Модернизация ротора ЦНД турбины К-300-240 ЛМЗ ГРЭС 2400 МВт. Форма меридионального обвода. Модернизация проточной части турбин, страница 6

В ЦНД турбины К-300-240 ЛМЗ после его модернизации, в которой профили облопачивания, законы закрутки, форма меридиальных обводов, аналогичные исходной проточной части низкого давления К-300-240, КПД первых трех и четырех ступеней составил соответственно 80% и 83%.

КПД отсека первых двух ступеней исходной (до модернизации) проточной части ЦНД турбины К-300-240, полученный на экспериментальной модельной паровой турбине ЛМЗ, имеет значение 78% и 80%.

Конечно, прямое сравнение интегральных величин КПД, полученное на модельной и натурной турбинах неправомерно. В то же время следует иметь ввиду, что во второй ступени исходной проточной части ЦНД турбины К-300-240, испытанной в модельной турбине,  так же как и в натурной, отсутствует уплотняющий козырек над обандаженными лопатками, и большие утечки пара резко снижают ее экономичность, особенно в периферийной зоне. Величина утечки по результатам траверсирования потока за рабочими лопатками оценивается 6-8% от расхода пара через ступень. Столь значительная утечка пара должна вызывать ухудшение работы ступеней по всей высоте из-за возникающих под ее влиянием радиальных перетеканий.

Более высокий уровень КПД отсеков 1-2 и 1-3 ступеней модернизированного ЦНД, помимо положительного влияния плавных меридиальных обводов, в значительной мере обусловлено уплотнением радиальных зазоров над рабочими лопатками.

Заметим, что в исходной проточной части рабочие лопатки 3 и 4 ступеней вообще не имели бандажей, и отрицательное влияние утечки пара через неуплотненные радиальные зазоры было весьма велико.

Выполнение лопаток этих ступеней в модернизированном ЦНД с цельно фрезерованными бандажами с конической внутренней поверхностью, существенно улучшает течение вдоль плавного меридиального обвода и дает заметное дополнительное повышение эффективности их работы. Первые две ступени в модернизированной проточной части также выполнены с цельно фрезерованными коническими бандажами вместо ленточных в исходной проточной части, что дало положительный эффект.

Распределение по высоте лопаток локальных КПД отсеков ступеней показало улучшение работы ступеней модернизированного ЦНД по всей высоте лопаток. В ядре потока, которое существенно увеличено, КПД достигают 90-94%, значительно уменьшены потери энергии тепла в корневой и особенно в периферийной зонах.

В то же время в крайних периферийных сечениях ступеней не удалось добиться значительного повышения экономичности. На этом участке ступеней имеет место существенное увеличение значений локальных расходов пара  и потерь энергии с выходной скоростью. Например, по сравнению с ядром потока величина  в этих ступенях возрастают в 5-7 раз, а локальные КПД имеют низкие значения. Одной из причин ухудшения работы этой зоны ступеней и соответственного снижения их интегральных КПД является неудовлетворительное выполнение новой проточной части. Так, например, уменьшение внутренних диаметров изготовленных заводом козырьков, устанавливаемых над рабочими лопатками, привел к тому, что в 3 ступени длина уплотняющих гребней составила всего 0,7-2,5 мм, вместо 4 мм по проекту, а в 4 ступени они отсутствовали вовсе. Радиальный зазор над рабочими лопатками 4 ступени при этом вместо 4 мм увеличен до 5-6 мм. Эти дефекты подбандажных уплотнений приводят к увеличению утечек и повышению кинетической энергии струи пара над лопатками, которая в свою очередь, ухудшая форму линии тока в межступенчатых зазорах, не позволяют полностью реализовать плавное обтекание улучшенных меридиальных обводов. Увеличенная протечка пара через радиальные зазоры вызывает также появление резкой неравномерности параметров потока в радиальном направлении и, соответственно, повышение потерь на выравнивание.