Классификация потерь в турбине. Общая классификация тепловых двигателей. Обзор развития паровых турбин, страница 4

Турбина с двумя промежуточными регулируемыми отборами пара.

1 – ЧВД; 2 – ЧСД; 3 – ЧНД; 4,5,6 – регулирующие клапаны; 7 – производственный потребитель; 8 – низкопотенциальный потребитель (на отопление).

0-1 – расширение пара в ЧВД; 1-2 – дросселирование в клапане 5; 2-3 – расширение пара в ЧСД; 3-4 – дросселирование в клапане 6; 4-5 – расширение пара в ЧНД;

Внутренняя мощность без учета отборов на регенерацию:

Для таких турбин характерно еще большее многообразие режимов работы. Возможен конденсационный режим, когда 5 и 6 полностью открыты, а отсечные клапаны отборов закрыты. Возможен режим, когда один из отборов закрыт. Возможен режим, когда в ЧНД имеется лишь вентиляционный пропуск пара для охлаждения ротора. Клапан 6 при этом практически полностью закрыт.

Необходимые в каждый момент времени электрическая мощность с постоянной частотой вращения и тепловые нагрузки с давлением пара Р_п и Р_т обеспечиваются совместным автоматическим регулированием степени открытия регулирующих клапанов 4,5 и 6. Регулирующие органы 4 и 5 представляют собой клапаны с сервомоторным приводом. Регулирующим органом между ЧСД и ЧНД обычно служит поворотная диафрагма. При этом ЧСД и ЧНД располагаются в одном цилиндре ЦНД. В закрытом положении вентиля 10 часть пара проходит через малые зазоры между сопловыми лопатками и окнами диафрагмы.

Турбина с одним промежуточным регулируемым отбором пара.

Теплофикационные турбины способны обеспечить внешних потребителей одновременно как тепловой, так и электрической энергией. У турбин с промежуточным регулируемым отбором в отличие от турбин с противодавлением, выработка электроэнергии не зависит от тепловой нагрузки.

1 – ЧВД; 2 – ЧНД; 3 – генератор; 4 – конденсатор; 5 – потребитель; 6 – стопорный клапан; 7 – регулирующий клапан свежего пара (обычно группа клапанов, осуществляющих сопловое распределение); 8 – регулирующий клапан ЧНД; 9 – предохранительный клапан; 10 – отсечный клапан; 11 – обратный клапан.

ЧВД и ЧНД – это группы ступеней. ЧВД и ЧНД могут быть расположены в одном или в разных цилиндрах турбины соответственно в ЦВД и ЦНД.

Свежий пар с параметрами Р₀ и t₀ пройдя через клапаны 6 и 7 расширяются в ЧВД до давления Р_п, которое поддерживается постоянным  и определяется тепловым потребителем. После ЧВД поток пара разделяется на поток G_n, идущий тепловому потребителю и поток  G_к, идущий через регулирующий клапан 8 в ЧНД, где расширяется до давления в конденсаторе Р_к. Изобразим процесс расширения пара в такой турбине.

Процессы: 0-1 – расширение пара в ЧВД; 1-2 – дросселирование пара в клапане 8; 2-3 – расширение пара в ЧНД.

Очевидно, что относительный внутренний КПД всей турбины будет: .

Для ЧВД то же самое:         . Для  ЧНД:           .

Определим электрическую мощность развиваемую турбиной без учета отборов пара на регенерацию:          , где , , .

.

Найдем расход свежего пара на турбине:  .

Для турбины с регулируемым отбором пара характерно многообразие возможных режимов работы. В первую очередь различают две группы режимов: конденсационные и теплофикационные.

Режим называется конденсационным в случае, когда расход потребителю G_n=0 и турбина работает как обычная конденсационная. При этом клапан 10 закрыт. Регулирование ведется только клапаном 7. Заметим, что 10 не является регулирующим. Его возможное положение: либо закрыт, либо открыт.

Режим называется теплофикационным когда G_n>0. Клапан 10 открыт. Необходимая электрическая мощность и тепловая нагрузка обеспечивается совместным регулированием степени открытия клапанов 7 и 8.