3tom056

2. WYTWARZANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ 114

Rys. 2.33. Przykładowy przebieg rozprężania pary w turbinie

1    — przy obciążeniu znamionowym,

2    przy obciążeniu 0,75 P_N

Rozkład parametrów pary w turbinie zależy od obciążenia (rys. 2.33); decydują o tym zjawiska w części dolotowej turbiny.

Straty energii w turbinie dzieli się na wewnętrzne, podnoszące entalpię pary wylotowej i zewnętrzne, nie wywierające wpływu na stan pary.

Do strat wewnętrznych zalicza się

Ai„. = Ai_d + A i_k + A i_wy + A i,    (2.54)

gdzie: Ai_d — straty w dyszach lub kierownicach, Ai_t — strata w kanałach międzypłat-kowych, Ai_wy — strata wylotowa, Ai_p — pozostałe straty, jak: przecieków przez szczeliny nadłopatkowe, tarcie wirnika, wentylacji (brodzenia) i w dławicach.

stępujących zależności:
A- ^ „ 2, Aij = —(l-ę>^2)	(2.55)
> II 7	(2.56)
A' ^U2“' A«w, = T	(2.57)

Najistotniejsze trzy pierwsze straty oblicza się dla każdego stopnia turbiny z na-

gdzie: u_th — teoretyczna prędkość wypływu pary z dyszy lub kierownicy; cp — współczynnik zmniejszenia prędkości y_lh, ę = 0,92-^0,98; w_th — teoretyczna prędkość przepływu pary w kanałach międzyłopatkowych względem łopatki; ip — współczynnik zmniejszenia prędkości w_th, ip = 0,8 0,95; v_w — prędkość pary wylotowej ze stopnia.

Straty wewnętrzne powodują utratę pracy użytecznej, ale energia ta podnosi entalpię pary wylotowej (rys. 2.34a). Miarą strat wewnętrznych jest również sprawność wewnętrzna stopnia

(2.58)

*o—, Ai„ Vu = -—— = 1 - -—r <o—h    *o^—*1

Sprawność wewnętrzną turbiny wielostopniowej oblicza się jako stosunek sumy użytecznych mocy wewnętrznych poszczególnych stopni do mocy użytecznej teoretycznie

a) j

b)

/Po

85

80

75

70

m

90

100 120

Visp

Vt

Otwp

Olnp

140    160    180 MW 200 P

Rys. 2.34. Wykres i-s rozprężaniu pary w stopniu akcyjnym turbiny (a) i wpływ obciążania turbiny 200 MW na sprawność (b)

ą, wewnętrzną całej turbiny, ą,„, — części wysokoprężnej, ą_U|> — średnioprężnej, ^ — niskoprężnej

osiągalnej przy możliwym do wykorzystania spadku entalpii pary. Sprawność ta zależy od stopnia obciążenia turbiny (rys. 2.34b).

Ze strat zewnętrznych w turbinie można wyróżnić zarówno straty energii pary na uszczelnienia dlawnicowe (A/_dt), jak i straty mechaniczne na opory tarcia oraz na napęd regulatora i pomp olejowych na wale turbiny.

Sprawność mechaniczna obecnie produkowanych turbin dużej mocy jest bardzo duża, Vm = 0,998.

Wszystkie straty w turbinie wyraża sprawność efektywna

(2.59)

Jednym z najczęściej stosowanych w praktyce wskaźników sprawności turbin (głównie ze względu na prostotę jego wyznaczania) jest jednostkowe zużycie ciepła przez turbozespół, uwzględniające również straty w skraplaczu

— (2.60) gdzie Q_p — ciepło przejęte przez turbozespół

Qp — Do(i₀ ~ i_w) + Yj D_u(i_Pw—ij + D_s(i_pw—i,)

(2.61)

u

przy czym: D_u, i_u—strumień masy i entalpia pary w upuście u; pozostałe oznaczenia jak na rys. 2.10.

Na rysunku 2.35 przedstawiono wpływ mocy znamionowej turbiny na jednostkowe Zużycie ciepła dla optymalnych parametrów pary.

Izobaryczne skraplanie pary wylotowej z turbiny odbywa się w skraplaczach, zwanych

również kondensatorami. Najbardziej rozpowszechnione są skraplacze wodne (rys. 2.36),

w których osiąga się ciśnienie nasycenia w temperaturze pary i skroplin określonych wzorem

T,^t_a=T_w1 + A T+ ST

gdzie: T_wl — temperatura wody chłodzącej dolotowej;

(2.62)

8*