Построение условного процесса расширения пара

в турбине в h-s – диаграмме

Схема условного процесса расширения пара в турбине для настоящего случая дана на рис. 2.а. Теоретический процесс расширения – (а–b) и действительный – (а–а*–с*).

При принятых начальных параметрах р₀ = 75 бар и t₀ = 435°С по таблице III [2] (или в прилож. 3) имеем энтальпию и энтропию в начале процесса расширения:

h₀ = 3242,3 кДж/кг, s₀ = 6,5416 кДж/(кг×К).

При давлении в конце теоретического (адиабатного) расширения р_К = 0,04 бар точка «b» находится в области влажного насыщенного пара. В этом случае энтальпия пара в этой точке – h_кa может быть определена аналитически из известного соотношения:

h_ка = h_к + x_ка·r_к (кДж/кг),

где х_ка = h_к – энтальпия воды на линии насыщения при конечном давлении адиабатного процесса расширения пара, т.е. при р_к = 0,04 бар, х_ка – степень сухости пара, r_к – скрытая теплота парообразования.

При адиабатном процессе s_ка = s₀ = 6,5416 кДж/(кг·К).

По таблице II [2] (или в прилож. 3) при р_к = 0,04 бар:

s¢ = 0,4224 кДж/(кг·К), s² – s¢ = 8,0510 кДж/(кг·К),

h_к = 121,4 кДж/кг, r_к = 2432,3 кДж/кг,

тогда x_ка = = = 0,76; h_ка = h_к + x_ка·r_к = 121,4 + 0,76·2432,3 = 1969,95 кДж/кг.

При принятой потере давления в органах регулирования, которая приведена в задании (см. табл. П 1.2) Dр_р1 = 4% имеем давление перед соплами первой ступени турбины:

р¢₀ = (1 – Dр₁)·р₀ = (1 – 0,04)·р₀ = 0,96·р₀ = 0,96·75 = 72 бар.

По линии дросселирования (h – пост.) до давления
р'₀ = 72 бар получаем точку «а*».

При заданном внутреннем относительном КПД турбины (без учета потерь с выходной скоростью последней ступени) имеем энтальпию в точке «с*»:

h_к^* = h₀ – h_оi·(h₀ – h_ка) = 3242,3 – 0,82·(3242,3 – 1969,95) =

= 3242,3 – 1043,3 = 2199 кДж/кг,

где h_oi – внутренний относительный КПД турбины.

Для нахождения точки с* необходимо найти на h-s – диаграмме пересечение изоэнтальпы h_к^* с изобарой р_к (т.е. в данном варианте пересечение изоэнтальпы h_к^* = 2199 кДж/кг с изобарой р_к = 0,04 бар), тогда используемый теплоперепад в турбине:

H_i = h₀ – h*_к = 3242,3 – 2199 = 1043,3 кДж/кг.

На линии действительного процесса расширения пара в турбине «а*–с*» находятся изобары р₅^ко = 43,92 бар,
р₄^ко = 20,57 бар, р₃^ко = 9,0 бар, р₂^ко = 2,62 бар, р₁^ко = 0,5 бар. Схема процесса с изобарами в камерах отборов дана на рис. 2.б.

Полученные значения энтальпий h₀, h_ка, h_к^* и h_к наносятся на h-s – диаграмму; и получаются теоретический (а–b) и действительный (а–а*–c*) процессы. Далее наносятся изобары р₅^ко, р₄^ко, р₃^ко, р₂^ко, р₁^ко. В точках пересечения этих изобар с действительным процессом расширения пара необходимо найти соответствующие энтальпии и температуры пара на выходе из камер отборов турбины. Таким образом, по h-s – диаграмме последовательно находятся значения энтальпий и температур пара (а также степень сухости пара (х) для подогревателей П-2 и П-1):

h₅ = 3146 кДж/кг, t₅^ко = 375°С;

h₄ = 3004 кДж/кг, t₄^ко = 291°С;

h₃ (h_д ) = 2866 кДж/кг, t₃^ко = 212°С;

h₂ = 2686 кДж/кг; х₂^ко =0,984;

h₁ = 2472 кДж/кг, х₁^ко = 0,925.

Условный процесс расширения пара в турбине в h-s – диаграмме с нанесением параметров в соответствующих точках дается на рис.3. На диаграмме показаны также и давления пара на входе в регенеративные подогреватели: р₅, р₄, р₃ (р_д), р₂, р₁.

Параметры пара в камерах отборов на регенерацию и давления перед подогревателями приведены в таблице 1.

Таблица 1