|
угловым коэффициентом kк |
до пересечения с линией Nэ |
Nэmax const . Данная |
||||||||
линия является линией максимального пропуска пара в конденсатор. |
|
|||||||||
Построим несколько линий для следующих значений расхода пара в |
||||||||||
конденсатор: D |
0,2 Dmax , D |
0,4 Dmax |
, D |
0,6 Dmax |
, D |
0,8 Dmax , D |
Dmax . |
|||
к.1 |
к |
к.2 |
к |
к.3 |
к |
|
к.4 |
к |
к.5 |
к |
Линия постоянного |
пропуска пара |
в конденсатор Dк |
const |
будет |
||||||
строиться следующим образом: на линии конденсационного режима находится точка с ординатой D Dк const , через эту точку проводится отрезок прямой с угловым коэффициентом kк до пересечения с линией Nэ Nэmax const .
Полученный отрезок и будет являться линией постоянного пропуска пара в конденсатор.
5. Построение линий постоянного расхода пара в отбор Dотб=const
Значение максимального расхода пара в отбор находится по формуле
|
|
|
Dmax Dmax |
Dmin . |
|
||
|
|
|
отб |
0 |
к |
|
|
Построим несколько линий для следующих значений постоянного отбора |
|||||||
пара: |
|
|
|
|
|
|
|
D |
0,2 Dmax |
, D |
0,4 Dmax |
, D |
0,6 Dmax , |
||
отб.1 |
|
отб |
отб.2 |
|
отб |
отб..3 |
отб |
|
|
D |
0,8 Dmax , |
D |
Dmax . |
||
|
|
отб.4 |
|
отб |
отб..5 |
отб |
|
Линия постоянного отбора слева ограничена линией минимального |
|||||||
пропуска пара в конденсатор. |
|
|
|
|
|
||
Ограничение справа |
зависит от |
сравнения величины отбора Dотб с |
|||||
|
|
|
|
~ |
Если Dотб |
~ |
|
некоторым фиксированным значением |
Dотб . |
Dотб , то в этом случае |
|||||
13
линия постоянного |
отбора справа |
будет |
ограничена линией максимального |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
пропуска пара в конденсатор. Если |
|
Dотб Dотб , |
|
то в этом случае справа линия |
|||||
постоянного отбора ограничивается прямой Nэ |
Nэmax const . |
||||||||
Значение |
~ |
будет находиться по следующей формуле: |
|||||||
Dотб |
|||||||||
|
|
~ |
|
|
N |
эmax |
N эн |
|
|
|
|
Dотб |
|
|
|
|
|
3600 . |
|
|
|
м |
г |
|
|
||||
|
|
|
|
H отб |
|||||
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение |
Dотб равно расходу |
пара |
|
в теплофикационный отбор, |
|||||
требующемуся для выработки турбиной электрической мощности, равной разности максимальной и номинальной мощностей, при работе турбины в режиме противодавления (пропуск пара в конденсатор отсутствует).
Принцип построения линии с постоянного отбора пара таков:
на линии минимального пропуска пара в конденсатор находится точка с
ординатой |
D D |
Dmin . |
Через |
эту точку |
проводится отрезок |
прямой |
с |
|||||||
|
|
|
0 |
отб |
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
угловым коэффициентом k |
отб |
до пересечения либо с линией |
Dmax const |
(если |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
D |
~ |
) |
или |
до |
пересечения с |
прямой N |
|
N max const |
(если |
D |
~ |
). |
||
D |
э |
D |
||||||||||||
отб |
отб |
|
|
|
|
|
|
|
э |
|
отб |
отб |
|
|
Полученный отрезок и есть линия постоянного отбора пара.
После получения уравнений основных и вспомогательных линий необходимо приступить к графическому построению диаграммы режимов.
На рис. 2 схематически изображена диаграмма режимов теплофикационной турбины с одним регулируемым отбором.
14
D |
|
|
Dmax |
|
|
|
|
D min=const |
|
|
к |
Dк=0 |
|
|
|
Dотб=const |
|
|
|
D max=сonst |
|
|
к |
Dотб =const |
|
|
Dотб=0 |
Nэн |
Nэmax |
|
|
|
Nэхх |
|
Nэ |
Рис. 2. Диаграмма режимов турбины с одним регулируемым отбором |
||
15
Библиографический список
1. Елизаров, Д.П. Тепловые электрические станции / Д.П. Елизаров,
В.Д. Буров, Е.В. Дорохов. – Москва : МЭИ, 2009. – 466 с.
2. Лосев, С.М. Паровые турбины и конденсационные устройства /
С.М. Лосев. – Москва: Энергия, 1964. – 376 с.
3. Дыскин, С.Л. Определение характеристик теплофикационной паровой турбины: методические указания для студентов направления 140100 «Теплоэнергетика» / С.Л Дыскин, С.С. Козлов. – Нижний Новгород: ННГАСУ,
2009. – 38 с.
4. Шегляев, А.В. Паровые турбины : учеб. для вузов / А.В. Шегляев. –
Изд. 5-е, доп. – Москва: Энергия, 1976. – 368 с.
16
ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ РЕЖИМОВ ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ
ТУРБИНЫ С ОДНИМ РЕГУЛИРУЕМЫМ ОТБОРОМ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ккурсовой работе по дисциплине
«Тепловые двигатели»
Составители: Арзамасцев Алексей Геннадьевич, Губарев Василий Яковлевич
Редактор М.Ю. Болгова
Подписано к печати 25.12.2014 . Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Ризография. Объём 1,1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №.
Издательство Липецкого государственного технического университета. Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ.
398600, Липецк, ул. Московская, 30.
17
