1. Турбина – тепловой двигатель роторного типа, в котором преобразование энергии идет в 2 этапа: 1) в сопловой решетке тепловая энергия преобразуется в кинетическую энергию движения газа;2) в рабочей решетке кинетическая энергия потока газа преобразуется в механическую энергию вращения ротора турбины.

Ступень турбины - совокупность сопловой решетки , в которой тепловая энергия преобразуется в кинетическую энергию движения пара или газа, и одной или нескольких рабочих решеток в которых кинетическая энергия потока преобразуется в механическую энергию вращения ротора турбины.

2. схема и цикл газотурбинной установки. ГТУ простого цикла

К- компрессор, КС – камера сгорания , ГТ – газовая турбина.

1-2 сгорание топлива в компрессоре

Термический КПД идеального цикла ГТУ при постоянной теплоемкости .

, поскольку , то

Степень повышения давления π = .

Из уравнения адиабаты , где к – коэффициент адиабаты, следует,

Полезная удельная работа , используемая в энергетической ГТУ для привода генератора.

; где

Способы повышения КПД:

1)повышение степени сжатия.

2)повышение начальной температуры газов перед турбиной.

3)ступенчатое сжатие воздуха и сжигание топлива.

4)использование регенерации теплоты(нагрев воздуха перед КС)

5)охлаждение воздуха перед компрессором.

6)применение теплофикации

7)объединение газотурбинного цикла с паротурбинным.

3)Схема и цикл паротурбинной установки.

Простейшая установка (рис. 1.4) состоит из питательного насоса 1, котла 2, паропе­регревателя 3, паровой турбины 4, конденсатора 5 и электрического генератора 6. Рабочим телом ее яв­ляется водяной пар.

Рис. 1.6. цикл Ренкина

Идеальный цикл Ренкина для теплосиловой уста­новки, работающей на перегретом паре, изобра­жен в T,S диаграмме на рис. 1.6. На этой диаграмме показаны: a'а — процесс адиабатного сжатия воды в питательном насосе; аb — процесс нагрева воды в котле до температуры кипения; bc — испарение воды в котле; cd — перегрев пара в пере­гревателе; de — изоэнтропийное расширение пара в турбине; еа' — конденсация отработавшего пара в конденсаторе.

Процессы нагрева, испарения и перегрева воды в котле происходят при постоянном давлении. Следовательно, все количество теплоты q₁, переданное 1 кг воды и пара, целиком идет на повышение эн­тальпии рабочего тела от энтальпии питательной воды h _п.в до энтальпии свежего пара h₀ и равно их разности: Это количество теплоты в Т, S -диаграмме изобража­ется площадью фигуры 1abcd21.

Из турбины пар поступает в конденсатор, где при постоянном давлении конденсируется и отдает теп­лоту q₂ охлаждающей воде. Эту теплоту можно оп­ределить как разность энтальпии отработавшего па­ра при изоэнтропийном расширении его в турбине h_Kt и конденсата h'_к (в идеальном цикле Ренкина):

Полезная теоретическая работа, осуществляемая 1 кг пара, равна разности между подведенной и от­веденной теплотой:

Разность энтальпий h₀ - h_Kt представляет собой работу, производимую 1 кг пара в идеальной турбине. Разность энтальпии h_П.В. - h'_K есть работа, затра­чиваемая на сжатие 1 кг воды в питательном насосе.

Полезная теоретическая работа, совершаемая 1 кг пара, эквивалентна площади заштрихованной фигуры в Т, S -диаграмме. Отношение этой работы к подведенной теплоте называется абсолютным, или термическим, КПД идеальной установки:

Если экономичность турбинной установки рас­сматривать без учета работы питательного насоса, то абсолютный КПД идеального цикла

г де величину H₀ =h₀—h_kt принято называть рас­полагаемым теплоперепадом турбины.

Рис. 1.7. Процесс расширения пара в турбине в h, s-диаграмме

4)Охарактеризовать мощности турбинной установки.

- расход тепла на турбину,

- мощность идеальной турбины,

- внутренний теплоперепад турбины,

- внутренняя мощность турбины,

- эффективная мощность турбины – мощность на валу турбины,

- механические потери мощности в турбине,

- электрическая мощность,

- потеря мощности в генераторе,

- относительный электрический КПД.

5)Охарактеризовать систему кпд турбинной установки.

- относительный внутренний КПД турбины

- механический КПД турбины,

- КПД генератора,

- относительный эффективный КПД турбины,

-абсолютный внутренний КПД турбины,

- абсолютный эффективный КПД турбины,

- абсолютный электрический КПД.

6) Охарактеризовать способы повышения кпд пту

1. Повышение начальных параметров пара ( )

2.Снижение конечных параметров ( )

3.Промежуточный перегрев пара.

4.Регенеративный подогрев питательной воды

5. Теплофикация – использование пара из турбины.