2.3. Оценка кпд турбинной установки

Перед началом детального теплового расчета турбины необходимо наметить ориентировочно тепловой процесс в h,s-диаграмме для водяного пара.

На первой стадии предварительного расчета необходимо оценить величину относительного электрического КПД турбогенератора по выражению

η_оэ=η_др∙ η'_oi ∙η_ввр∙η_м∙η_г , (10)

где η_др– коэффициент дросселирования ;

η'_oi – внутренний относительный КПД проточной части турбины при расчетном (экономическом) режиме, ориентировочно принимают в пределах 0,8…0,85;

η_м ,η_г–механический КПД турбины и КПД электрогенератора, можно брать из имеющихся справочных данных, например [3, с. 127] в соответствии с мощностью турбогенератора;

η_ввр– коэффициент выхода внутренней работы турбины, учитывающий наличие отборов и возвращенных потоков пара,

η_ввр= 1- α_mo∙y_mo+ α_nвз∙y_nвз, (11)

где α_mo –долевые коэффициенты отборов пара из турбины:

α_0о=G_0o/G; α_1o=G_1o/G; α_2o=G_2o/G, …;

α_nвз– долевые коэффициенты возвращенных потоков пара в турбину: α_1вз=G_1вз/G; α_2вз=G_2вз/G; α_3вз=G_3вз/G,…;

y_mo– коэффициенты недовыработки отборов пара из турбины:

y_0o=H_i0o/H_i; y_1o=H_i1o/H_i; y_i2o=H_i2o/H_i,…;

y_nвз– коэффициенты выработки возвращенных потоков пара:

y_1вз=H_1вз/H_i ; y_2вз=H_2вз/H_i, …

Здесь G– расход пара на турбину,

H_i–внутренний теплоперепад турбины,

G_0o, G_1o, G_2o, …– расход пара в нулевой ( отбор на эжектор, утечка через переднее концевое уплотнение), первый, второй и т.д. отборы;

G_1вз, G_2вз, …– расход пара первого, второго и т.д. возвращенных потоков пара;

H_i0o , H_i1o , H_i2o,… – внутренние теплоперепады, недоиспользованные нулевым, первым, вторым и т. д. отборами пара;

Н_1вз , Н_2вз , … – внутренние теплоперепады первого, второго и т.д. возвращенных потоков пара, использованные в турбине.

Для определения η_ввр, как видим, требуется произвести расчет тепловой схемы турбинной установки для определения всех потоков пара.

При проектировании конденсационных турбин малой мощности (до 25 тыс. кВт) и турбин с противодавлением можно в этой стадии расчета игнорировать наличие отборов, приняв η_ввр=1. После расчета тепловой схемы турбинной установки, производимого вслед за детальным расчетом проточной части турбины, находим величину η_ввр и соот­ветственно изменяем радиальные размеры проточной части, установив расходы пара по отдельным отсекам (группам ступеней). Благодаря наличию промежуточных отборов пара (η_ввр<1) длины лопаток в головной части турбины станут больше, а в хвостовой части турбины—меньше, чем при ранее принятом значении η_ввр=1, поэтому конструк­тивная форма проточной части турбины всегда улучшается в результате последующего учета отборов.

Для крупных конденсационных и теплофикационных турбин совершенно необходимо предварительно рассчитать тепловую схему, найти расходы пара по отдельным отсекам перед тем, как рассчитывать проточную часть. Если в таких турбинах в предварительном расчете принять η_ввр=1, то последнюю ступень придется рассчитывать на расход пара больший, нежели будет в действительности (предполагает­ся, что η'_oi , η_м , η_г оценены правильно). В результате этого можно прийти к неправильному заключению о том, что турбину нельзя будет построить с одним выхлопом из-за чрезмерной длины лопаток.

Таким образом, при предварительной оценке η_оэ все КПД-сомножители, определяющие η_оэ, могут быть найдены либо расчетным путем, либо по справочным дан­ным, за исключением η'_oi .

На данной стадии расчета нельзя точно оценить η'_oi . Точное значение η'_oi станет известным после окончания теплового расчета всех ступеней турбины.