Паровые турбины. Газотурбинные установки. Двигатели внутреннего сгорания, страница 22

Различают экономическую и номинальную мощности турбин.

Экономической мощностью называется мощность, при которой турбина работает с наименьшими удельными расходами теплоты и, следовательно, с наибольшим КПД.

Номинальная мощность – длительная допускаемая мощность турбины. Она может быть равна или больше экономической на 5 – 20 %.

Внутренние потери турбины учитываются внутренним относительным КПД в виде отношения внутренних мощностей:

                                                          .                 (1.90)

Для современных турбин η0i = 0,7 – 0,88.

1.26. Диаграмма режимов паровой турбины

График зависимости расхода пара от нагрузки называется диаграммой режимов. Для конденсационных и противодавленческих турбин связь между расходом пара D и мощностью N может быть определена уравнением:

                                                   ,           (1.91)

 
Рис. 1.24. Диаграмма режимов паровой турбины
где dн – дельный расход пара, кг/(кВт·ч) при номинальной мощности Nн, dн = Dн/Nн; x – коэффициент холостого хода, равный отношению расхода пара турбиной на холостом ходу Dx.x к расходу пара на номинальной нагрузке Dн,
х = Dx.x / Dн, a – коэффициент, кг/(кВт·ч), характеризующий удельный расход пара при любой нагрузке, а = (1 – х) dн.

Для конденсационных турбин х = 0,1 – 0,4, для конденсационных турбин с регулируемым отбором пара х = 0,08 – 0,2 и для турбин с противодавлением
х = 0,1 ÷ 0,3.

Если принять а = const, то уравнение (1.91), изобразится прямой АВ на диаграмме режимов турбины (рис 1.24).

Для паровых турбин, работающих с промежуточным отбором пара, связь между расходом пара и мощностью носит более сложный характер. В первом приближении для паровой турбины с одним регулируемым отбором расход пара можно определить следующим образом:

                                            ,    (1.92)

где Dотб – расход пара на регулируемый отбор; у – коэффициент
недовыработки мощности паром, отведенным из отбора (этот пар не расширился до давления в конденсаторе и, следовательно, не выработал соответствующей мощности),

                                                 у = (hотб – hk) / (h0 – hk),         (1.93)

где h0, hотб, hk – энтальпия пара соответственно перед турбиной, отбора и в конденсаторе.

Таким образом, расход пара на турбину с регулируемым отбором увеличивается на величину у Dотб не зависящую от нагрузки. Поэтому линии отборов на диаграмме режимов изображаются прямыми, параллельными АВ. В пределе, если весь пар отбирается (противодавленческая турбина), то расход пара изображается прямой АК.

1.27. Контрольные  вопросы

1.  Какими факторами ограничивается область применения паровых турбин?

2.  Что является рабочим телом паровой турбины?

3.  Чем отличается активная паровая турбина от реактивной?

4.  Что такое располагаемый теплоперепад?

5.  От каких факторов зависит значение коэффициента скорости сопла?

6.  Почему и сопловые, и рабочие лопатки турбины имеют криволинейный профиль?

7.  Почему вал активной турбины не испытывает осевого усилия?

8.  Какие причины привели к разработке многоступенчатой паровой турбины?

9.  Что такое реактивный принцип работы паровой турбины?

10.  Что представляет собой конструктивно диск Кертиса?

11.  Из какого условия определяют размеры сечения проточной части турбины?

12.  Почему возникает необходимость проектирования нескольких ступеней давления паровой турбины?

13.  Чем отличаются паровые турбины Юнгстрема?

14.  С какой целью принята стандартная классификация стационарных паровых турбин?

15.  По какому циклу работает простейшая паросиловая установка?

16.  Какие потери учитываются относительным внутренним КПД турбины?

17.  Чем отличается эффективная мощность турбины от индикаторной?

18.  Как изменяется показатель адиабаты с увеличением температуры перегретого пара в турбине?

19.  Что такое критическая скорость движения пара для суживающегося сопла?

20.  Для каких давлений не целесообразно применять суживающиеся сопла?