1.1.2. Построение процесса расширения пара в турбине

Процесс расширения пара в турбине представлен на рис.1.2.

Рис. 1.2. Процесс расширения пара в турбине К-500-23,5-4

1) По h,s-диаграмме, в соответствии с параметрами свежего пара (,) определяем энтальпию “т.0”:

.

Потери давления в стопорных регулирующих клапанах составляют 5%. Давление пара с учетом этих потерь (“т.0’ ”):

;

.

2) Строим процесс в ЦВД:

.

На пересечении кривой с прямойнаходим “т. 2т” и строим процесс "0'-2т" - идеальный (адиабатический) процесс срабатывания пара в ЦВД турбины.

Из -диаграммы:

.

3) Строим процесс "0'-2д" - действительный (политропный) процесс срабатывания пара в ЦВД турбины (с потерями).

Из определения внутреннего относительного КПД ЦВД

находим

4) Определяем энтальпию пара после промежуточного пароперегревателя по и из диаграммы:

;

;

5) Расчёт параметров пара в цилиндре среднего давления (ЦСД) турбины.

Давление пара на выходе из ЦСД турбины (т. 4т) обычно составляет 0,25 МПа. На пересечении кривой 0,25 МПа с прямой находим “т. 4т” и строим процесс "3-4т" - идеальный (адиабатический) процесс срабатывания пара в ЦСД турбины:

Из h,s-диаграммы:

.

6) Процесс "3-4д" - действительный (политропный) процесс срабатывания пара в ЦСД турбины (с потерями).

Из определения внутреннего относительного КПД ЦСД

находим :

.

7) Расчёт параметров пара в цилиндре низкого давления (ЦНД) турбины.

Давление пара на выходе из ЦНД турбины (т. 5) равно давлению в конденсаторе (). В нашем случае:. На пересечении кривойс прямойнаходим “т. 5т” и строим процесс "4-5т" - идеальный (адиабатический) процесс срабатывания пара в ЦНД турбины.

Из -диаграммы:

.

Строим процесс "4-5д" - действительный (политропный) процесс срабатывания пара в ЦНД турбины (с потерями).

Из определения внутреннего относительного КПД ЦНД

находим :

1.1.3. Распределение регенеративного подогрева по ступеням

П1 - подогреватель высокого давления (ПВД) поверхностного типа:

Отбор пара из т. 1 () ЦВД турбины:

Температура питательной воды за регенеративным подогревателем П1:

.

Для подогревателей высокого давления поверхностного типа недогрев () обычно составляет 1-5 градусов. В наших расчётах для всех ПВД поверхностного типа примем:. Тогда температура конденсата греющего пара в регенеративном подогревателе П1 с учётом недогрева воды () составляет:

.

Давление воды, создаваемое питательным насосом (ПН), составляет:

.

Потерю давления питательной воды в каждом ПВД поверхностного типа примем равной: .

Тогда давление питательной воды за регенеративным подогревателем П1:

.

Зная и , определяется энтальпия питательной воды за П1:

.

Зная , определяется давление и энтальпия пара в П1:

;

.

Давление пара в отборе турбины с учётом потерь давления в паропроводе, соединяющем турбину и подогреватель ().

.

Зная , по процессу расширения пара в ЦВД, построенному наh,s-диаграмме, определяем:

;

.

П2 - подогреватель высокого давления (ПВД) поверхностного типа:

Отбор пара из т.2 () ЦВД турбины (пар на выходе из ЦВД).

Пар отбора имеет те же параметры, что и пар на выходе из ЦВД:

Зная определяется температура и энтальпия пара в П2:

;

.

Давление питательной воды за регенеративным подогревателем П2:

.

Температура питательной воды за регенеративным подогревателем П2 с учётом недогрева составляет:

.

Зная и, определяется энтальпия питательной воды за П2:

.

Процесс сжатия воды в питательном насосе (ПН):

Давление в деаэраторе:

Повышение энтальпии воды за счёт сжатия:

где - средний удельный объем воды,

- КПД насоса.

Энтальпия питательной воды за ПН:

.

П3 - подогреватель высокого давления (ПВД) поверхностного типа:

Отбор пара из т.3 () ЦСД турбины.

Давление питательной воды за регенеративным подогревателем П3:

.

Подогрев в П2 больше, чем в П3 на величину , отсюда имеем:

примем , тогда:

.

Температура питательной воды за П3:

.

Температура пара в регенеративном подогревателе П3 с учётом недогрева воды:

.

Давление и энтальпия пара в П3:

Давление пара в отборе турбины с учётом потерь давления в паропроводе():

.

Зная давление пара в отборе турбины по процессу расширения пара в ЦСД, построенному в h,s-диаграмме, определяем температуру и энтальпию:

К - конденсатор (пар на выходе из турбины):

Конечное давление пара:

Зная давление, определим температуру и энтальпию пара в конденсаторе:

Д (П4) - деаэратор (подогреватель смешивающего типа):

Отбор пара из т.4 () ЦСД турбины.

В подогревателе смешивающего типа находится смесь подогреваемой питательной воды и конденсата греющего пара, поэтому в деаэраторе параметры пара и воды одинаковы:

; ;;;

(из исходных данных);

;

_.

Зная , по процессу сработки пара в ЦСД, построенному вh,s-диаграмме, определяем:

;

.

Зная ,определяем температуру и энтальпию пара в П4:

;

.

П5 - подогреватель низкого давления (ПНД) поверхностного типа:

Отбор пара из т.5 () ЦСД турбины.

Давление воды на выходе из П5 (с учётом потерь) примем:

;

;

Определим энтальпию питательной воды:

Температура пара в регенеративном подогревателе П5 с учётом недогрева воды:

Давление и энтальпия пара в П5:

Давление пара в отборе турбины с учётом потерь давления в паропроводе:

Зная давление пара в отборе турбины по процессу расширения пара в ЦСД, построенному в h,s-диаграмме, определяем температуру и энтальпию:

Общий подогрев питательной воды в ПНД, разделенный поровну между подогревателями:

где - количество ПНД.

П6 - подогреватель низкого давления (ПНД) поверхностного типа:

Отбор пара из т.6 () ЦСД турбины.

Давление воды на выходе из П6 (с учётом потерь) примем:

Энтальпия воды за подогревателем:

.

Определим температуру воды за подогревателем:

Температура пара в подогревателе П6 с учетом недогрева воды:

Давление и энтальпия пара в П6:

Энтальпия пара дренажа:

Давление пара в отборе турбины с учётом потерь давления в паропроводе:

Зная давление пара в отборе турбины по процессу расширения пара в ЦНД, построенному в h,s-диаграмме, определяем температуру и энтальпию:

П7 - подогреватель низкого давления (ПНД) смешивающего типа:

; ; ; ;

Отбор пара из т. ЦНД турбины:

.

Зная определяем давление и температуру воды в П7:

;

.

Давление пара в отборе турбины с учётом потерь (5%) давления в паропроводе, соединяющем турбину и подогреватель.

.

Зная , по процессу сработки пара в ЦНД, построенному вh,s-диаграмме, определяем:

;

.

П8 - подогреватель низкого давления (ПНД) смешивающего типа:

; ;;;

Отбор пара из т. ЦНД турбины:

.

Зная определяем давление и температуру воды в П8:

;

.

Давление пара в отборе турбины с учётом потерь (5%) давления в паропроводе, соединяющем турбину и подогреватель.

.

Зная , по процессу сработки пара в ЦНД, построенному вh,s-диаграмме, определяем:

;

.

Вышепредставленные расчёты параметров пара и воды сведены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

Таблица параметров пара и воды

Точки процесса	Элементы тепловой схемы	Пар в отборе			Пар в регенеративном подогревателе				Вода за регенеративным подогревателем
		P	t	h	Pп	tп	h'п	hдр	θ	Pв	tв	hв	∆hв
		МПа	°С	кДж/кг	МПа	°С	кДж/кг	кДж/кг	°С	МПа	°С	кДж/кг	кДж/кг
-	-	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
0	-	23,5	540	3325	-	-	-	-	-	-	-	-	-
0’	-	22,325	540	3325	-	-	-	-	-	-	-	-	-
1	П1	6,542	339,5	2998	6,23	278	1226,5	1176,5	2	29,05	276	1211	112
ПП’(2)	П2	4,167	279	2946	3,968	249,85	1085	1035	2	29,55	247,85	1078	190,962
ПП”	-	3,75	540	3540	-	-	-	-	-	-	-	-	-
3	П3	1,743	413,2	3281	1,66	203,18	866,6	816,6	2	30,05	201,18	870,27	127,308
-	ПН	-	-	-	-	-	-	-	-	30,55	163,79	731,56	39,59
4	П4(Д)	0,952	324,8	3106	0,68	163,8	692	-	0	0,68	163,8	692	63,9
5	П5	0,536	250,2	2960	0,51	152,8	644,3	594,3	4	2	148,8	627	156,75
6	П6	0,179	130,86	2731	0,17	115,8	486	436	4	2	111,8	470,25	156,75
7	П7	0,04032	76	2487	0,0384	74,89	313,5	-	0	0,0384	74,89	313,5	156,75
8	П8	0,0675	38	2244	0,00643	37,42	156,75	-	0	0,00643	37,42	156,75	156,75
-	К	0,0033	26,7	2242,13	-	-	-	-	-	0,0033	26,7	107,73	-