Турбины тепловых и атомных электрических станций. Курсовое проектирование: Учебное пособие, страница 25

==,                           (13.2)

где , – относительное давление перед и за группой ступеней.

Чтобы учесть возможное изменение температуры пара перед группой ступеней, вводится соответствующий поправочный коэффициент, равный . Из этой формулы можно получить выражение для дав­ления перед группой ступеней при заданном расходе рабочего тела: .

Тогда для группы ступеней, работающих с докритическими скоростями перегретого пара, получим следующую формулу:

=.                                      (13.3)

Для конденсационной турбины p_z = р_ки ε²_zl и ε²_z0 настолько малы, что ими можно пренебречь, тогда

=.                                                (13.4)

Закон изменения расходов пара в соответствии с формулами (13.3) и (13.4) был установлен на основании опытов А. Стодолы, а теоретически обоснован Г. Флюгелем.

От типа парораспределения существенным образом зависит тепловая экономичность турбины при режимах частичной нагрузки. Расчет турбины при частичной нагрузке или при различных отклонениях параметров пара проводится на основе известных характеристик ее проточной части при расчетном режиме.

13.1. Работа турбины с дроссельным парораспределением

При дроссельном парораспределении па­ровой турбины весь расход пара, подводимого к турбине при частичных нагрузках, подвергается дросселированию.

Индексом 0 обозначены параметры пара, подводимого к турбине, индексом 1 – параметры пара за дроссельным клапаном перед сопловой решеткой первой ступени. При дроссельном парорас­пределении энтальпия пара перед сопловой решеткой первой ступени сохраняется по­стоянной и равной энтальпии свежего пара: h₀₁=h₀₀=const.

Рисунок 13.1. Процесс расширения пара в турбине с дроссельным парораспределением при полном  и частичном открытии регулирующего клапана

На рис. 13.1 линия АВ изображает процесс расширения пара в турбине при полностью открытом клапане, т. е. в данном случае при максимальной мощности. При частичной нагрузке и расходе пара G₁<G₀процесс дросселирования пара в клапане изображается отрезком АС. Линия СD соответствует новому процессу расширения пара в проточной части. Так как энтальпия пара перед первой ступенью остается  постоянной при любом расходе G₁ и, следо­вательно, расход пара G₁для конденсационной турбины практически пропорционален давлению за клапаном.

В турбинах с противодавлением р_zили в теплофикационных турбинах при неизменном давлении верхнего отбора р_отб связь между расходом G₁и давлением р₀₁ определяется формулой (13.2).

При дросселировании температура пара перед первой ступенью при частичном расходе G₁ < G₀будет несколько ниже, чем при G₀. С учетом этого обстоятельства отношение расходов будет

=.                                      (13.5)

При снижении расхода давление перед всеми ступенями конденсационной турбины также изменяется пропорционально расходу. Следовательно, располагаемые теплоперепады во всех ступенях, за исключением последней, практически не изменяются. Уменьшение располагаемого теплоперепада в проточной части при G₁ < G₀ в широком диапазоне изменения расхода происходит в основном за счет последней ступени. При значительном снижении расхода изменяется режим работы и предшествующих ступеней.

Относительный внутренний КПД турбины при частичной нагрузке можно записать так:

,                                (13.6)

где γ_др – коэффициент дросселирования;  – КПД проточной части турбины при частичном расходе G₁.

Для турбин с начальными параметрами пара p₀ = 12,7 МПа и t_о = 565 °С на рисунке 13.2 приведены зависимости коэффициентов дросселирования от относительного расхода пара и противодавления.

Рисунок 13.2. Коэффициенты дросселирования для турбин с различным противодавлением

Также потери от дросселирования можно найти следующим образом, представив коэффициент дросселирования в таком виде:

,                                 (13.7)

где ξ_др – потери, вызванные дросселированием, т.е. относительное уменьшение располагаемого теплоперепада.