Потери энергии и КПД турбины

Все потери энергии паровой турбины можно разделить на две группы: внутренние и внешние. Внутренние потери возникают внутри корпуса турбины и приводят к уменьшению используемого теплоперепада h0. Они представляют собой потерю энергии пара на трение, вихри,

удар и пр. Потерянная энергия превращается в теплоту, повышая конечную энтальпию пара. К внешним потерям турбины относятся потери от утечки пара через концевые уплотнения и механические потери. К внутренним потерям, помимо рассмотренных ранее потерь (в со-

пловой решетке hc, в каналах рабочих лопаток hл и с выходной скоростью hв), относятся: потери на трение и вентиляцию hт. в, на утечку пара через внутренние зазоры hут, от влажности hвл и др.

Потери на трение и вентиляцию. Потеря на трение диска о пар вызвана тем, что вращающийся диск увлекает за собой окружающие его частицы пара. На преодоление трения и сообщение частицам пара ускорения затрачивается некоторая энергия. Потеря на вентиляцию возникает в первых ступенях активных турбин, имеющих парциальный подвод пара, когда рабочие лопатки, про-

ходя промежутки между соплами, действуют как вентилятор, подсасы вая пар из зазора и прокачивая его с одной стороны диска на другую. Кроме того, при подходе лопатки к соплу струя рабочего пара «выколачивает» нерабочий пар, заполняющий канал лопатки. На все это тратится часть энергии струи рабочего пара. Потеря на утечку пара через внутренние зазоры возникает между

диафрагмами и валом у активных турбин со ступенями давления или через радиальные

зазоры у реактивных турбин (см. рис. 8.12). Энергия пара, протекающего через внутренние зазоры, не используется в данной ступени, а потому ухудшает ее КПД. Если потерянную в данной ступени

энергию 1 кг рабочего пара из-за утечки обозначить Глава 8. Паровые турбины ТЭС • 255

через hут, то на такую величину увеличится энтальпия пара за рабочими лопатками этой ступени. Особенно большое значение hут имеют турбины высокого давления. Потеря от влажности пара hвл возникает в последних ступенях конденсационных турбин, работающих в области влажного пара. Частицы влаги в паре движутся медленнее сухого пара, а потому их относительная скорость w1 направлена не по касательной к входной кромке лопаток. Ударяясь о спинки лопаток, частицы влаги производят тормозящее действие на ротор, снижая работу, передаваемую на лопатки. Одновременно капельки воды разрушающе действуют на входные кромки рабочих лопаток. Поэтому минимально допустимым значением сухости пара в последних ступенях турбины можно считать х = 0,88—0,90.