Többfokozatú gőzturbinák

Gőzturbinák. 1. rész

A TÖBBSZERELÉSI GŐZTURBIN MUNKAFELVÉTELE

A kisméretű segédberendezések mellett a gőzturbinák, beleértve az erőműveket és a hajókat, többlépcsősek.

A § 1.1 Megjegyzendő, hogy a fő különbség a többlépcsős aktív és reaktív turbinák, ami észrevehető az első időszakban a turbina építőipar, ezt követően jelentősen simított, sok modern gőzturbinák gyakran végzett aktív lépéseket a pár magas nyomás és jet szakaszában az alacsony nyomást. Mindazonáltal, jelei konstruktív elválasztása az aktív és a reaktív turbinák túlélte mostanáig. Továbbá megmaradtak a turbinák tervezési módjainak egyes jellemzői. Ezért a jövőben elhagyjuk az aktív és reaktív turbinák közötti feltételes megosztást. Ugyanakkor, utalva az aktív turbinák, akkor megakadályozzák őket, és lépéseket dolgozó jelentős mértékű reaktivitás. Reaktív típusú turbinák, amelyek a legtöbb szakaszban pcp% 0,5 reaktivitást mutatnak.

Az 1. ábrán. Az 5.1. Ábra bemutatja a többfokozatú aktív turbina áramlási szakaszának tervezési diagramját. Számos lemez van felszerelve a közös tengelyre, amelynek perifériáján működő pengék vannak. A tárcsákat diafragmák választják el, amelyekben a fúvókák vannak felszerelve. A fúvókahálóban gőzkibocsátás történik. A turbinaelem, amely egy membránból és egy későbbi lemezből áll, amelyen működő pengék alkotnak

A működő rács az aktív turbinák szakaszát jelenti. A két szomszédos fokozat membránja egy kamrát képez, amelyben egy lemezt helyeznek el, amely egy munkahálót hordoz.

Sok turbinában egy fúvóka gőzeloszlást alkalmaznak. Ebben az első szakaszban gőz halad, amikor a változó munkák változó partsialyyustyu, és e tekintetben különbözik a későbbi szakaszaiban a turbina. Ez a szakasz az úgynevezett szabályozó- és fellépett a viszonylag kis hő csepp kiszámítani odnovenechnoy aktív lépések, a jelentős mennyiségű hő csepp - például sósavval dvuhvenech sebességű szakaszban.

Egy többlépcsős turbinában a gőz kezdeti állapotától a kimeneti elosztóban levő nyomásig rendelkezésre álló összes rendelkezésre álló hőosztás a turbina egymást követő szakaszai között oszlik meg. Így mindegyik szakasz a teljes turbina teljes hőátadásának csak egy részét dolgozza fel.

, aminek következtében a fúvóka-tömb kiáramlási sebessége a c értékre emelkedik

A legfontosabb része a mozgási energia \ 1 gőzáramot alatt átalakul az áramlás vezérlő fokozat rácsos munka a turbina forgórész forgási energiát úgy, hogy a kilépő dolgozó lapátok gőz áramlási sebessége elhanyagolható mértékben c2

Így a gőz kitágulása a következő lépésekben folytatódik, amíg a turbina kimenetén a pk nyomás elérésre kerül. Az aktív turbinák magas és közepes nyomású szakaszaiban általában alacsony reaktivitási fokot biztosítanak. Az alacsony nyomású szakaszokban a reaktivitás növekszik.

A 3. ábrán látható ab vonal. Az 5.1. Ábra mutatja a forgatónyomaték változását a turbina tengelyén. Nyomaték továbbított meghajtók egymást követő szakaszban összegezzük, egy horog, amely nyomaték érték nő, és a teljes M nyomatékot megegyezik a teljes teljesítmény / V, amely a gyakorisága forgatás a turbina továbbít egy rotor hozzá csatlakoztatott elektromos áramgenerátor: N = = 10 „3 M (perc kW .

A tengely elülső végén egy kis negatív nyomatékot határoz meg az aktív szivattyú meghajtásának energiafogyasztása. Az aktív egylépéses vezérlési fokozat szintén a 3. ábrán látható. 5.3. Mivel a szabályozó fázis részleges gőzellátással működik, a magas hatásfok biztosítása érdekében a lépést (4.2. Pont) kis mértékű reaktivitással kell megtervezni.

A szabályozó szakasz mögött reaktív szakaszokat helyeznek, amelyeket mindig teljes gőzzel végzik. Ha a kis teljesítményű aktív turbinákban az első szabályozatlan szakaszokban részleges gőzellátást alkalmaznak, akkor ezt a lehetőséget kizárják a sugárhajtású turbinákhoz.

A reaktív fokozatok munkadarabjai közvetlenül a dobra vannak felszerelve, és a fúvóka lapátok rögzítve vannak a turbina burkolatában vagy a ketrecekben.

Hely fúvóka lapátok a membránok, és a dolgozók a lemezeket jet turbina vezetne nagy axiális erők a rotor (lásd. § 5.5), a növekedés axiális mérete a turbina és elismerését.

Az 1. ábrán. Az 5.3. Ábrán a nyomás és gőz sebességek grafikonjai láthatók a sugárhajtóműben. Az 1. ábrán. 5.4 Az A, -diagramban egy gázturbinás gázturbinának a kiterjesztése folyamatban van. Mivel a gőz kitágulása mind a fúvókában, mind a munkahálóban történik, a gõz állapotának változása a tágulás során folyamatos sima görbével jellemezhetõ.

(3.33) szerint a reaktív szakaszokat ugyanazon a kerületi sebességen haladja meg, és kisebb hőcsökkenést hajt végre, mint az aktívak, és a többlépcsős turbinában lévő szám nagyobb.

A többlépcsős turbinákon végrehajtott, az egyes szakaszok közötti teljes hőátadás megoszlása ​​számos előnnyel jár, amelyek lehetővé teszik a teljes többlépcsős turbina hatékonyságának elérését.

A többlépcsős turbina fő előnyei a következők.

1. használatával jelentős számú lépéseket minden szakaszában kiválaszthatja egy kis hő csepp, még mérsékelt kerületi sebesség rotorlapátok olyan értéke n / gf, amelynek hatékonysága az egyes fokozatok csúcs.

2. Redukáló teplopsrepada és hasonló l őket átmérőjű redukciós szakaszban (egy adott óra Goote forgatás) növeli a magassága a fúvóka és a munka lapátok vagy mértékének növelésére partsialnoeti Azokban a fokozatokban, amely együttműködik az alacsony térfogatáram gőz, mint például a szakaszban, jelentős gőznyomás esetén, ahol a gőz sajátos térfogata kicsi. Ezért, még ha a turbina 4000 kW és 6000 fordulat /? = 50 1 / s minden szakaszában a turbina, kivéve a szabályozó, általában olyan mértékben partsialnreti egyenlő eggyel, és a megfelelő magasságban a fúvóka és a munka pengék.

A kontroll szakaszban részleges fokú ™ nem éri el egységét, hiszen a jelenléte a falak, amelyek elválasztják az egyik csoport a másik fúvóka, okozza, hogy a fúvóka, hogy fenntartsák a rések csoportok közötti terjedelmének csökkentése partsialposti. Még ha a gőz a szabályozó szakasz szolgáltatja a teljes kerület mentén, a mértéke elfogultság ott nem több, mint 0,8-0,96.

A turbina hatékonyságának növeléséhez nélkülözhetetlen tényező a teljes szakaszosság elérése és a többlépcsős turbinák szabályozatlan szakaszainak lapátok megfelelő magassága.

Az áramlási szakasz sikeres vázlatával a turbina szakaszból kilépő gőzáram kinetikus energiája a későbbi szakaszban részben vagy teljesen kihasználható. Így a fokozatok többségében elérhető H0> H0 hőhullám nő. A kimeneti fordulatszám teljesen elveszett, általában csak a turbina és az egyedi hengerek szabályozó és végső szakaszában.

Az energia veszteségek minden szakaszában a turbina, amint az a LS diagramok ábrán. Az 5.2. És a 5.4. Ábra a gőz hőmérsékletét növeli a következő szakaszok előtt. Ez ahhoz vezet, hogy mi ténylegesen rendelkezésre álló hő csepp bármilyen közbenső lépések, mint a hő csepp # 03 A harmadik szakaszban (ábra. 5.2), amelyek között a isobar p és p”, valamivel magasabb, mint a hő csepp I od között az azonos izobár átvett isentropes mag. így, a veszteség az előző szakaszban növekedését okozza tsploperepada a következő lépésekben, és lehetnek részlegesen ott alkalmazott.

Ennek eredményeképpen a többlépcsős turbina rendelkezésre álló hőbeli különbségeinek összege nagyobb, mint a rendelkezésre álló hőátadás, amelyet az egész turbinának az Im0 fő izentrópja mentén vettek fel.

A többlépcsős turbina jelentős előnye, hogy a korábbi szakaszokban az áramlás során bekövetkező veszteségek későbbi szakaszaiban történő részleges használat is lehetséges.

A teljes turbina felhasznált hőelvezetése az egyes szakaszok használt cseppének összegeként található:

közös tényező lehet a jelnek

Itt a H o jelenti a rendelkezésre álló hőveszteséget az egész turbinára, a fő izentrop görbe mentén; (?) - a veszteségek egy része (a termikus egységekben) a turbina szakaszaiban, amelyek később alkalmazhatók.

Másrészt a teljes turbina hővesztesége

A használt hőátadás két kifejezését összehasonlítva megállapítjuk, hogy a teljes turbina hatékonysága az alábbiak szerint fog megjelenni:

A дт = () 1Nt0 arányt hővisszanyerő tényezőnek nevezzük, és meghatározzuk a turbina későbbi szakaszaiban felhasználható veszteségek arányát.

Így az (5.3) képlet azt mutatja, hogy az egész többlépcsős turbina relatív hatékonysága nagyobb, mint az egyes szakaszainak átlagos hatékonysága.

A hővisszanyerő együttható közelítő becsléséhez ezt a kényelmes képletet használhatjuk:

amelyben a kT együtthatót csak a túlhevített gőz térségében működő turbinák esetében kell 4,8 * 10

4; ha a folyamat teljes vonala a nedves gõzben van, t = 2,8 10

4, míg azoknál a turbináknál, amelyekben a tágulási folyamat áthalad a túlhevített tartományról a nedves gőz területére, m = (3,2-4,3) -104. Az (5.4) képletben a Hm0 kJ / kg dimenzió.

A 3. ábrán látható ábra. Az 5.5. Ábra a hővisszanyerő együttható változásának görbéit mutatja a turbinák számának függvényében a színpad relatív belső hatékonyságának különböző értékeire. Ezeket a görbéket olyan eljárásra számítjuk ki, amelyben p0 = 9,0 MPa, I0 = 500 ° C, Rk = 4 kPa (m = 3,8 10

4). érték <ут для обычных проточных частей составляет 0,03 ч-0,08.

Általános képletű (5,2) (5,4) találtunk a feltételezést, hogy teploierepady egyes szakaszok egyenlő. Ha ezek a feltételek valójában nem teljesülnek, akkor a hiba az értékelést hő visszatérő tényező növelheti, bár a legtöbb esetben a pontosság a meghatározás megfelel a gyakorlati számításokhoz.

5. A többlépcsős turbina lehet előírt extrakciós gőz regeneratív tápvíz fűtés, amely jelentősen javítja a hő ciklus ekonomichnoet, t. E. Gurboustanovki hatékonyságot.

Ezek a pozitív tényezők lehetővé teszik elérni egy többlépcsős turbina és az egész turbina növény növeli a hatékonyságot. Ezzel együtt, a többfokozatú gázturbina, vannak-e további veszteségeket, amelyek nem egyfokozatú turbinák, vagy amelyek nem rendelkeznek ilyen turbinák szignifikáns. Például, a veszteség egy pár túlcsordulás, ami lehet figyelmen kívül hagyni a egylépcsős turbinák többlépcsős turbina befolyásolja néha elég erősen.

Mivel a szabályozó szakasz kamrában a légköri nyomás felett, a gőz kilépő fúvóka csoportok szabályozó szakasz, átáramlik a tömítést a szakaszban kamrából, és nem vesz részt a következő lépésben (lásd. § 5,3). Ezen túlmenően, a szivárgás a gőz révén is történhet a tömítés közbenső a nyílás, úgy, hogy nem minden a gőz mennyisége megy a későbbi szakaszában a turbina, áthalad a fúvókanyílás; ott is gőz szivárog a sugárirányú rotorlapátok. A termék ilyen szivárgás eredményezhet jelentős csökkenését szakaszban a hatékonyság különösen az e szakaszok, amelyek működnek a kis rések térfogatú pár (lásd. § 4.3). A megfelelő választás a tervezés lehetséges, hogy csökkentse ezeket a kiegészítő

veszteségeket, és biztosítják a magas hatásfok többlépcsős turbina.

Ugyanakkor nem szabad elfelejteni, hogy a többlépcsős turbina bonyolult és drága gépekkel, amelyek használata indokolja eléréséhez szükséges hatékonysággal.

Ha tehát a kis teljesítményű turbinák turbina nagy teljesítmény erősítés javítja a hatékonyságot, ha teljesítő többlépcsős jelentős emelkedése áll. használhatjuk, hogy a különböző egységek, a kérdés, hogy végre egy turbina egy- vagy többfokozatú, dől alapján a műszaki és gazdasági számítások. A választás a közlekedési eszközök a több szakaszban is jár a kisebb súlya és mérete a turbina.