10 Что такое относительный внутренний кпд ступени. Какими потерями отличаются относительный внутренний и относительный лопаточный кпд турбинной ступени.
Для вычисления полезной мощности ступени Ni, развиваемой ступенью на роторе (внутренняя мощность), необходимо учитывать дополнительные потери. Соответственно мощности Ni вводится понятие внутреннего относительного КПД: oi = Ni/N0 = о.л. – тр – парц. – у – вл.
Относительный лопаточный КПД ступени скорости определится, если полученную на лопатках работу разделить на располагаемую энергию: о.л = Lu/Е0.
С другой стороны, работу, развиваемую паром в рабочих решётках можно найти если из располагаемой энергии вычесть потери, возникающие во всех элементах проточной части ступени: Lu = E0 – hр – hс – hп – hр – hв.с.
Разделив работу на располагаемую энергию, найдём КПД:
.
Относительный
внутренний КПД ступени – отношение
полезной мощности, развиваемой ступенью
на роторе к располагаемой мощности
ступени: Ni/N0
(
)_
Относительный лопаточный КПД ступени - отношение мощности, развиваемой на рабочих лопатках к располагаемой мощности ступени: Nu/N0.
(потери
в сопловых лопатках, в рабочих лопатках,
и с выходной скоростью)
Что такое эрозия. Какие меры борьбы с ней вы знаете.
При ударе капель влаги о входную кромку в материале лопаток возникает разрушение, называемое эрозионным износом.
Для защиты рабочих лопаток от эрозионного разрушения применяют следующие мероприятия: 1) повышение температуры свежего пара, промежуточный перегрев, применение выносных сепараторов в сочетании с промежуточным перегревателем для влажно-паровых турбин АЭС; 2) применение различных влагоулавливающих устройств в проточной части турбины; 3) увеличение осевых зазоров между соплами и рабочими лопатками, способствующее дроблению капель и снижению рассогласования скоростей влаги и пара; 4) отказ от бандажных проволок, способствующих концентрации влаги; 5) применение продольных канавок на входной части спинки лопатки у периферии; влага в канавках демпфирует удары капель и, кроме того, канавки способствуют сепарации влаги лопаткой; 6) применение эрозионностойких материалов, упрочнение поверхности лопаток, применение защитных покрытий.
Для упрочнения входных кромок лопаток со стороны спинки к ним припаиваются серебряным припоем накладки, изготовленные из стеллита. Стеллит – сплав на кобальтовой основе, обладающий высокой твёрдостью и износостойкостью.
Удаление влаги из проточной части турбины существенно снижает эррозионный износ и наряду с этим способствует уменьшению потерь энергии от влажности.
Каким образом протекаем рабочий процесс в многоступенчатой турбине. Какие преимущества и недостатки многоступенчатой турбины вы знаете?
Для привода генераторов электрического тока большой мощности применяются паровые турбины высокой экономичности. Такие турбины выполняются многоступенчатыми.
Во многих турбинах применяется сопловое парораспределение. При этом первая ступень при изменении пропуска пара работает с изменяющейся парциальностью и в этом отношении отличается от последующих ступеней турбины. Такая ступень называется регулирующей ступенью.
В многоступенчатой турбине полный располагаемый теплоперепад от начального состояния пара до давления в выходном патрубке распределяется между последовательно расположенными ступенями турбины. Таким образом, каждая из ступеней перерабатывает лишь часть общего теплоперепада, приходящегося на всю турбину.
Подводимый к турбине пар протекает через стопорный и регулирующие клапаны. Это течение сопровождается потерями, так что давление пара р0 перед сопловой решёткой регулирующей ступени несколько ниже (на 4 – 6 %), чем давление перед стопорным клапаном турбины.
В сопловой решётке первой ступени пар расширяется от давления р0 до давления р1, за счёт чего скорость при истечении из сопловой решётки возрастает до с1. Основная часть кинетической энергии с12/2 парового потока преобразуется при протекании через рабочие решётки регулирующей ступени в энергию вращения ротора турбины, так что при выходе из рабочих лопаток паровой поток имеет уже незначительную скорость с2. Таким образом, расширение пара продолжается в последующих ступенях до тех пор, пока не будет достигнуто давление рк в выходном патрубке турбины.
Преимущества:
оптимальное отношение скоростей u/cф , следовательно высокий КПД( чем больше ступеней, тем меньше теплоперепад на каждую ступень);
с увеличением числа ступеней высота сопловых и рабочих лопаток во всех ступенях турбины увеличивается, т. е. уменьшаются концевые потери и протечки пара;
энергия выходной скорости предыдущей ступени используется в сопловых лопатках последующей, т. е. повышает располагаемую энергию последующей ступени (потери энергии с выходной скоростью в промежуточных ступенях равна нулю);
тепловая энергия потерь предыдущих ступеней частично используется для выработки полезной энергии в последующих ступенях (возврат теплоты)4
конструкция позволяет осуществлять отборы пар для регенеративного подогрева питательной воды и промперегрева пара, которые существенно повышают КПД турбины.
Недостатки:
с увеличением числа ступеней усложняется конструкция и стоимость изготовления турбины;
повышенные потери от утечек пара как в переднем, так и в диафрагменных уплотнениях