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 (h _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 (h _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 p ₂, t ₂, i ₂.

Точки 2 t и 2 't являются конечными точками адиабатического процесса расширения из точек 1 и 1 ' до давления р ₂.

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:

; (47)

; (48)

где h_oi, - внутренние относительные КПД цилиндра (отсека) от состояния пара соответственно перед и за органами паровпуска.

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

, (49)

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 (i ₂) 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

, (50)

где D i ₂ - изменение энтальпии пара;

D N_{p 2} - 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

, (51)

где i ₂ - опытная энтальпия отработавшего пара, определяется по формуле (46).

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).

Мощность ЦВД в условиях опытов рассчитывается по формуле

, (52)

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

. (53)