Проект паровой турбины: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине "Энергетические машины", страница 3

2.1. По заданным величинам ,  по таблицам свойств водяного пара определяют   и . Располагаемый (изоэнтропийный) теплоперепад турбины при расширении до давления определяется по формуле

.                           (2.1)

2.2. Вследствие потерь в стопорном  и в регулирующих клапанах, а также потерь в выхлопном патрубке, располагаемый теплоперепад проточной части будет меньше располагаемого теплоперепада турбины. Приняв потери давления в клапанах 5%, давление пара перед соплами регулирующей ступени  определится по уравнению

.                                                         (2.2)

Потери давления в выхлопном патрубке приводят к тому, что давление за последней ступенью  будет выше заданного давления за турбиной. Давление пара на выходе из последней ступени     рекомендуется определять по уравнению

                                                                   (2.3)     где  - коэффициент потерь в патрубке, который зависит от конструкции выхлопного патрубка; для цилиндров высокого давления и для противодавленческих турбин =0,1;  - скорость пара в выхлопном патрубке (принимается 50 – 80 м/с).

С учетом указанных потерь, располагаемый теплоперепад ступеней:              

 .                                      (2.4)

2.3. При изоэнтропийном процессе расширения в турбине энтальпия пара при давлении, равном давлению на выходе из турбины (в точке K_t) и энтальпия пара при давлении, равном давлению за последней ступенью (в точке K¢_t), определятся соответственно:

   ,                                                (2.5)

                                                      .                                                 (2.6)

2.4. Использованный теплоперепад паровой турбины и расход пара через нее  в первом приближении можно определить по уравнениям:

                                                         ,                                                  (2.7)  

                                                       ,                                               (2.8)

где  - относительный внутренний  КПД турбины, при ориентировочных расчетах может быть принят 0,78 – 0,84; - механический КПД, учитывающий механические потери в турбине, прежде всего потери на трение в подшипниках, = 0,98 – 0,99; - КПД электрического генератора, может быть принят 0,97 – 0,985.

Эффективная мощность цилиндра (мощность на муфте) определится из уравнения

                                                  .                                           (2.9)

2.5. При сопловом парораспределении, преимущественно используемом в конденсационных турбинах ТЭС и практически всегда в теплофикационных турбинах и турбинах с противодавлением, первая ступень, работающая с переменной степенью парциальности, носит название регулирующей. Для построения предполагаемого процесса необходимо определить или выбрать теплоперепад регулирующей ступени.

С целью снижения стоимости турбины, а также по условиям экономичной работы турбины с сопловым парораспределением при переменных режимах, в регулирующей ступени целесообразно срабатывать повышенный тепловой перепад. Повышенный тепловой перепад регулирующей ступени обеспечивает уменьшение количества нерегулируемых ступеней, температуры и давления пара в камере регулирующей ступени и, следовательно, снижает стоимость турбины за счет уменьшения габаритов, металлоемкости, использования относительно дешевых низколегированных сталей для ротора и корпуса. Кроме того, с уменьшением давления в камере регулирующей ступени снижаются утечки пара через передние концевые уплотнения. 

Регулирующие ступени выполняются как одновенечными, так и двухвенечными.  Одновенечные ступени применяют для срабатывания тепловых теплоперепадов 80 – 120 кДж/кг, двухвенечные – для срабатывания теплоперепадов 100 – 250 кДж/кг. В современных мощных турбинах в качестве регулирующей ступени применяют одновенечную ступень, так как преимущество повышенного теплоперепада технико-экономическими расчетами не оправдывается, а экономичность одновенечной ступени выше экономичности двухвенечной.