новая папка 1 / 302207
.pdf2. Построение линии конденсационного режима
Одним из режимов работы турбины является конденсационный режим, при котором весь поступивший в турбину пар пропускается в конденсатор, а поступление пара в отбор отсутствует (Dотб=0 т/ч). Тепловая нагрузка при этом равна нулю.
Линия конденсационного режима ограничена значениями максимального пропуска пара в конденсатор и мощности холостого хода.
Максимальный пропуск пара в конденсатор Dкm ax будет находиться по формуле
Dmax |
Nэн |
3600 . |
|
|
|
||
к |
м г Hк |
|
|
|
|
|
|
Откладывая на оси абсцисс N э |
N эн , а на оси ординат D0 |
Dкm ax , получим |
одну из точек линии конденсационного режима.
Вторая точка линии конденсационного режима определяется параметрами холостого хода: на оси абсцисс N э N эхх , а на оси ординат
D0 0 т/ч. Холостым ходом называется режим работы турбины, при котором вся выработанная мощность идет на покрытие потерь энергии.
Определим мощность холостого хода турбоагрегата по уравнению [3]:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
хх |
|
н |
|
|
1 |
|
N |
э |
N |
э |
|
т |
м г |
1 . |
|
|
|
|
|
|
Угловой коэффициент линии конденсационного режима находится с учетом приведенных выше координат двух точек по формуле
|
|
Dmax |
|
. |
kотб |
к |
|
||
N н N хх |
||||
|
|
э |
э |
|
Расход пара на турбину при холостом ходе в конденсационном режиме:
Dхх |
Dmax |
|
N хх . |
к |
|
||
|
|
||
к |
N н N хх |
э |
|
|
|
||
|
э |
э |
|
Уравнение линии конденсационного режима:
D0 kотб N э Dкхх .
11
3. Построение линии противодавления
Линия противодавления характеризует режим работы турбоагрегата, когда весь поступивший в турбину свежий пар проходит только через часть высокого давления и далее направляется в отбор. В часть низкого давления турбины и конденсатор пар не поступает (Dк=0 т/ч). Линия противодавления описывает теплофикационный режим работы турбины, при котором выработка электричества минимальна, а тепловая нагрузка максимальна.
Стоит отметить, что линия противодавления имеет чисто теоретическое значение, так как должен быть минимальный вентиляционный пропуск пара в конденсатор для отвода теплоты трения из части низкого давления [4].
Максимальная мощность N эm ax , |
развиваемая турбиной, определяется при |
|||
максимальном расходе пара на турбину D0m ax по следующей формуле: |
||||
N эm ax |
Dm ax H |
отб |
м г . |
|
0 |
|
|||
|
3600 |
|
||
|
|
|
|
|
Таким образом, линия противодавления проходит через точку с |
координатами: на оси абсцисс N э |
N эm ax и на оси ординат D0 |
D0m ax . |
||||||
Вторая точка линии противодавления имеет следующие координаты: на |
||||||||
оси абсцисс N э N эхх , а на оси ординат |
D0 0 т/ч. |
|
||||||
Угловой коэффициент линии противодавления находится с учетом |
||||||||
приведенных выше координат двух точек по формуле |
|
|||||||
kк |
|
Dmax |
|
. |
|
|
||
0 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
N max N |
хх |
|
|
|
|
||
|
|
|
э |
э |
|
|
|
|
Расход пара на турбину при холостом ходе в режиме с противодавлением |
||||||||
определяется по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
Dхх |
|
Dmax |
|
|
|
N хх . |
|
|
0 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
отб |
|
N max N хх |
э |
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
э |
э |
|
|
|
|
Уравнение линии противодавления:
D0 kк N э Dотбхх .
12
4. Построение линий постоянного пропуска пара в конденсатор Dк=const
Линии постоянного пропуска пара в конденсатор представляют семейство параллельных прямых, ограниченных слева линией минимального пропуска
пара в конденсатор, а справа – прямой N э N const .
Минимальный пропуск пара в конденсатор определяется конструкцией турбины и находится в пределах 5-10% от максимального пропуска пара в конденсатор. В дальнейших расчетах минимальный пропуск пара в
конденсатор D m in |
принимаем в размере 10% от максимального пропуска пара в |
|||||||||||||
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
конденсатор |
D m ax , значение |
которого находится |
при |
построении |
линии |
|||||||||
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
конденсационного режима. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Находим точку с ординатой Dкm in |
на линии конденсационного режима. |
|||||||||||||
Через данную точку с угловым коэффициентом kк |
|
(параллельно |
линии |
|||||||||||
противодавления) проводим прямую до пересечения с линией N э |
N эm ax const . |
|||||||||||||
Это и будет линия минимального пропуска пара в конденсатор. |
|
|
||||||||||||
Для построения линии максимального пропуска пара в конденсатор |
||||||||||||||
необходимо через точку с координатами D0 Dкm ax и N э |
N эн провести прямую с |
|||||||||||||
угловым коэффициентом kк |
|
до пересечения с линией N э |
N эm ax const . Данная |
|||||||||||
линия является линией максимального пропуска пара в конденсатор. |
|
|||||||||||||
Построим несколько линий для следующих значений расхода пара в |
||||||||||||||
конденсатор: |
D |
к.1 |
0,2 D m ax , D |
к.2 |
0,4 D m ax , D |
к.3 |
0,6 D m ax |
, D |
к.4 |
0,8 D m ax , D |
D m ax . |
|||
|
|
к |
|
к |
|
к |
|
к |
к.5 |
к |
||||
Линия |
постоянного |
пропуска |
пара |
в конденсатор Dк |
const |
будет |
строиться следующим образом: на линии конденсационного режима находится точка с ординатой D Dк const , через эту точку проводится отрезок прямой с угловым коэффициентом kк до пересечения с линией N э N const .
Полученный отрезок и будет являться линией постоянного пропуска пара в конденсатор.
13
5. Построение линий постоянного расхода пара в отбор Dотб=const
Значение максимального расхода пара в отбор находится по формуле
Dотm бa x D0m a x Dкm in .
Построим несколько линий для следующих значений постоянного отбора
пара: Dотб.1 0,2 Dотбm ax , Dотб.2 0,4 Dотбm ax , Dот б..3 0,6 Dотm бa x , |
Dотб.4 0,8 Dотбm ax , Dотб..5 |
Dотmбax . |
Линия постоянного отбора слева ограничена линией минимального |
||
пропуска пара в конденсатор. |
|
|
Ограничение справа зависит от сравнения |
величины отбора |
Dотб с |
~ |
~ |
|
некоторым фиксированным значением Dотб . Если Dотб Dотб , то в этом случае
линия постоянного отбора справа будет ограничена линией максимального
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
пропуска пара в конденсатор. Если Dотб Dотб |
, |
то в этом случае справа линия |
||||||
постоянного отбора ограничивается прямой N э |
N эm ax const . |
|||||||
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
Значение |
Dотб будет находиться по следующей формуле: |
|||||||
|
|
~ |
|
N m ax |
N н |
3600. |
|
|
|
|
D |
э |
э |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
отб |
|
м г |
Hотб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Значение |
~ |
равно |
расходу |
пара |
|
в теплофикационный отбор, |
||
Dотб |
|
требующемуся для выработки турбиной электрической мощности, равной разности максимальной и номинальной мощностей, при работе турбины в режиме противодавления (пропуск пара в конденсатор отсутствует).
Принцип построения линии с постоянного отбора пара таков:
на линии минимального пропуска пара в конденсатор находится точка с
ординатой |
D0 |
Dотб |
Dкm in . Через |
эту точку |
проводится отрезок |
прямой с |
|
угловым коэффициентом kот б до пересечения |
либо с линией Dкm ax const (если |
||||||
~ |
или |
до |
пересечения с |
прямой N |
m ax |
const (если |
~ |
Dотб Dотб ) |
э N э |
Dотб Dотб ). |
Полученный отрезок и есть линия постоянного отбора пара.
14
После получения уравнений основных и вспомогательных линий |
||
необходимо приступить к графическому построению диаграммы режимов. |
||
На рис. 2 схематически изображена диаграмма режимов |
||
теплофикационной турбины с одним регулируемым отбором. |
||
D |
|
|
Dmax |
|
|
|
|
D min=const |
|
|
к |
Dк=0 |
|
|
|
Dотб=const |
|
|
|
D max=сonst |
|
|
к |
Dотб =const |
|
|
Dотб=0 |
Nэн |
Nэmax |
|
|
|
Nэхх |
|
Nэ |
Рис. 2. Диаграмма режимов турбины с одним регулируемым отбором |
15
Библиографический список
1.Елизаров, Д.П. Тепловые электрические станции / Д.П. Елизаров, В.Д. Буров, Е.В. Дорохов. – Москва : МЭИ, 2009. – 466 с.
2.Лосев, С.М. Паровые турбины и конденсационные устройства / С.М. Лосев. –
Москва: Энергия, 1964. – 376 с.
3.Дыскин, С.Л. Определение характеристик теплофикационной паровой турбины: методические указания для студентов направления 140100 «Теплоэнергетика» / С.Л Дыскин, С.С. Козлов. – Нижний Новгород: ННГАСУ,
2009. – 38 с.
4.Шегляев, А.В. Паровые турбины : учеб. для вузов / А.В. Шегляев. – Изд. 5-е, доп. – Москва: Энергия, 1976. – 368 с.
16
ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ РЕЖИМОВ ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ
ТУРБИНЫ С ОДНИМ РЕГУЛИРУЕМЫМ ОТБОРОМ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к курсовой работе по дисциплине «Тепловые двигатели»
Составители: Арзамасцев Алексей Геннадьевич, Губарев Василий Яковлевич
Редактор М.Ю. Болгова
Подписано к печати 25.12.2014 . Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Ризография. Объём 1,1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № .
Издательство Липецкого государственного технического университета. Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ.
398600, Липецк, ул. Московская, 30.
17