Порядок расчетов при переводе конденсационной турбины на ухудшенный вакуум
Изображается схема турбоустановки с переводом на ухудшенный вакуум, рис. IX.1. В зоне последних 3-х – 4-х ступеней наносятся значения расчетных давлений Р00, а также Рк0.
1. Первый вариант перевода на ухудшенный вакуум
Первый вариант - без удаления последних ступеней. На теплофикационном режиме (зима) теплоперепады этих ступеней резко снижаются. В результате снижается их КПД и КПД всей турбины. Однако после перевода турбины на конденсационный режим с нормальным вакуумом (лето) турбина будет работать в обычном расчетном режиме.
Теплофикационный режим (зима).
1. Повышение давления в конденсаторе сопровождается повышением давления в последних ступенях. Новые давления перед каждой ступенью определяются по формуле Флюгеля-Стодолы:
Здесь G00 = G01 - расход пара в ступенях не изменяется при ухудшении вакуума; P00 - расчетное (известное) давление перед каждой из 3-х – 4-х рассматриваемых ступеней; P01 – новое (неизвестное) давление перед каждой из этих ступеней ; Pк0 – расчетное (известное) давление в конденсаторе турбины; Pк1 – новое давление в конденсаторе (ухудшенный вакуум).
Рис. IX.1. Схема турбоустановки с переводом на ухудшенный теплофикационный вакуум.
Параметры расчетного режима G00, Pк0 уже определены в предварительном расчете турбины, а давления по ступеням P00 легко найти по H-S диаграмме, рис. 6,7, отложив расчетные теплоперепады ступеней h00.
Давление P01, которое установится перед каждой из 3-х - 4-х рассматриваемых ступеней:
.
2. Зафиксировав найденные давления на прежней изоэнтропе процесса расширения (рис.6,7), определяют новые теплоперепады ступеней h01. По ним находят соответствующие значения фиктивной скорости Ca1
и новые значения характеристического числа (U/Ca)1, предварительно вычислив окружные скорости U0 = π·dср·n/60.
3. Определяют границу предельного режима каждой ступеней, при которой ее КПД ηоi = 0:
Все параметры,
входящие в эту формулу – это параметры
для расчетного режима ступеней, заведомо
известные. Если детальный расчет ступени
не производился, то объемы V10
и V20
определяются по H-S
диаграмме, рис.6,7; скорость С20
и угол α20
принимаются
ориентировочно из детального расчета
ближайшей ступени; вместо неизвестного
КПД ступени
используют КПД отсека, в котором она
расположена, например,
или
.
Окружная скорость U0
= π·dср·n/60,
фиктивная скорость
.
4. Определяются фактические абсолютные объемные расходы пара для расчетного и нерасчетного режимов каждой ступени G00·V20 и G00·V21. Фактические относительные расходы:
.
В первом приближении, пока нет возможности построить реальные процессы для каждой ступени и достоверно оценить значения реальных объемов V21, они оцениваются по изоэнтропам для ЧСД или ЧНД (рис.6,7), т.е. принимается, что V21≈V2t. В дальнейшем, после построения реального процесса расширения, объемы V21 возможно уточнить и повторить расчет с этого пункта.
5. Сравниваются
значения предельного и фактического
относительных расходов
и
.
Если фактическое значение расхода
больше предельного
>
,
ступень имеет положительный КПД, если
нет – отрицательный.
6. Положительный КПД определяется по формуле ЛКИ с учетом потерь от влажности:
,
.
Здесь θ = dср/l2 – веерность ступени; Kвл = 1 – 0,87 · yср ; yср = (y0 + y2)/2 – средняя степень влажности ступени; ηоi0 – КПД отсека, в котором расположена ступень, например, или .
7. Если КПД ступени отрицательный (вентиляционный режим), определяются затраты мощности на трение и вентиляцию. В упрощенной постановке используется формула Стодолы при степени парциальности е = 0. Затраты мощности на трение и вентиляцию, кВт:
.
Здесь λ = 1,2 - 1,3; dср - м; l2 – см; U – м/с.
В тепловых единицах, кДж/кг:
.
Потери ∆hТВ откладывают вверх от состояния пара за ступенью. Построив процесс расширения турбины, рис. IX.2, определяют полезно использованный теплоперепад Hi1 и внутреннюю мощность, кВт:
Ni1 = G · Hi1 .
При ухудшении вакуума происходит снижение теплоперепадов последних ступеней и напряжения в них уменьшаются. Поэтому проверка прочности не производится.