Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Мощности и КПД паротурбинных установок.





Принципиальная схема ПТУ, работающая по циклу Ренкина:

В турбине в результате необратимых потерь при расширении пара линия процесса отклоняется от изоэнтропии и фактически развиваемая паром работа будет равна: Hi = ioiк, кДж/кг,

где Hi – использованный теплоперепад. Hi < Ho.

df – действительный процесс расширения в турбине.

ΣΔ h – суммарные внутренние потери в турбине.

Отношение используемого теплоперепада к располагаемому называется относительным внутренним КПД: . кВт; кВт.

No – располагаемая мощность турбины;

Ni – внутренняя мощность турбины;

G – массовый расход пара через турбину, кг/с.

Отношение использованного теплоперепада к теплоте, подведенной к раб. телу в парогенераторе, назыв. абсолютным внутренним КПД ПТУ:

.

Не вся мощность Ni, развиваемая паром внутри турбины, используется потребителем. Часто её в виде мех. потерь Δ Nм расходуется на трение в подшипниках и на привод вспомогательных механизмов турбины.

Эффективная мощность турбины, т.е. мощность, которая передается приводимой машине, равна разности: Ne = Ni – Δ Nм.

Отношение эффективной мощности к внутренней назыв. механическим КПД турбины: ηм = Ne / Ni.

Относительный эффективный КПД турбины определяется как: .

Отношение эффективной мощности турбины к тепловой мощности парогенератора назыв. абсолютным эффективным КПД ПТУ: .

Термический КПД идеальной ПТУ определяется как: . iкt – энтальпия отработавшего пара при изоэнтропном расширении.

Электрическая мощность, отдаваемая с выводов электрогенератора, меньше эффективной мощности турбины на величину потерь в электрогенераторе: Nэ = Ne – Δ Nэг. ηэг = Nэ / Ne.

Отношение эл. мощности к мощности идеальной турбины назыв. относительным электрическим КПД турбогенератора: .

Отношение эл. мощности к тепловой мощности парогенератора назыв. абсолютным электрическим КПД ПТУ:

.

При оценке эффективности эл. станции в целом необходимо дополнительно учитывать потери теплоты в котле, расход энергии на привод питательных насосов, потери давления и теплоты в паропроводах и т.д.


Преобразование энергии парового потока в турбинной ступени.

АКТИВНАЯ СТУПЕНЬ.

В активной ступени теплоперепад преобразовывается в соплах в кинетическую энергию. На рабочих лопатках происходит лишь преобразование кинетической энергии в механическую работу. Усилие на рабочие лопатки передается только за счет поворота потока пара. Давление парового потока на входе и выходе рабочих лопаток в активной ступени не меняется (Р1 = Р2).

Паровой поток на выходе из сопловых каналов с абсолютной скоростью под углом α1 к плоскости вращения поступает в каналы рабочих лопаток. Вследствие вращения рабочих лопаток скорость потока на входе в рабочую решетку С1 приобретает другую величину и направление. Эта скорость называется относительной скоростью на входе W1. эта скорость направлена к плоскости вращения под углом β1.

По теореме косинусов найдем: .

По теореме синусов найдем β 1: .

U – окружная скорость движения лопаток.

Струя пара покидает рабочие лопатки с относительной скоростью W 2 под углом β 2. β 2< β 1 на 2…10º. Вследствие потерь в лопаточных каналах W 2< W 1: W 2 = ψW 1. ψ – коэффициент скорости раб. лопаток, учитывающий влияние вредных сопротивлений движению потока.

Абсолютная скорость С 2 и угол α 2 можно определить из выходного треугольника скоростей: . .

Потерю энергии на рабочих лопатках можно определить как .

Данная потеря приводит к повышению энтальпии пара и откладывается вверх. Скорость C 2 и, соответственно, кинетическая энергия пара для данной ступени является потерей с выходной скоростью: кДж/кг. Но часть этой энергии может быть использована в следующей ступени. Изобразим процесс расширения пара в активной ступени.

где χв.с – доля кинетической энергии, используемой в следующей ступени.

Точки 1, 2, 3 определяют состояние пара, соответственно, за соплами на рабочих лопатках и за пределами ступеней. Точка 4 характеризует состояние пара на входе в следующую ступень по параметрам полного торможения.

Располагаемая энергия ступени Ео несколько меньше, чем (располагаемый теплоперепад), т.к. часть энергии Δ hв.с исп-ся в след. ступени: (χв.с = 0…1). Это делается для того, чтобы не учитывать энергию χв.с ·Δ hв.с дважды в этой и последующей ступени. Удельная полезная работа пара на рабочих лопатках будет: .

Относительный лопаточный КПД турбинной ступени есть отношение мощности развиваемой на раб. Лопатках к располагаемой мощности ступени:

.

РЕАКТИВНАЯ СТУПЕНЬ.

В реактивной ступени располагаемый теплоперепад срабатывается не только в сопловых, но и в рабочих решетках. При этом в каналах раб. лопаток за счет поворота потока создается активная часть усилия, а за счет ускорения потока в виду дополнительного расширения пара реактивная часть усилия.

Для лопаток реактивных ступеней α1β2, α2β1.

Располагаемый теплоперепад ступени распределяется между сопловой и раб. решеткой . Т.к. в сопловых лопатках существуют потери тепла Δ hс, то фактически располагаемый теплоперепад на раб. лопатках будет hор. Величина hор немного > , т.к. изобары с ростом энтропии расходятся.. однако в пределах ступени это практически незаметно.

Отношение располагаемого теплоперепада на раб. лопатках к располагаемому теплоперепаду тепла всей ступени назыв. степенью реактивности . На практике не применяются полностью реактивные ρ = 1 и активные ρ = 0 ступени. Турбинные ступени со степенью реактивности ρ < 0,25 относятся к активному типу. На первых ступенях реактивность составляет ρ = 0,06…0,2. В последующих достигает ρ = 0,5…0,6. При ρ = 0,5 сопловые и раб. лопатки имеют одинаковые профили.

В сопловой решетке располагаемый теплоперепад равен , а давление понижается от Ро до Р1.

Скорость пара на выходе из сопловой лопатки будет: , м/с.

φ = С11t – коэффициент скорости сопловых лопаток.

На раб. лопатках ступени происходит дальнейшее расширение пара и соответствующее увеличение скорости с повышением давления от Р1 до Р2.

Располагаемая энергия пара на раб. лопатках складывается из кинетич. энергии потока в относительном движении и теплового перепада hор:

, кДж/кг.

– относит. теор. скорость на выходе из раб. лопаток, м/с.

Величина W1 находится их входного треугольника скоростей.

Действительная относительная скорость пара на выходе из раб. решетки будет равна: W 2 = ψW 2 t (ψ – учитывает потерю скорости из-за вредных сопротивлений).

Тепловые потери на раб. лопатках будут: , кДж/кг. Тепловые потери с выходной скоростью находятся точно также: , кДж (χв.с ·Δ hв.с – используется в след. ступени).

 







Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.