Классификация потерь в турбине. Общая классификация тепловых двигателей. Обзор развития паровых турбин, страница 2

Утечки через зазор диафрагмы вызывают увеличение энтальпии пара выходящего из ступени. Для уменьшения утечек между диафрагмой и ступицей устанавливают специальное лабиринтовое уплотнение. Потери с утечками пара зависят от числа гребней уплотнения, величины радиальных зазоров, наличия или отсутствия  разгрузочных отверстий в диске ступени. Тепловые потери из-за утечек пара определяются из соотношения:

где h0 – располагаемый теплоперепад ступени.

Утечка пара через лабиринтовое уплотнение определяется по формуе:

G – расход пара через ступень; Z – число гребней уплотнения; μ1, F1 – коэффициент расхода и площадь выхода сопловой решетки;  FУ   -  площадь  для прохода пара под последним гребнем; μy – коэффициент расхода, зависящий от формы, размеров гребешка и величины зазора под ним; КУ  - поправочный коэффициент, зависящий от конструкции уплотнения.

В ступенях реактивного типа перепад давления имеет место не только по обе стороны сопловых лопаток, поэтому в корпусе реактивной турбины над бандажом рабочих лопаток, также имеет место утечка, которую следует учитывать.

Суммарную тепловую потерю из-за внутренних утечек в реактивной ступени можно вычислить по формуле:

α1 – угол выхода потока из сопловых лопаток; Δr – величина радиального кольцевого зазора; l – высота сопловых лопаток; i0 – энтальпия пара перед соплом; i2 – энтальпия пара за рабочими лопатками с учетом всех внутренних потерь, кроме утечек.



Потери от влажности пара.

В турбинах с конденсатором последние ступени работают в области влажного пара, при этом образуются капельки воды, которые под действием центробежных сил отбрасываются в периферию. На сообщение ускорения каплям воды расходуется некоторое количество энергии. направление движения капель отличается от направления движения пара. Капли движутся под углом к спинкам лопаток, вследствие чего вызывают износ входных кромок лопаток. Для уменьшения износа входные кромки покрывают специальными ударопрочными сплавами. Кроме этого расходуется часть энергии на преодоление тормозящего действия капель воды. В связи с частичным выделением влаги работу совершает не се количество пара, проходящего через ступень, а только его часть, что определяет составляющую потерь от влажности, которые определяют:        , где х=(х12)/2 – средняя степень сухости пара в ступени; х1 и х2 – сухость пара перед и за рабочими лопатками; hi – использованный теплоперепад на ступени с учетом всех внутренних потерь, кроме потерь от влажности.

Внешние потери:

Механические потери вызваны затратой энергии в упорных и опорных подшипниках, а также на привод системы регулирования и главного масляного насоса. Механические потери в турбоагрегате учитывает механический КПД, который можно определить  опытным путем: . Меньшие значения для турбин малой мощности.

Потери от утечек через концевые уплотнения вала. При давлении пара в корпусе турбины выше атмосферного часть пара выходит наружу через кольцевые лабиринтовые уплотнения вала. В конденсационной турбине для избежания подсоса воздуха  в конденсатор концевому лабиринтовому уплотнению вала со стороны конденсатора подводится пар с давлением несколько выше атмосферного.

Дроссельное парораспределение.