Теплофикационный режим (зима)

1. Повышение давления в конденсаторе сопровождается повышением давления в последних ступенях. Новые давления перед каждой ступенью определяются по формуле Флюгеля-Стодолы:

Здесь G₀₀ = G₀₁ - расход пара в ступенях не изменяется при ухудшении вакуума; P₀₀ - расчетное (известное) давление перед каждой из 3-х – 4-х рассматриваемых ступеней; P₀₁ – новое (неизвестное) давление перед каждой из этих ступеней ; P_к0 – расчетное (известное) давление в конденсаторе турбины; P_к1 – новое давление в конденсаторе (ухудшенный вакуум).

Рис. IX.1. Схема турбоустановки с переводом на ухудшенный теплофикационный вакуум.

Параметры расчетного режима G₀₀, P_к0 уже определены в предварительном расчете турбины, а давления по ступеням P₀₀ легко найти по H-S диаграмме, рис. 6,7, отложив расчетные теплоперепады ступеней h₀₀.

Давление P_01, которое установится перед каждой из 3-х - 4-х рассматриваемых ступеней:

.

2. Зафиксировав найденные давления на прежней изоэнтропе процесса расширения (рис.6,7), определяют новые теплоперепады ступеней h₀₁. По ним находят соответствующие значения фиктивной скорости C_a1

и новые значения характеристического числа (U/C_a)₁, предварительно вычислив окружные скорости U₀ = π·d_ср·n/60.

3. Определяют границу предельного режима каждой ступеней, при которой ее КПД η_оi= 0:

Все параметры, входящие в эту формулу – это параметры для расчетного режима ступеней, заведомо известные. Если детальный расчет ступени не производился, то объемы V₁₀ и V₂₀ определяются по H-S диаграмме, рис.6,7; скорость С₂₀ и угол α₂₀принимаются ориентировочно из детального расчета ближайшей ступени; вместо неизвестного КПД ступени используют КПД отсека, в котором она расположена, например, или . Окружная скорость U₀ = π·d_ср·n/60, фиктивная скорость .

4. Определяются фактические абсолютные объемные расходы пара для расчетного и нерасчетного режимов каждой ступени G₀₀·V₂₀ и G₀₀·V₂₁. Фактические относительные расходы:

.

В первом приближении, пока нет возможности построить реальные процессы для каждой ступени и достоверно оценить значения реальных объемов V₂₁, они оцениваются по изоэнтропам для ЧСД или ЧНД (рис.6,7), т.е. принимается, что V₂₁≈V_2t. В дальнейшем, после построения реального процесса расширения, объемы V₂₁ возможно уточнить и повторить расчет с этого пункта.

5. Сравниваются значения предельного и фактического относительных расходов и . Если фактическое значение расхода больше предельного > , ступень имеет положительный КПД, если нет – отрицательный.

6. Положительный КПД определяется по формуле ЛКИ с учетом потерь от влажности:

,

.

Здесь θ = d_ср/l₂ – веерность ступени; K_вл = 1 – 0,87 · y_ср ; y_ср = (y₀ + y₂)/2 – средняя степень влажности ступени; η_оi0 – КПД отсека, в котором расположена ступень, например, или .

7. Если КПД ступени отрицательный (вентиляционный режим), определяются затраты мощности на трение и вентиляцию. В упрощенной постановке используется формула Стодолы при степени парциальности е = 0. Затраты мощности на трение и вентиляцию, кВт:

.

Здесь λ = 1,2 - 1,3; d_ср - м; l₂ – см; U – м/с.

В тепловых единицах, кДж/кг:

.

Потери ∆h_ТВ откладывают вверх от состояния пара за ступенью. Построив процесс расширения турбины, рис. IX.2, определяют полезно использованный теплоперепад H_i1 и внутреннюю мощность, кВт:

N_i1 = G · H_i1 .

При ухудшении вакуума происходит снижение теплоперепадов последних ступеней и напряжения в них уменьшаются. Поэтому проверка прочности не производится.

Второй вариант перевода на ухудшенный вакуум

Второй вариант – с удалением нескольких последних ступеней, давление за которыми в расчетном режиме ниже ухудшенного вакуума Р_к1. На теплофикационном режиме (зима) все оставшиеся ступени будут работать с расчетным КПД. Мощность турбины снизится на величину мощности удаленных ступеней. Однако после окончания отопительного сезона, отключения тепловой сети и перевода турбины на конденсационный режим с нормальным вакуумом Р_к0 (лето), теплоперепад нескольких последних ступеней возрастет, и больше всего– в последней из оставшихся. Это будет сопровождаться значительным увеличением напряжений в рабочих лопатках и диафрагме.