ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2021
Просмотров: 1408
Скачиваний: 4
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
вентиляционных
потерь
в
ступенях
ЦНД
.
Температура
t
2
за
последней
ступенью
измеряется
штатными
приборами
,
установленными
за
РК
последней
ступени
в
периферийной
области
(
для
ЦНД
турбины
Т
-250/300-240
на
осевом
расстоянии
170
мм
от
выходных
кромок
лопаток
и
на
глубину
150–170
мм
от
меридионального
обвода
).
В
качестве
характерного
параметра
для
определения
режимов
работы
ступени
принят
относительный
объёмный
расход
пара
н
2
2
2
V
V
v
G
=
⋅
,
где
–
объёмный
расход
пара
при
номинальном
режиме
работы
ступени
,
который
соответствует
максимальному
КПД
η
2
н
V
u
на
венце
ступени
.
В
качестве
объекта
исследования
принят
ЦНД
турбины
Т
-250/300-240.
Значение
расхода
пара
через
один
поток
ЦНД
для
этой
турбины
определяется
по
зависимости
,
полученной
по
результатам
исследования
режима
работы
ЦНД
на
блоке
№
3
Харьковской
ТЭЦ
-5
на
протяжении
года
( )
97
,
0
ЦНД
0
ЦНД
к
Р
G
δ
=
,
(2)
где
0
H
δ
=
δ
–
относительное
перемещение
штока
поворотной
диафрагмы
;
Н
0
= 220
мм
–
положение
штока
при
полностью
открытой
поворотной
диафрагме
;
δ
–
перемещение
штока
поворотной
диафрагмы
на
частичных
режимах
,
мм
;
P
0
ЦНД
–
давление
пара
перед
поворотной
диафрагмой
.
Значение
коэффициента
( )
δ
к
положения
поворотной
части
регулирующей
диафрагмы
зависит
от
степени
её
открытия
,
определяемой
величиной
δ
.
Вид
функции
( )
δ
к
изменяется
при
поступлении
в
щели
,
формируемые
входной
частью
направляющих
лопаток
поворотной
диафрагмы
,
критического
режима
течения
и
может
быть
представлено
в
двух
диапазонах
:
–
при
0<
δ
≤
0,5
( )
δ
⋅
=
δ
5
,
881
к
;
–
при
0,5<
δ
≤
1,0
( )
(
)
(
)
2
5
,
0
02
,
111
5
,
0
52
,
985
74
,
440
к
−
δ
⋅
−
−
δ
⋅
+
=
δ
. (3)
В
зависимости
(2)
принимается
расход
в
ЦНД
в
т
/
ч
,
давление
Р
0
ЦНД
в
кгс
/
см
2
.
Зависимости
(2)
и
(3)
получены
для
диапазона
изменения
расхода
в
ЦНД
от
400
до
980
т
/
ч
.
Для
определения
плотности
пара
за
РК
последней
(31-
й
)
ступени
ЦНД
31
2
31
2
1
−
−
=
ρ
v
необходимо
рассмотреть
взаимосвязь
удельного
объёма
с
параметрами
пара
за
последней
ступенью
.
31
2
−
v
Давление
в
конденсаторе
турбины
при
работе
на
малорасходных
режимах
может
изменяться
от
3
до
30
кПа
.
При
этом
температура
пара
изменяется
от
температуры
насыщения
до
температуры
,
определяемой
нагревом
его
за
счёт
вентиляционных
потерь
.
Зависимость
удельного
объёма
пара
при
температуре
насыщения
в
указанном
диапазоне
изменения
Р
нас
31
2
−
v
к
(
рис
. 1)
может
быть
аппроксимирована
формулой
8’2012
60
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
940
,
0
к
нас
31
-
2
87
,
127
Р
v
=
.
Тогда
плотность
,
м
3
/
кг
94
,
0
к
3
нас
31
2
10
8203
,
7
P
⋅
⋅
=
ρ
−
−
. (4)
Рис
. 1.
Изменение
удельного
объёма
,
плотности
и
температуры
насыщенного
пара
при
изменении
давления
в
конденсаторе
Для
аппроксимации
использованы
табличные
значения
[3].
)
(
нас
P
f
v
=
Зависимость
температуры
насыщения
от
давления
в
конденсаторе
Р
нас
t
к
аппроксимируется
формулами
:
–
при
3,0
≤
Р
к
≤
5,77
кПа
°
С
;
675
,
0
к
нас
31
2
321
,
11
Р
t
=
−
–
при
5,77
≤
Р
к
≤
30
кПа
°
С
.
376
,
0
к
нас
31
2
1175
,
19
Р
t
=
−
При
нагреве
за
счёт
вентиляционных
потерь
удельный
объём
пара
может
рассматриваться
при
Р
к
=
со
nst
как
его
отношение
к
удельному
объёму
насыщения
(
рис
. 2)
в
виде
зависимости
(
нас
нас
31
2
31
2
к
1
t
t
v
v
−
⋅
+
=
−
−
)
)
или
(
нас
нас
31
2
31
2
к
1
t
t
−
+
ρ
=
ρ
−
−
, (5)
где
для
диапазона
изменения
давления
в
конденсаторе
3,0
≤
Р
к
≤
12,0
кПа
значение
коэффициента
к
равно
)
10
4606
,
9
1
(
10
3,4744
к
к
3
-3
Р
⋅
⋅
−
⋅
⋅
=
−
и
для
диапазона
12 <
Р
к
≤
30,0
кПа
)
10
9173
,
1
1
(
10
3,1525
к
к
3
-3
Р
⋅
⋅
−
⋅
⋅
=
−
.
8’2012
61
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
Изменение
давления
за
рабочим
колесом
31-
й
ступени
по
высоте
лопаток
не
превышает
500
Па
и
приходится
на
её
верхнюю
половину
[4].
Это
позволяет
принять
условие
постоянства
давления
по
высоте
рабочей
лопатки
.
Также
целесообразно
принять
условие
,
что
давление
пара
за
РК
равно
в
конденсаторе
.
Рис
. 2.
Зависимость
удельного
объёма
перегретого
пара
от
его
температуры
и
давления
:
1
–
Р
к
=3
кПа
;
2
– 5
кПа
;
3
– 10
кПа
;
4
– 16
кПа
;
5
– 30
кПа
При
определении
плотности
пара
в
межвенцовом
зазоре
последней
ступени
ЦНД
при
малорасходных
режимах
31
1
−
ρ
следует
учитывать
наличие
привтулочного
отрыва
потока
в
рабочем
колесе
,
наличие
вращающегося
вихря
в
межвенцовом
зазоре
,
компримирование
пара
в
ступени
,
формирование
проникающей
области
привтулочного
отрыва
от
предыдущей
ступени
и
проникновение
давления
Р
к
через
ступень
при
возникновении
привтулочного
отрыва
в
предыдущей
(30-
й
)
ступеней
.
Изменение
давления
пара
как
перед
,
так
и
за
рабочим
колесом
последней
ступени
при
малорасходных
режимах
соответствует
течению
несжимаемой
рабочей
среды
.
При
этом
изменение
плотности
пара
зависит
от
температуры
среды
t
1
как
перед
РК
,
так
и
t
2
–
за
ним
).
Учитывая
характер
течения
пара
при
наличии
отрывных
явлений
рассмотрим
изменение
его
параметров
на
средней
линии
тока
основного
течения
(
5
,
0
≈
G
)
с
применением
уравнения
Бернулли
u
h
c
c
P
P
=
−
=
ρ
−
ρ
2
2
1
2
2
2
2
1
1
. (6)
Уравнение
(6)
при
использовании
экспериментальных
значений
параметров
среды
по
величине
u
h
c
c
=
−
2
2
1
2
2
позволяет
при
известных
значениях
P
2-31
,
ρ
2-31
и
t
2-31
определить
параметры
среды
в
межвенцовом
зазоре
и
перед
ступенью
.
На
рис
. 3
приведено
изменение
статических
давлений
и
для
ступени
с
отношением
D
изб
1
P
изб
2
P
cp
/
l
= 2,58
при
цилиндрических
меридиональных
обводах
.
Как
видно
из
рисунка
наблюдаются
три
области
изменения
Р
1
и
Р
2
:
8’2012
62
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
–
область
турбинных
режимов
( )
0
,
1
2
xx
2
<
⋅
<
⋅
v
G
v
G
(
область
I
);
значение
( )
xx
2
v
G
⋅
соответствует
режиму
холостого
хода
;
–
область
компрессорных
режимов
при
( )
xx
2
2
29
,
0
v
G
v
G
⋅
<
⋅
<
,
в
которой
при
расходе
рабочей
среды
через
ступень
влияние
вентиляционных
потерь
ограничено
;
–
область
преобладающего
влияния
вентиляционных
потерь
на
уровень
повышения
температуры
рабочей
среды
29
,
0
0
2
<
⋅
<
v
G
.
Если
в
двух
первых
областях
наблюдается
снижение
давления
как
Р
1
так
и
Р
2
,
то
в
третьей
области
в
основном
потоке
происходит
возрастание
его
в
обоих
сечениях
.
При
значении
2
v
G
⋅
= 0,53–0,54 (
что
соответствует
режиму
холостого
хода
ступени
)
выполняется
условие
Р
1
=
Р
2
.
При
( )
xx
2
2
v
G
v
G
⋅
<
⋅
происходит
опережающее
повышение
давления
Р
2
по
сравнению
с
давлением
Р
1
перед
РК
,
т
.
е
.
РК
ступени
работает
как
колесо
компрессора
.
Рис
. 3.
Изменение
статического
давления
перед
(
Р
1
изб
)
и
за
(
Р
2
изб
)
рабочим
колесом
в
ступени
с
отношением
D
cp
/
l
= 2,58
на
линии
5
,
0
=
G
Анализ
изменения
н
1
2
1
2
1
)
(
P
P
P
P
−
∆
=
∆
−
−
и
н
2
0
2
0
2
0
*
)
(
∗
∗
∗
∗
−
−
−
=
P
P
P
P
P
(
рис
. 4)
в
области
турбинных
режимов
,
показал
,
что
темп
изменения
разности
статических
давлений
,
так
и
различен
в
областях
работы
в
турбинном
(
2
1
−
∆
P
2
0
−
∆
P
54
,
0
2
>
⋅
v
G
)
и
компрессорном
(
( )
xx
2
2
v
G
v
G
⋅
<
⋅
)
режимах
.
Судя
по
закономерности
изменения
2
1
−
∆
P
и
2
0
−
∆
P
режим
холостого
хода
для
рассматриваемой
ступени
наступает
при
8’2012
63
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
54
,
0
53
,
0
2
−
≈
⋅
v
G
,
что
совпадает
с
результатами
определения
режима
холостого
хода
по
интегральным
характеристикам
этой
ступени
.
При
этом
значение
2
0
−
∆
P
выше
значения
2
1
−
∆
P
на
величину
перепада
статического
давления
,
срабатываемого
в
каналах
НА
.
Для
рассматриваемой
ступени
эти
коэффициенты
могут
быть
аппроксимированы
уравнениями
:
–
при
( )
н
2
2
xx
2
)
(
v
G
v
G
v
G
⋅
≤
⋅
≤
⋅
–
турбинный
режим
( )
(
)
xx
2
2
2
1
,1739
2
v
G
v
G
Р
⋅
−
⋅
⋅
=
∆
−
,
( )
(
)
xx
2
2
2
0
1,7609
,19
0
v
G
v
G
Р
⋅
−
⋅
⋅
+
=
∆
−
; (7)
–
при
( )
xx
2
2
0
v
G
v
G
⋅
≤
⋅
<
–
компрессорный
режим
2
2
1
1,2037
65
,
0
v
G
Р
⋅
⋅
+
−
=
∆
−
,
2
2
0
0,8148
25
,
0
v
G
Р
⋅
⋅
+
−
=
∆
−
. (8)
Рис
. 4.
Изменение
коэффициентов
давления
во
всём
диапазоне
режимов
работы
ступени
с
отношением
D
cp
/
l
= 2,58
Траверсирование
потока
в
ступенях
с
различным
втулочным
отношением
,
имеющих
цилиндрические
меридиональные
обводы
,
подтвердило
идентичность
происходящих
процессов
в
этих
ступенях
.
Изменение
характера
зависимостей
1
0
−
∆
P
и
2
0
−
∆
P
происходит
при
режиме
холостого
хода
,
который
для
исследованных
ступеней
составил
:
для
ступени
с
D
cp
/
l
= 2,58
( )
54
,
0
xx
2
=
⋅
v
G
;
ступени
с
D
cp
/
l
= 2,87
8’2012
64