Внутренний относительный кпд цилиндра (5 видео)

Методические указания по тепловым испытаниям паровых турбин (со 34. 30. 740)

^ Е.4. Расчет внутреннего относительного КПД цилиндров (отсеков) турбины

Основной величиной, характеризующей уровень эффективности цилиндра (отсека) турбины, является его внутренний относительный КПД.

Обычно значение внутреннего относительного КПД определяется от состояния пара перед паровпускными органами (_oi), однако в ряде случаев может возникнуть потребность в определении значения этой величины от состояния перед соплами (), т.е. с исключением потерь от дросселирования в клапанах (_др). Внутренний КПД от состояния перед соплами, характеризующий эффективность проточной части, может быть рассчитан по данным опытов с полностью открытыми паровпускными клапанами либо с помощью построения процесса в i—s-диаграмме (рис. 1).

Рис. 1. Расчет внутреннего относительного КПД с помощью i—s-диаграммы

На рис. 1 показан процесс расширения пара в цилиндре (отсеке) турбины. Точка 1 является началом процесса с параметрами пара p_o, t_o, i_o. Точка 1‘ характеризует состояние пара после органов парораспределения, т.е. стопорных и регулирующих клапанов. Энтальпия пара в точках 1 и 1‘ неизменна; — гидравлическое сопротивление органов паровпуска.

Точка 2 характеризует состояние пара на выходе из цилиндра (отсека) с параметрами p₂, t₂, i₂.

Точки 2t и 2‘t являются конечными точками адиабатического процесса расширения из точек 1 и 1‘ до давления р₂.

Внутренний относительный КПД цилиндра (отсека) определяется как отношение h_i/H_o от состояния пара перед органами паровпуска и как от состояния за органами паровпуска по следующим формулам:

где _oi, — внутренние относительные КПД цилиндра (отсека) от состояния пара соответственно перед и за органами паровпуска.

Видео:Конденсаторы паровых турбинСкачать

Энтальпии пара до и после цилиндра (отсека), а также в конце адиабатического процесса расширения находятся по соответствующим давлениям и температурам с помощью таблиц водяного пара [16]. Возможно также их определение по уравнениям термодинамического состояния пара, что особенно удобно при обработке данных на ЭВМ.

При определении энтальпии пара после цилиндра (отсека) особое внимание следует обратить на расположение точек измерений температур. В некоторых случаях значение этой величины приходится определять из уравнения смешения. Например, если измерения температур организованы в трубопроводе после места подвода отсоса пара из переднего уплотнения ЦВД, энтальпию пара на выходе из ЦВД () следует определять по формуле

где — расход пара после ЦВД;

— расход пара отсасываемого из первой камеры переднего уплотнения ЦВД;

— энтальпия пара после смешения;

— энтальпия пара, отсасываемого из первой камеры переднего уплотнения ЦВД.

Значения внутренних КПД отдельных отсеков между двумя регенеративными отборами турбины, найденные по состоянию пара в паропроводах на соответствующие подогреватели, не могут считаться достаточно представительными как ввиду влияния высокотемпературных надбандажных перетечек, подмешивающихся к относительно небольшим расходам пара на подогреватели, так и из-за большого влияния погрешности измерения температур при незначительном теплоперепаде между ступенями отборов. По этим причинам наиболее достоверные значения КПД могут быть получены, во-первых, лишь при наличии точек измерений температуры и давления в конце процесса, расположенных в потоке пара большого расхода, и, во-вторых, при достаточно большом теплоперепаде отсека. Поэтому с наибольшей точностью удается определить лишь внутренние КПД цилиндров, работающих целиком в зоне перегретого пара с измерением параметров в выходных паропроводах (ресиверах).

Для приближенной оценки КПД ЦНД, работающего, как правило, в зоне влажного пара, конечную энтальпию (i₂) следует привести либо к постоянному давлению отработавшего пара в конденсаторе, либо к переменному в зависимости от расхода пара в конденсатор. В процессе приведения необходимо сначала определить поправку к мощности турбины на давление отработавшего пара по сетке поправок или по «универсальной» кривой. Далее рассчитывается изменение энтальпии пара на выходе из ЦНД при переходе на номинальное давление отработавшего пара в конденсаторе по формуле

где i₂ — изменение энтальпии пара;

N_p₂ — поправка к мощности турбины при переходе от опытного к номинальному давлению пара в конденсаторе, полученная с учетом исключения влияния регенерации низкого давления, МВт (см. разд. Е.6.5);

— опытный расход отработавшего пара.

Приведенная энтальпия отработавшего пара () определяется по формуле

где i₂ — опытная энтальпия отработавшего пара, определяется по формуле (46).

Видео:Влияние давления на КПД цикла РенкинаСкачать

^ Е.5. Расчет внутренней мощности цилиндров (отсеков)

Для турбин с регулируемым отбором пара в целях последующего построения диаграммы режимов необходимо определить вначале внутреннюю мощность ЦВД (ЧВД) и ЦНД (ЧНД).

Читайте также: Термостат ауди 5 цилиндров

Мощность ЦВД в условиях опытов рассчитывается по формуле

где — сквозной расход пара через ЦВД (получен из баланса расходов — Разд. Е.2);

— использованный теплоперепад ЦВД до камеры П-отбора:

— сумма произведений значений отборов пара из ЦВД на регенеративные подогреватели и теплоперепадов от начала процесса до камеры соответствующего отбора.

По измеренной в условиях опытов электрической мощности () с помощью кривой потерь турбоагрегата (), определяется внутренняя мощность ЦВД по формуле

Е.6. Приведение опытных данных к номинальным параметрам и проектной тепловой схеме

Во время проведения испытаний не всегда удается собрать тепловую схему турбоустановки, полностью совпадающую с проектной. Это может быть вызвано наличием дополнительных постоянно действующих потребителей теплоты (мазутное хозяйство, калориферы котла, отопление), отклонениями расхода питательной воды от расхода свежего пара для неблочных установок и т.п. Кроме того, в определенных пределах могут отклоняться от номинальных значений начальные и конечные параметры пара, может нарушаться плотность арматуры на обводах ПВД и ПНД, по условиям работы котла возможен впрыск питательной воды в промежуточный пароперегреватель и т.п.

В целях получения характеристик турбоустановки, которые были бы удобны для использования эксплуатационным персоналом, заводом-изготовителем, проектными, конструкторскими и наладочными организациями, результаты испытаний следует приводить к единым условиям. Обычно выбираются две схемы, к которым приводятся результаты испытаний. Первая — реальная (эксплуатационная), т.е. та, при которой фактически эксплуатируется турбоустановка; вторая — схема, при которой спроектирована турбоустановка и выданы показатели ее работы (гарантийная схема). Эксплуатационная и гарантийная схемы могут совпадать между собой, но возможны и отличия, вызванные включением в тепловую схему турбоустановки дополнительных элементов, не предусмотренных заводом-изготовителем, либо изменением параметров работы турбоустановки. Характеристики, получаемые при эксплуатационной схеме, необходимы для нормирования и анализа работы турбоустановки в реальных условиях, а при гарантийной схеме — для сравнения с гарантийными показателями завода-изготовителя.

На практике чаще всего используются два метода приведения результатов испытаний к номинальным параметрам пара и проектной тепловой схеме: при неизменном расходе свежего пара на турбину (G_o = const) и при неизменном положении органов парораспределения ЦВД (h_кл= const).

Первый метод предполагает использование, как правило, заводских поправочных кривых на отличие параметров пара от номинальных и поправок на отличие тепловой схемы от проектной, подсчитанных на основе опытных теплоперепадов.

Видео:Влияние конечного давления на КПД цикла РенкинаСкачать

Второй метод заключается в определении значений расхода свежего пара и электрической мощности при номинальных условиях путем их пересчета с сохранением неизменными опытных значений внутренних КПД.

Ниже будет рассмотрен каждый из методов в отдельности и проведено их сравнение.

^ E.6.1. Выбор номинальных параметров и условий

Перед началом пересчета по любому из методов, разумеется, необходимо прежде всего выбрать условия, к которым приводятся результаты испытания.

Такими условиями, определяющими, например, проектную тепловую схему, являются:

— равенство расходов питательной воды и свежего пара;

— значение давления в деаэраторе;

— значения расходов свежего пара, при которых производятся изменения в схеме (переключения камер отбора пара на деаэратор, изменение направления дренажей системы регенерации и т.п.);

— нагрев питательной воды в насосе и т.д.

Номинальные параметры, к которым приводятся результаты испытания, как правило, соответствуют указанным заводом-изготовителем в технических условиях (ТУ) на поставку турбины, однако в ряде случаев с учетом особенностей конкретных условий эксплуатации некоторые из параметров могут отличаться от выданных заводом-изготовителем.

Е.6.2. Пересчет при постоянном расходе свежего пара (на примере конденсационной турбины К-200-130 ЛМЗ — см. приложение 7)

E.6.2.1. Определение номинальных расходов пара на ПВД

Номинальные расходы пара на ПВД соответствуют условиям равенства расходов питательной воды и свежего пара, а также энтальпии питательной воды на входе в ПВД, отвечающей расчетным значениям давления в деаэраторе и нагрева воды в питательном насосе.

Видео:Паротурбинные установки. Цикл Ренкина и методы повышения его КПД.Скачать