Располагаемого теплоперепада

кой /'. Расширение пара в двигателе пойдет при этом по прямой 1'2'. В результате техническая работа двигателя, изображаемая отрезком 1'2', уменьшается. Чем сильнее дросселируется пар, тем большая доля располагаемого теплопадения, изображаемого отрезком 12, безвозвратно теряется. При дросселировании до давления pz, равного в нашем случае 0,1 МПа (точка /")>. пар вовсе теряет возможность совершить работу, ибо до двигателя он имеет такое же давление, как и после него. Дросселирование иногда используют для регулирования (уменьшения) мощности тепловых двигателей. Конечно, такое регулирование неэкономично, так как часть работы безвозвратно теряется, но вследствие своей простоты оно применяется достаточно часто. Поскольку при дросселировании реальных газов их температура уменьшается (если она ниже температуры инверсии), этот процесс широко используется в технике получения низких температур и сжижения газов.,

пара перед соплами становится равным Н'0 = Я0—/tp—ha.n. В каждой ступени давления расширение пара протекает аналогично тому, как это происходит в одноступенчатой турбине. В первой ступени пар расширяется от давления p'Q до давления р\. Располагаемое изоэнтропное теп-лопадение в этой ступени будет равно hoi. В ступени возникают потери: /tic —в соплах; Й1Л — на лопатках;, hn.B — от трения \ и вентиляции; /IIB — выходные потери, часть которых от 0,5/гв до 0,8/гв можно использовать в последующей ступени. Это используемое тепло учитывается увеличением в масштабе располагаемого теплопадения последующей ступени на величину отрезков (ВВ' для второй ступени и СС' для третьей), в результате чего на диаграмме получаются параметры тор-, можения. Состояние пара перед второй ступенью будет характеризо-

ийпла, превращенную в. механическую работу на полумуфте турбины, от всего располагаемого теплопадения:

максимум, уменьшаясь при дальнейшем повышении давления. Вначале, с возрастанием теп-лопадения и одновременным снижением начального теплосодержания и расхода тепла на парообразование, к. п. д. возрастает. Рост к. п. д. продолжается^ и после перехода тепло-падения через максимум, до тех пор, пока располагаемое теллопадение снижается относительно медленнее, чем расход тепла на образование 1 кг пара. Коэффициент полезного действия достигает максимума, когда величины относительного снижения располагаемого теплопадения и расхода тепла на парообразование становятся равными:

Фиг. 53а. Зависимость располагаемого теплопадения от начальной температуры.

При комбинированной выработке энергии давление отработавшего пара, используемого для внешнего потребления, выше, а величина располагаемого теплопадения при тех же начальных параметрах меньше, чем при конденсационной выработке. Вследствие этого изменение начальных параметров более резко влияет на изменение величины располагаемого теплопадения и, следовательно, на термический к. п. д. этих установок по сравнению с конденсационными.

Изменение располагаемого теплопадения ia—iKa, °/о ПРИ начальной

По существующим представлениям тормозящее действие капелек влаги на последних ступенях турбины пропорционально влажности пара (1—х). Если принять линейный закон нарастания влажности в этих ступенях и представить мощность, поглощаемую торможением, как уменьшение располагаемого теплопадения Ыгх, то по данным [Л. 6]

Айпе.к — снижение располагаемого теплопадения из-за

При дросселировании величина соответствующей работы, вследствие сокращения располагаемого теплопадения, уменьшается и становится равной

До сих пор располагаемый запас энергии для ступени рассматривался только в виде теплопадения; при этом предполагалось, что кинетическая энергия пара при входе в сопло равняется нулю. Такое предположение допустимо при незначительном числе ступеней в турбине и большой величине располагаемого теплопадения для каждой ступени. Такое,предположение, ввиду достаточно большой величины скорости пара по выходе из сопла, позволяло пренебречь кинетической энергией пара, входящего в сопло. Совсем иное положение создается, когда турбина имеет большое число ступеней. В этом случае это теплопадение для каждой ступени незначительно и поэтому приходится учитывать также и кинетическую энергию пара, входящего в сопло.

Если пар предварительно дросселируется в задвижке, например, до 1 МПа, то состояние его перед двигателем характеризуется уже точкой /'. Расширение пара в двигателе пойдет при этом по прямой /'-2'. В результате техническая работа двигателя, изображаемая отрезком Г-2', уменьшается. Чем сильнее дросселируется пар, тем большая доля располагаемого теплоперепада, изображаемого отрезком 1-2, безвозвратно теряется. При дросселировании до давления р2, равного в нашем случае 0,1 МПа (точка /"), пар вовсе теряет возможность совершить работу, ибо до двигателя он имеет такое же давление, как и после него. Дросселирование иногда используют для регулирования (уменьшения) мощности тепловых двигателей. Конечно, такое регулирование неэкономично, так как часть работы безвозвратно теряется, но оно иногда применяется вследствие своей простоты.

Из изложенного ясно, что эксергия, т. е. максимальная работа, которую можно получить от рабочего тела в потоке, как правило, не равна располагаемому теплоперепаду hi—ho. В некоторых случаях, как в изображенном на рис. 5.12 примере, она оказывается больше располагаемого теплоперепада за счет теплоты, отбираемой рабочим телом от окружающей среды. В других случаях (когда So
Степенью реактивности ступени называется отношение располагаемого теплоперепада на рабочих лопатках А2 к располагаемому теплоперепаду ступени h0 = h{ + h2 (где hi — располагаемый теплоперепад в соплах), т. е.

Коэффициент возврата теплоты турбины. Коэффициент возврата теплоты а характеризует относительное увеличение располагаемого теплоперепада за счет частичного возврата тепловых потерь и определяется по формуле

Степень реактивности ступени — отношение части располагаемого теплоперепада Я', ступени, срабатываемого в рабочем колесе, к полному располагаемому теплоперепаду Яо ступени.

Удельный расход пара на выработку электроэнергии при снижении давления свежего пара увеличивается, а к. п. д. турбины и влажность пара в последних ее ступенях уменьшатся. Снижение давления свежего пара на 1 ат при полностью открытых регулирующих клапанах или дроссельном клапане вызывает снижение располагаемого теплоперепада Я0 турбины в среднем около 2—3%.

Наибольшее влияние на снижение экономичности турбины оказывает недостаточная воздушная плотность вакуумной системы, которая вызывает увеличение в конденсаторе давления, повышение удельного расхода пара на выработку электроэнергии, снижение общего располагаемого теплоперепада,, мощности турбины и, следовательно, выработки электроэнергии.

1. От дросселирования пара. Дросселирование происходит в стопорном и дроссельном (регулирующем) клапанах, особенно при неполном их открытии. В результате этого снижается давление пара, теряется некоторая часть располагаемого теплоперепада //о турбины.

Снижение температуры свежего пара вызывает уменьшение располагаемого теплоперепада Я0 и увеличение удельного расхода пара на турбину. При неизменной электрической нагрузке давление пара в камере регулирующей ступени увеличится, а перепад тепла в ней уменьшится; перепады тепла в остальных ступенях несколько увеличатся, лопатки и диафрагмы ступеней давления в этом случае будут работать с перегрузкой, тем большей, чем больше снижение температуры пара при его номинальном давлении. Наибольшую опасность 'представляет перегрузка последней ступени турбины, так как перепад тепла в этой ступени значительно увеличивается по сравнению с расчетным. Снижение температуры свежего пара при неизменной нагрузке ведет к увеличению расхода пара и к повышению осевого давления на упорный подшипник.

Увеличение давления отработавшего пара вызывает снижение располагаемого теплоперепада Нп и повыше-

где п — число ступеней, определяемое в зависимости от располагаемого теплоперепада.