Вторник, 24.04.2018, 17:26
Газовые и паровые турбины ТЭС, ТЭЦ, АЭС
Приветствую Вас Гость | RSS
Главная | Техническая книга online | Регистрация | Вход

Меню сайта

Cветодиодное освещение

Мини-чат



Наш опрос

Стоит развивать "Online литературу"?
Всего ответов: 650




Главная » 5.2 Работа ступени при нерасчетном режиме
5.2 Работа ступени при нерасчетном режиме
16:23
Изменение расхода пара через турбину приводит к изменению давлений и теплоперепадов по ее ступеням. Характер и значения изменений этих параметров определяют по соотношениям, приведенным в предыдущем параграфе. Все изменения режима работы ступени можно свести к изменениям следующих режимных параметров: отношения скоростей  , отношения давлений ступени εст; чисел Маха для сопловой М1t=c1t/a1 и рабочей М2t.=w2t/a2 решеток; фиктивного числа Рейнольдса  (для сопловой решетки  , а для рабочей  ). Кроме того, могут изменяться степень влажности, пара, условия его входа в ступень и выхода из нее. В общем случае эти параметры изменяются одновременно, но нагляднее рассмотреть влияние каждого из них на степень реактивности и КПД ступени.
Изменение степени реактивности. При изменении расхода пара изменяется располагаемый теплоперепад ступени, а следовательно, отношение скоростей   при постоянной частоте вращения турбины.
Из определения степени реактивности ступени  следует
Рассчитав скорости с1t, w1 и w2t при переменных режимах работы ступени, можно по формуле (5.6) определить степень ее реактивности (рис.5.2).
В приближенных расчетах переменных режимов, если скорости пара в ступенях турбины меньше критических, обычно используют следующую формулу:
(5.7)
где  ρ и  ρо  - степени реактивности, а u/cф и (u/cф)0 — отношения скоростей соответственно при измененном и расчетном режимах.
Если скорость в рабочей решетке сверхкритическая, увеличение теплоперепада ступени   означает постоянство теплоперепада в сопловой решетке и рост теплоперепада H0р в рабочей. Таким образом, несмотря на уменьшение отношения u/cф (при n=const), степень реактивности ступени возрастает (рис 5.3).
Изменение КПД ступени. Зависимость КПД ηол, ηоi от отношения скоростей u/cф подробно рассматривалась в разделах 3.3 и 3.5. Параболическая зависимость этих КПД от отношения скоростей была получена в предположении, что потери в решетках изменяются мало. При изменении нагрузки (расхода) турбины будет изменяться степень реактивности ее ступеней. Как было установлено, КПД ступени изменяется не только за счет потерь с выходной скоростью, но и других потерь:
в рабочей решетке, так как изменяются угол β1 входа в рабочую решетку и числа М2 и Re2;
в сопловой решетке, так как изменяется ее теплоперепад, а следовательно, степень реактивности и числа M1 и Re1 от трения диска, утечек и влажности.
Систематическая обработка экспериментальных данных дает параболическую зависимость относительного внутреннего КПД ступени  от отношения скоростей (u/cф)/( u/cф)опт=x1ф, которая выражается следующей формулой (рис.5.4):
Последняя ступень конденсационной паровой турбины, как указывалось, находится в особых условиях, на ней сильнее всего сказывается изменение расхода пара. Кроме того, давление р2 за этой ступенью, определяемое давлением в конденсаторе pk зависит не только от расхода пара, но и от таких факторов, как температура и расход охлаждающей воды, загрязнения трубок конденсатора и др. Важными факторами являются также непостоянство параметров потока по высоте ступени.
Рассмотрим процесс расширения пара в среднем сечении последней ступени. Предположим, что при изменении давления отработавшего пара его расход не изменяется. Выясним, какие качественные изменения будут происходить в ступени при понижении давления на выходе из нее при постоянной частоте вращения.
Если в решетках последней ступени скорости пара докритические, изменение давления за ступенью будет отражаться как на давлении р1 в зазоре между сопловой и рабочей решетками, так и на давлении р0 перед ступенью. Начиная с давления, при котором в одной из решеток последней ступени скорость (с1 или w2) станет критической, дальнейшее снижение давления за ступенью р2 не будет сказываться на скоростях потока в сече-ниях, расположенных до места, где возникла критическая скорость.
Треугольники скоростей последней ступени ЦНД при D=const и n = const и различных уменьшающихся давлениях р2 показаны на рис.5.5, а, где расчетный режим отмечен индексом 0, а критический - *. При уменьшении давления р2 ниже критического, т. е. р2<р2* (при этом w2>w2*), входной треугольник скоростей остается неизменным, а скорость w2 увеличивается вследствие расширения пара и отклонения потока в косом срезе рабочей решетки, т. е. β2>β2э. По мере уменьшения давления р2 может быть получено предельное расширение пара в косом срезе рабочей решетки, после чего дальнейшее расширение будет происходить за рабочей решеткой (за пределами ступени).
При неизменном расходе пара окружное усилие Ru, передаваемое на лопатки, возрастает лишь до тех пор, пока увеличивается сумма проекций скоростей на окружное направление c1cosα1 + c2cos a2. После того как будет исчерпана возможность расширения пара в косом срезе рабочей решетки, дальнейшее уменьшение давления р2 приведет лишь к увеличению осевой составляющей усилия Ra, в то время как окружная составляющая усилия Ru, а следовательно, и мощность ступени останутся неизменными.
Таким образом, при заданном расходе пара противодавления и уменьшении давления р2 мощность ступени увеличивается не беспредельно, а только до определенного уровня.
Показанные на рис.5.5, треугольники скоростей последней ступени, построенные для постоянного расхода пара D2 и его переменного давления р2, могут в общем случае отражать изменение объемного расхода пара Dv2.
Так как параметры пара по высоте последней ступени переменны, рассмотренное изменение режима работы ступени является приближенным.     При докритическом обтекании рабочей решетки расходы пара перераспределяются по ее высоте. При малых скоростях пара с2, соответствующих режиму с небольшим по сравнению с расчетным относительным объемным расходом Dv2/(Dv2)o, поток оттесняется к периферии ступени. При этом поток отрывается от стенок канала в корневой зоне лопаток, где течение приобретает возвратно-вихревой характер. При этом КПД ступени падает, так как от полезной мощности, создаваемой паром в периферийной зоне, отбирается вентиляционная мощность вихревой корневой области. При дальнейшем уменьшении объемного расхода пара Dv2, соответственно малом теплоперепаде и очень большом отношении скоростей u/cф ступень переходит в режим холостого хода, а затем — в режим потребления мощности. Поскольку эти режимы связаны с вихреобразованием, частоты которого случайны, возможна вибрация лопаток и даже их поломка. Поэтому длительность таких режимов ограничена.

Категория: Кострыкин В.А., Шелепов И.Г. 2007 | Просмотров: 3864 | Добавил: turbin | Рейтинг: 0.0/0 |


Форма входа



Поиск



Реклама

Open

Статистика


Светодиодное освещение
Спутниковый Gps Трекер Спот
SPOT Satellite GPS Messenger


Онлайн всего: 2
Гостей: 2
Пользователей: 0


Copyright MyCorp © 2018