ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

1. Суммарный объёмный расход, проходящий через последние ступени паровой турбины:

, м³/с,

где м³/кг – удельный объём пара за последней ступенью;

м³/с,

Исходя из количества ступеней в 1-м и 2-м отсеках и давлений перед СРК ЦВД (и ЧНД), принимаем давление за первым отсеком (перед поворотной камерой) p_пк = 1,8 МПа. Давление перед ЦНД оценим в = 0,16 МПа.

2. Принимаем потерю давления в СРК НД = 0,03 и находим давление в камере смешения:

P_см = (1 ‒ ) · = (1 ‒ 0,03) · 0,6 = 0,582МПа.

3. Давление перед проточной частью ЦВД:

= (1 ‒ ) · = (1 ‒ 0,03) · 6,5 = 6,3МПа,

где = 0,03 ― принимаем потери пара в СРК ВД.

По = МПа и = 3173,2кДж/кг (точка 0^') находим все остальные параметры в этой точке:

= 398,9°С;

= 0,045м³/кг.

энтропия кДж/(кг·К).

4. Строим идеальный процесс расширения пара в 1-ом отсеке и определяем все параметры пара в конце процесса расширения:

= 2863,6кДж/кг;

=0,119 м³/кг;

5. Идеальный теплоперепад 1-го отсека:

∆H₀(1) = ‒ =3173,2-2863,6=309,6 кДж/кг

6. Относительный внутренний КПД 1-го отсека:

ŋ_0i(1) = [0,92 ‒ (0,2 / 2 υ_ср)] · [1 + ((∆Н₀(1) ‒700) / 2000)] · к_вл = (0.92-0.2/(2·39.66·0.073)) ·(1+(309.6-700)/20000) ·1=0.868

где υ_ср = ( · )^0,5 =0.073 м³/кг ― средний для 1-го отсека удельный объем;

к_вл = 1 ― коэффициент влажности пара.

7. Действительный теплоперепад 1-го отсека:

∆H_i(1) = ∆Н₀(1) · η_0i(1) =309.6·0.868=268.7 кДж/кг.

8. Внутренняя мощность 1-го отсека:

N_i(1) = 2 · · ∆H_i(1) =2·39.66·268.7=21313 кВт.

9. Энтальпия пара в поворотной камере (перед 2-ым отсеком):

= h₁ = ‒ ∆H_i(1) =3173.2-268.7=2904.5 кДж/кг.

По p_пк = p₁ = 1.8МПа и =2904.5 кДж/кг (точка 1) находим все остальные параметры в этой точке:

t₁ = 250°С;

υ₁ =0.122 м³ /кг.

кДж/(кг·К).

10. Строим идеальный процесс расширения пара во 2-ом отсеке до давления p_см = p₂ = 0,58 МПа и определяем все параметры пара в конце процесса расширения:

=2694 кДж/кг;

=0.31 м³/кг;

11. Идеальный теплоперепад 2-го отсека:

∆H₀(2) = ₁ ‒ = 2904.5-2694=210.5кДж/кг

12. Относительный внутренний КПД 2-го отсека:

ŋ_0i(2) = [0,92 ‒ (0,2 / 2 υ_ср)] · [1 + ((∆Н₀(2) ‒700) / 2000)] · к_вл =

где υ_ср = ( ₁ · )^0,5 =0.199 м³/кг ― средний для 1-го отсека удельный объем;

к_вл = 1 ― коэффициент влажности пара.

13. Действительный теплоперепад 2-го отсека:

∆H_i(2) = ∆Н₀(2) · η_0i(2) =210.5 ·0.87=183.1кДж/кг.

14. Внутренняя мощность 2-го отсека:

N_i(2) = 2 · ∆H_i(2) = 2·39.66·183.1=14523.5кВт.

15. Энтальпия пара в конце реального процесса расширения:

= ₂ = ₁ ‒ ∆H_i(2) =2694-183.1=2510.9 кДж/кг.

16. Энтальпия пара (смеси) в камере смешения:

h_см = h₃ = [2 · · + (2 ‒ D_д) · ] / [(2 · ( + )) ‒ D_д] = кДж/кг.

 

Эта энтальпия и давление p_см = p₂ = 0,7 МПа определяют все остальные параметры в камере смешения (точка 3):

t_см = t₃ = °С;

υ_см = υ₃ = м³/кг.

17. Строим идеальный процесс расширения пара в 3-ем отсеке до давления = 0,24 МПа и определяем все параметры пара в конце процесса расширения:

= кДж/кг;

= м³/кг;

= °С;

= 1 ― степень сухости пара (почти на самой границе с линий насыщ.).

Идеальный теплоперепад 3-го отсека:

∆H₀(3) = h₃ ‒ = кДж/кг.

18. Расход пара через 3-ий отсек:

D(3) = [2 · ( + )] ‒ D_д = кг/с.

19. Относительный внутренний КПД 3-го отсека:

ŋ_0i(3) = [0,92 ‒ (0,2 / 2 D(3) · υ_ср)] · [1 + ((∆Н₀(3) ‒700) / 2000)] · к_вл = 0,…,

где υ_ср = (υ₃ · )^0,5 =м³/кг ― средний для 3-го отсека удельный объем;

к = 1 ― коэффициент влажности пара.

20. Действительный теплоперепад 3-го отсека:

∆Н_i(3) = ∆Н₀(3) · η_0i(3) = кДж/кг.

21. Внутренняя мощность 3-го отсека:

N_i(3) = D(3) · ∆H_i(3) = кВт.

22. Энтальпия пара на выходе из 3-го отсека:

h₄ = h_пар1 = h₃ ‒ ∆H_i(3) = кДж/кг.

По = 0,24 МПа и h₄ = кДж/кг (точка 4) находим все остальные параметры в этой точке:

t₄ = °С;

υ₄ = м³/кг;

S₄ = кДж/кг;

Х₄ = 1.

23. Расход пара через один поток ЦНД:

D(4) = 0,5 · D(3) = кг/с.

24. Строим идеальный процесс расширения пара в 4-ом отсеке до давления p_к = кПа и определяем все параметры пара в конце процесса расширения (точка 5):

= кДж/кг;

= ― степень сухости пара.

Идеальный теплоперепад 4-го отсека:

∆H₀(4) = h₄ ‒ = кДж/кг.

Процесс расширения неполностью протекает в области влажного пара.

25. Коэффициент, учитывающий влажность пара:

к_вл = 1 ‒ 0,8(1 ‒ γ_ву) · ((y₀ + y_к) / 2) · (∆ / ∆H₀(4)) = 0,…,

γ = 0,15 ― принимаем коэффициент использования внутриканальной сепарации влаги;

(∆ = кДж/кг ― теплоперепад, срабатываемый в 4-ом отсеке, в области влажного пара;

y = 0 ― влажность перед отсеком;

= 0,1 ― принимаем влажность в конце действительного процесса расширения (в качестве 1-го приближения).

26. Относительный внутренний КПД 4-го отсека:

ŋ_0i(4) = [0,87 · [(1 + ((∆Н₀(4) ‒ 400) / 10000))] · к_вл] ‒ [∆H_вс / ∆H₀(4)] = 0,,...

27. Действительный теплоперепад 4-го отсека:

∆Н_i(4) = ∆Н₀(4) · η_0i(4) = кДж/кг.

28. Внутренняя мощность 4-го отсека:

N_i(4) = D(3) · ∆H_i(4) = кВт.

29. Энтальпия пара в конце идеального процесса расширения пара в 4-ом отсеке (на выходе из ЦНД):

h_к = h₅ = h₄ ‒ ∆H_i(4) = кДж/кг.

По p_к = кПа и h_к = кДж/кг (точка 5) находим значение степени сухости Х_К = 0,…, и сверяем полученное значение влажности = 1 – Х_К с принятым ранее = 0,…. Если погрешность превышает (10…15) % необходимо принять другое значение .

30. Внутренняя мощность ЦНД:

= D(3) · ∆H_i(4) = кВт.

31. Внутренняя мощность ЦВД:

= N_i(1) + N_i(2) + N_i(3) = кВт.

32. Внутренняя мощность паровой турбины:

= + = кВт.

33. Электрическая мощность паровой турбины:

= · η_Г · η_М = кВт.