Проект паровой турбины: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине "Энергетические машины", страница 4

Оптимальный располагаемый теплоперепад турбинной ступени, при котором обеспечивается наивысшая экономичность, достигается при оптимальном значении , где - окружная скорость в расчетном сечении, м/с; - фиктивная (условная) скорость, м/с, определяемая из соотношения

,                                        (2.10)    где - располагаемый теплоперепад на ступень (кДж/кг), подсчитанный от параметров торможения. Тогда

.                                        (2.11)

Оптимальное значение зависит от типа ступени, степени реактивности, потерь в лопатках и так далее.  В первом приближении можно принять для активной (степень реактивности  0,1)  одновенечной ступени = 0,45 – 0,48, для активной двухвенечной = 0,24 – 0,26.

Окружная скорость зависит от диаметра ступени и частоты вращения

,                                                  (2.12)

где  - диаметр ступени (м); - частота вращения в секунду.

Диаметр ступени определяется корневым диаметром диска и высотой лопатки. В части высокого давления высота лопаток обычно не превышает 100 мм, и диаметр ступени определяется технологическими возможностями изготовления цельнокованого ротора и напряжениями в диске. Предельные диаметры поковки ротора не превышают 1,2 м. Поэтому, с учетом припусков на обработку ротора, средний диаметр регулирующей ступени не может превышать  1,1 – 1,2 м. С целью унификации роторов обычно принимается средний диаметр регулирующей одновенечной ступени  = 1,1 м, двухвенечной - =0,95 м.

Подставив в формулы (2.10), (2.11) и (2.12) принятые значения , , , можно определить оптимальный располагаемый теплоперепад регулирующей ступени выбранного типа. Срабатываемый располагаемый теплоперепад  может быть принят равным или несколько превышающим :

£ £  1,3.                                                 (2.13)

Следует также иметь в виду, что скоростью входа в сопловой аппарат можно пренебречь и тогда  =.

2.6. Использованный теплоперепад регулирующей ступени в первом приближении можно определить, задавшись КПД ступени. Для одновенечной ступени можно принять = 0,78 – 0,82,  для двухвенечной - = 0,72 – 0,76:

                                                .                                            (2.14)

2.7. Давление пара в конце процесса расширения в регулирующей ступени определится как

.                            (2.15)

2.8. Энтальпия пара за регулирующей ступенью определяется по уравнению

,                                            (2.16) а удельный объем:

.                       (2.17)

2.9. Располагаемый теплоперепад на нерегулируемых ступенях определяется  уравнением

.                         (2.18)

2.10. Использованный теплоперепад нерегулируемых ступеней можно определить, задавшись КПД отсека этих ступеней. Для расчетов в первом приближении допустимо принять = 0,86 – 0,90:

.                                               (2.19)

2.11. Энтальпия пара за турбиной определяется по уравнению

,                                         (2.20) а удельный объем за рабочими лопатками последней ступени:

.                      (2.21)

2.12. Определив все значения теплоперепадов, энтальпий, давлений и удельных объемов, можно построить предполагаемый тепловой процесс турбины в тепловой диаграмме (рис. 2.1).

3. Тепловой расчет регулирующей ступени

Расчет регулирующей одновенечной ступени сведен в табл. 3.1, а двухвенечной ступени – в табл. 3.2. Расчет потерь, относительного внутреннего КПД и мощности регулирующей ступени, сведен в табл. 3.3.

В некоторых пунктах расчета указываются ссылки на номер комментария ^(*) , к которому следует обратиться.

Таблица 3.1

Тепловой расчет одновенечной регулирующей ступени