Построение условного процесса расширения пара

в турбине hs - диаграмме

Схема условного процесса расширения пара в турбине для настоящего случае дана на рис.2а Теоретический процесс расширения –( а-в ) и действительный – (а - а*- с*) .

При принятых начальных параметрах р₀ = 75 бар и t₀ = 435°С по таблице III [ Л.2 ] имеем энтальпию и энтропию в начале процесса расширения:

h₀= 3242,4 кДж / кг, s₀ = 6,5420 кДж / ( кг × К ).

При давлении в конце теоретического (адиабатного) расширения р_К = 0,04 бар точка ”в” находится в области влажного насыщенного пара. В этом случае энтальпия пара в этой точке hkaможет быть определена аналитически из известного соотношения:

h_ка = сt_к + x_ка r_к [ кДж / кг ],

где х_ка =

сt_к – энтальпия воды на линии насыщения при конечном давлении адиабатного процесса расширения пара, т.е. при 0,04 бар, х_ка –степень сухости пара,

r_к – скрытая теплота парообразования.

При адиабатном процессе s_ка =s₀ = 6,5420 кДж / (кг × К).

По таблице II 1.1[ П.2 ] при р_к = 0,04 бар :

s’ = 0,4224 кДж / (кг * К), s“ - s ’ = 8,0523 кДж / (кг ×К),

ct_k = 121,41 кДж / кг, r_к = 2432,7 кДж / кг.

Тогда x_ка = = = 0,76 ,

h_ка = сt_к + x_{ка *} r_к = 121,41 + 0,76 * 2432,7 = 1970,3 кДж / кг.

При принятой потере давления в органах регулирования, которая приведена в задании (см. табл. П 1.2) Dр_р1 = 4% имеем давление перед соплами первой ступени турбины :

р’₀ = (1-Dр₁ ) р₀ = (1-0,04 ) р₀ = 0,96 р₀ = 0,96 ´ 75 = 72 бар.

По линии дросселирования ( h - пост.) до давленияр’₀ = 72 бар получаем точку “а* ”.

При заданном внутреннем относительном КПД турбины ( без учета потерь с выходной скоростью последней ступени ) имеем энтальпию в точке “с* ”:

h_к^* = h₀ - h_оi (h₀ - h_ка ) = 3242,4 - 0,82 (3242,4 - 1970,3) = 3242,4 - 1043,1 = 2199,3 кДж / кг.

Для нахождения точки с* необходимо найти на h-s – диаграмме пересечение изоэнтальпы h_к^* с изобарой р_к (т.е. в данном варианте пересечение изоэнтальпы h_к^* = 2199,3 кДж / кг с изобарой р_к = 0,04 бар ), тогда используемый теплоперепад в турбине:

H_i = h₀ – h*_к = 3242,4 – 2199,3 =1043,1 кДж / кг.

На линии действительного процесса расширения пара в турбине “ а*- с* ” находятся изобары р₅^к.о.=44 бар, р₄^к.о.=20,5 бар, р₃^к.о.=9 бар, р₂^к.о.=2,6 бар, р₁^к.о.=0,5 бар. Схема процесса с изобарами в камерах отборов дана на рис. 2.б.

Полученные значения энтальпий h₀ , h_ка , h_к^*и h_к наносятся на hs - диаграмму из [2] или [3]; и получаются теоретический (а - в) и действительный (а – а* -c*) процессы. Далее наносятся изобары р₅^к.о., р₄^к.о., р₃^к.о., р₂^к.о., р₁^к.о. В точках пересечения этих изобар с действительным процессом расширения пара необходимо найти соответствующие энтальпии и температуры пара на выходе из камер отборов турбины. Таким образом, по hs - диаграмме последовательно находятся значения энтальпий и температур пара (а также степень сухости пара (х) для подогревателей П-2 и П-1 ):

h₅ = 3138 кДж / кг, t₅^к.о =371 °С;

h₄ = 3000 кДж / кг, t₄^к.о = 292 °С;

h₃ (h_д ) = 2864 кДж / кг, t₃^к.о = 212 °С;

h₂ = 2682 кДж /кг; х₂^к.о =0.984;

h₁. =2471 кДж / кг, х₁^к.о = 0.925.

Условный процесс расширения пара в турбине в hs-диаграмме с нанесением параметров в соответствующих точках дается на рис.3. На диаграмме показаны также и давления пара на входе в регенеративные подогреватели: р₅, р₄, р₃(р_д), р₂, р_{1 .}Параметры пара в камерах отборов на регенерацию и давления перед подогревателями приведены в таблице 1.

Таблица 1.Параметры пара в камерах отборов турбины К-80-75