2. Построение процесса расширения пара в h-s диаграмме

2.1. Последовательность построения процесса расширения пара в турбине

Для построения процесса расширения пара в h-s диаграмме необходимо определить параметры пара в одиннадцати узловых точках: восьми основных (1-8 на рис. 1) и трёх вспомогательных (2*, 5*, 7* на рис. 1).

Рис. 1. Последовательность построения процесса расширения пара в турбине

2.2. Давление пара в узловых точках процесса расширения

При построении процесса расширения пара в h-s диаграмме необходимо учитывать потери давления пара в устройствах парораспределения турбины (перепускные паропроводы, регулирующие, стопорные клапаны) вызванные процессом дросселирования (уменьшение давления пара без потери теплосодержания, т.е. с постоянной энтальпией).

Потери давления в устройствах парораспределения цилиндров принимаются по табл. 2.

Таблица 2. Потери давления в органах парораспределения турбины (для всех вариантов)

Источник потерь	Обозначение	Величина потери, %
Регулирующие и стопорные клапаны перед ЦВД		5
Паропроводы промежуточного перегрева пара		10
Регулирующие и стопорные клапаны перед ЦСД		5
Перепускные паропроводы из ЦСД в ЦНД		7

Давления пара в узловых точках процесса расширения составляют:

- на входе в ЦВД

МПа;

- после промежуточного перегрева пара

МПа;

- на входе в ЦСД

МПа;

- на входе в ЦНД

МПа.

2.3. Построение узловых точек

Построение точки «1». Точка 1 определяется по параметрам свежего пара на входе в турбину. На h-s диаграмме находим линию постоянной температуры (изотерму) t₀ = ^oC и линию постоянного давления (изобару) Р₀ = 4 МПа. В точке их пересечения отмечаем точку 1.

По h-s диаграмме или по таблице III [2]* определяем энтальпию пара в точке 1:

h₀ = кДж/кг.

Построение точки «2». Перед попаданием в проточную часть турбины (точка 2) пар проходит стопорные и регулирующие клапаны, в которых теряет часть своего давления. Точка 2 находится на пересечении линии постоянной энтальпии h₀ и изобары .

Из-за большого масштаба h-s – диаграммы точно найти изобару проблематично, поэтому допускается отступить от точки 1 на 2-3 клетки вправо и отметить точку 2.

Построение точки «2*». Процесс 2 ‑ 2* является идеальным (адиабатным) процессом расширения пара в ЦВД, т.е. протекающим без потерь тепла при неизменной энтропии.

Для нахождения точки 2* необходимо опустить вертикальную линию вниз из точки 2 до пересечения с изобарой Р₂. В полученной точке находим энтальпию пара:

h_2а = кДж/кг.

Построение точки «3». Для нахождения точки 3 необходимо сначала определить энтальпию в этой точке, кДж/кг:

,

где - внутренний относительный КПД ЦВД.

Теперь находим на h-s диаграмме линию постоянной энтальпии h₂ и изобару Р₂. В месте их пересечения отмечаем точку 3.

_____________________________________________

* Необходимо помнить, что масштаб h-s – диаграммы по оси Y составляет 4 кДж/кг в 1 мм, что предполагает погрешность в определении энтальпии, поэтому нахождение энтальпий по таблицам [2] является предпочтительнее.

Построение точки «4». Точка 4 соответствует параметрам пара после промежуточного перегрева.

На h-s диаграмме находим изотерму t_пп = ^oC и изобару Р_пп= МПа. В месте их пересечения отмечаем точку 4.

По h-s диаграмме или по таблице III [2]* определяем энтальпию пара в точке 4:

h_пп = кДж/кг.

Построение точки «5». Перед попаданием в проточную часть ЦСД (точка 5) пар проходит стопорные клапаны, в которых теряет часть своего давления. Точка 5 находится на пересечении линии постоянной энтальпии h_пп и изобары .

Построение точки «5*». Процесс 5 - 5* является адиабатным процессом расширения пара в ЦСД.

Для нахождения точки 5* необходимо опустить вертикальную линию вниз из точки 5 до пересечения с изобарой Р₆. В полученной точке находим энтальпию пара:

h_6а = кДж/кг.

Построение точки «6». Для построения точки 6 необходимо сначала определить энтальпию в этой точке, кДж/кг:

, где ‑ внутренний относительный КПД ЦСД.

Теперь находим на h-s диаграмме линию постоянной энтальпии h₆ и изобару Р₆. В месте их пересечения отмечаем точку 6.

Построение точки «7». На входе в ЦНД нет регулирующих или стопорных клапанов, однако перепускные паропроводы также обладают сопротивлением, в результате чего давление пара уменьшается.

Точка 7 находится на пересечении линии постоянной энтальпии h₆ и изобары .

Построение точки «7*». Процесс 7 ‑ 7* является адиабатным процессом расширения пара в ЦНД.

Для нахождения точки 7* необходимо опустить вертикальную линию вниз из точки 7 до пересечения с изобарой Р_к = кПа. В полученной точке находим энтальпию пара:

Дж/кг.

Построение точки «8». Для построения точки 8 необходимо сначала определить энтальпию пара в этой точке, кДж/кг:

,

где - внутренний относительный КПД ЦНД (см. п. 1).

Теперь находим на h-s диаграмме линию постоянной энтальпии h_к и изобару Р_к. В месте их пересечения отмечаем точку 8.

После нахождения на h-s диаграмме всех узловых точек сплошной линией соединяем основные точки (1‑8). На этом процесс расширения пара в турбине считается построенным.

Суммарный теплоперепад в проточной части турбины составляет, кДж/кг:

Повышение энтальпии пара в промежуточном пароперегревателе:

кДж/кг.