Процесс расширения пара в турбине

 

Расчет тепловой схемы ТЭЦ следует начинать с построения процесса расширения пара в турбине.

Построение процесса расширения пара в турбине производят с помощью I–S диаграммы водяного пара (рис. 2). По заданным начальным параметрам пара (давление Р₀ и температура Т₀) находят начальную точку расширения пара в турбине на пересечении изобары Р₀ и изотермы Т₀ – точка А. Процесс расширения пара в проточной части первого отсека турбины протекает по адиабате. Из полученной точки А опускают вниз вертикальную линию до пересечения с изобарой Р₃ (давление Р₃ в регулируемом отборе задано), получают точку В'. Линия АВ' характеризует идеальный процесс расширения пара в первом отсеке турбины.

Далее по диаграмме определяют энтальпии пара в точках А и В' (I_А и I_В'), разность этих энтальпий равна количеству теплоты, полезно используемой в первом отсеке турбины в случае идеального расширения пара, т.е. располагаемый теплоперепад определяется по формуле, кДж/кг:

 

Н₀^/=I_A - I_B^/ . (1)

 

Однако процесс расширения пара протекает с рядом потерь (в соплах, лопатках, с выходной скоростью, с утечками и др.), которые определяются внутренним относительным КПД первого отсека турбины h₁, вследствие чего энтальпия и энтропия в конце расширения растут, а процесс расширения смещается вправо.

Используемый теплоперепад Н', кДж/кг, в реальном процессе определяется по формуле:

Н' = (I_А - I_{В '} )h₁. (2)

Затем из энтальпии I_А вычитают рассчитанную величину Н', получают энтальпию пара в конце расширения в первом отсеке (обозначим ее I_В), кДж/кг:

I_В = I_А - Н' . (3)

На пересечении адиабаты I_В и изобары Р₃ находят точку В. Затем, соединяя точки А и В, получают линию, соответствующую реальному процессу расширения пара в первом отсеке турбины.

Построение линии АВ возможно также чисто геометрическим и более простым способом. Для этого измеряют длину отрезка АВ в миллиметрах и умножают ее на к.п.д. первого отсека. Полученную величину (в мм) откладывают на отрезке АВ от точки А, далее из полученной точки проводят горизонтальную линию до пересечения с изобарой Р₃ и получают точку В.

После этого из точки В проводят вниз вертикальную линию до пересечения с изобарой Р_К (давление Р_К в конденсаторе задано) – получают точку С'. Линия ВС' характеризует идеальный процесс расширения пара во втором отсеке турбины. Затем аналогично вышеописанному строят точку С и проводят линию ВС, соответствующую процессу расширения пара во втором отсеке.

Общий используемый теплоперепад в турбине равен, кДж/кг:

Н₁ = I_A - I_C. (4)