2. Расчет многоступенчатой камерной турбины Задание

Для проектируемой конденсационной турбины должны быть заданы следующие параметры:

а) номинальная или экономическая мощность турбины N_ном или N_эк;

б) начальные параметры пара перед стопорным клапаном р'₀, t'₀;

в) давление пара на выходе из выхлопного патрубка турбины р'_к;

г) частота вращения турбины n.

2.1. Определение потерь давления на входе и выходе из турбины

При экономической мощности турбина имеет макси­мальный КПД. На эту мощность и должен производиться основной тепловой расчет. Экономическая мощность N_эк турбин для привода электрических генераторов обычно при­нимается равной (0,9…1,0)∙N_ном; для турбин большой мощности обычно N_эк=N_ном; в турбинах для привода компрессоров, нагнетателей и насосов N_эк=(0,7…0,8)N_ном.

Начальные параметры пара р'_о и t'_о указываются по состоянию перед стопорным клапаном СК (рис. 5).

Рис. 5. Схема турбинной установки

Параметры пара перед соплами первой ступени будут отличаться от начальных, т.к. до сопел пар подвергается дросселированию в стопорном и регулирующих клапанах. Давление пара перед соплами первой ступени р_оп будет зависеть от степени открытия регулирующих клапанов (стопорный клапан при всех режимах открыт полностью). При полном открытии регулирующих клапанов (экономическая мощность) дросселирование будет минимальным и перед соплами первой ступени установится давление р₀.

Величину р₀ определяют по формуле

р₀= (0,97…0,95) р'₀.

Давление на выходе из рабочих лопаток последней ступени будет зависеть от положения лопаток по отношению к выхлопному патрубку.Если выхлопной патрубок расположен внизу, то под р_к понимается давление на выходе из рабочей решетки последней ступени на высоте горизонтального разъема турбины. Это давление несколько больше давления на выходе из выхлопного патрубка.

Величина потери давления в выхлопном патрубке турбины сильно зависит от формы патрубка. Для уменьшения этой потери стремятся использовать, по возможности, кинетическую энергию потока пара, покидающего лопатки пос­ледней ступени. Для этого выхлопной патрубок выполняет­ся в виде диффузора, преобразующего часть кинетической энергии в энергию давления.

Увеличение единичной мощности паровых турбин при ограниченных размерах последней ступени приводит к возра­станию потерь с выходной скоростью (до 30…60 кДж/кг). Вопросу восстановления в давление кинетической энергии потока пара, покидающего лопатки последней ступени, необходимо уделять соответствующее внимание, т.к. это приводит к заметному увеличению экономичности турбины в целом.

Выхлопные патрубки турбин, выпускаемых в настоящее время, выполнены с учетом максимального использования их диффузорного эффекта. В таких патрубках восстанавли­вается до 30…40 % кинетической энергии потока пара, по­кидающего последнюю ступень турбины. Значение диффузор­ного эффекта для экономичности турбины достаточно ясно и подробно освещается в литературе.

Для оценки потери давления в выхлопном патрубке можно воспользоваться формулой Форнера (2).

Для конденсационных турбин скорость с_вп принимают в пределах 80…120 м/с, для турбин с противодавлением –

40…60 м/с.