Режимы работы и эксплуатации ТЭС. Графики нагрузок и режимы работы электростанций, страница 8

                             h_о = (κ/ κ-1)* [ 1 – ( p ₂/p₁)^{κ-1/ κ}]

Т.к. отношение  р₂ /р₁  примерно постоянно при изменении расхода пара по ступеням ,  можно считать, что оно не зависит от  β_D  и теплоперепад по ступеням  пропорционален произведению     ( р₁ v₁ ) для большинства ступеней турбины. Эта закономерность нарушается при относительных расходах пара β_D < 0,2. При этом сильно изменяются температуры пара по ступеням,  их необходимо определять по фактическим параметрам до и после ступени.

Изменение расхода пара через турбину регулируется системой парораспределения, которые делятся на сопловое, дроссельное и обводное.

Дроссельное парораспределение.

При дроссельном парораспределении весь расход пара, подводимого к турбине, подвергается дросселированию при частичных нагрузках. При уменьшении расхода пара через турбину давление пара уменьшается при сохранении постоянной энтальпии. Распологаемый теплоперепад на регулирующую ступень уменьшается,  Н'₀ < H₀. / рис17/.

Относительный внутренний КПД – η_oi при частичной нагрузке:

                                              η_oi = H_i^’  / H₀  =  η_oi^’ γ_др ,

       где    γ_др = Н_i^’ / Н₀   - коэф. дросселирования                          

                 η_oi^' – КПД проточной части турбины при частичном расходе пара, зависит от коэф. β_{D .} . и не зависит от конструкции проточной части турбины.

Преимуществом  дроссельного регулирования является простота и высокая надежность. При режимах, близких к номинальным потери энергии пара меньше, чем при сопловом регулировании. Применение этого способа целесообразно для турбин базовых блоков, не учавствующих в регулировании нагрузки.  Потери от дросселирования зависят от отношения  р₂ /р₀  , и чем больше эта величина, тем больше потери. Поэтому для турбин с противодавлением дроссельное парораспределение не применяют, исключение состовляют приводные турбины малой мощности.  

Сопловое парораспределение.

Сопловое парораспределение осуществляется несколькими последовательно открывающимися регулирующими клапанами, подающими пар к группам сопел, расположеным по окружности регулирующей ступени.

Конкретная схема распределения потоков пара зависит от конструкции турбины.  Распределение расходов пара и давлений за клапанами имеет вид, как показано на рис18.

При малых расходах нагрузку регулирует один клапан / или одна группа клапанов, одновремено открывающихся /.  После полного открытия открывается второй, а первый открыт полностью и не дросселирует поток пара через себя. При увеличении расхода пара давление в камере за регулирующей ступенью растет и пропуск пара через первый клапан может уменьшиться, если перепад давлений меньше критического. / ε_кр = 0,546 для перегретого пара, и  ε_кр = 0,577 для сухого насыщенного/. Далее процесс повторяется для последующих клапанов. Т.о.  имея диаграмму работы клапанов можно определить по β_D   общий расход пара, количество клапанов открытых при данном режиме, давление за клапаном и в камере регулирующей ступени. Процесс расширения пара в h-S диаграмме может быть построен для двух потоков пара, при работе двух клапанов. /рис19/.Общий теплоперепад на регулирующей ступени равен:

                                  h_рс = D₁ h_1а  + D₂ h_1б / (D₁ + D₂ ) = D₁ (  h_о –H_ia ) + D₂ (h_o – H_1b ) /D

где  D = D₁ + D₂

                                   h_рс = h₀ – ( D₁ /D* H_ia +D₂ /D*H_ib  )

 по  h_рс можно найти условный КПД регулирующей ступени, необходимый для расчетов турбин при частичной нагрузке.

                                    H_рс =h₀ –h_рс ,        η_oiрс = Н_iрс ./ Н_орс

где  Н_орс определяется по формуле:

                                    Н_орс = (κ /κ –1 )*Р_о v_о [ 1 – (р_рс / р_о )^κ-1/κ]

Зависимость  η_oiрс от  β_D имеет  вид:

    рис.

Обычно открытие каждого следующего клапана начинается раньше полного открытия предыдущего, это приводит к сглаживанию расходных характеристик отсеков.

Внутренние относительные КПД всех отсеков турбины, после регулирующей ступени, и последних ступеней ЦНД, работающих на влажном паре, остаются почти постоянными, начиная с номинальной нагрузки, что и применяется при расчетах.