2.2. Выбираем место установки деаэратора и давление в нем.

При заданном числе регенеративных подогревателе m = 5 в качестве деаэратора должен быть назначен подогреватель П-3. При t₃ = 163,9С давление в нем, бар,

P_д = P_нас  6,8

Выбираем стандартный деаэратор на давление P_д = 6 бар (Д - 6). По таблице II [Л.2] для него определяем температуру и энтальпия воды (для всех вариантов задания):

температура воды t_д = 158,84С

энтальпия воды сt_д = 670,4С

Примечание. При выборе места установки деаэратора и давления пара в нем следует руководствоваться правилом: число регенеративных подогревателей высокого давления (ПВД) не должно быть больше числа подогревателей низкого давления (ПНД), поскольку ПВД, трубная система которых находиться под давлением питательных насосов, значительно дороже, чем ПНД. Поэтому, например, при m = 6 следует принимать три ПНД и два ПВД, а при m = 7 - три ПНД и три ПВД.

2.3.Устанавливаем давление в отборах на регенеративные

подогреватели.

а) Поверхностные подогреватели.

Давление пара поступающего в подогреватели этого типа определяется из условия нагрева питательной воды до определенных ранее температур при заданном недогреве воды

 t_нед = 5C.

Величина недогрева воды показывает значение необходимого температурного напора для передачи теплоты от конденсирующегося в подогревателе пара к нагреваемой воде.

Для подогревателя П-5 определяем температуру насыщения пара, поступающего в подогреватель:

t_Н5 = t₅ +  t_нед = 248,5 + 5 = 253,5C.

Тогда давление пара, поступающего в подогреватель, определенное по табл. I [Л.2] при температуре 253,5^оС будет: P₅ = 42,2 бар,

и аналогично для остальных регенеративных подогревателей поверхностного типа :

для П-4 t_Н4 = t₄ +  t_нед = 206,2 + 5 = 211,2C P₄ = 19,5 бар,

для П-2 t_Н2 = t₂ +  t_нед = 121,6 + 5 = 126,6C P₂ = 2,4 бар,

для П-1 t_Н1 = t₁ +  t_нед = 74,3 + 5 = 79,3C P₁ = 0,45 бар.

Давление в камерах отбросов турбины должно быть выше, чем давление пара перед подогревателями; учитывается потеря в паропроводах (на трение и местные сопротивления). При заданных потерях, которые приведены в задании (см. табл. П 1.2) P₅ = 4%, P₄ = 5%, P₂ = 7%, P₁ = 8% имеем :

б) Деаэратор.

Давление в камере отбора на деаэратор Д-6 принимается P₃^КО = P_д^КО = 9 бар (для всех вариантов) из условия его работы с неизменным давлением 6 бар без перехода на отбор вышестоящего подогревателя до нагрузки 70% от номинальной.

Известно, что с достаточной точностью можно считать, что при недогрузках давления в камерах нерегулируемых отборов изменяются пропорционально расходам пара через соответствующие ступени и, следовательно, пропорционально нагрузкам на турбину, т.е.

P’_д D’ N’

= = .

P_д D N

Поэтому с учетом потери давления в паропроводе от камеры отборов до деаэратора

P₃ = 5% в данном случае имеем :

P_д 6

P_д^КО = = = 9 бар.

(1 - 0,05) * 0,7 0,95 * 0,7

3. Построение условного процесса расширения пара

в турбине hs - диаграмме.

Схема условного процесса расширения пара в турбине для настоящего случае дана на рис.2а

Теоретический процесс расширения –( а-в )и действительный – (а - а*- с*) .

При принятых начальных параметрах P₀ = 75 бар и t₀ = 435С по таблице III [ Л.2 ] имеем энтальпию и энтропию в начале процесса расширения:

h₀ = 3242,4 кДж / кг, S₀ = 6,5420 кДж / ( кг * К ).

При давлении в конце теоретического (адиабатного) расширения P_К = 0,04 бар

точка ”в” находится в области влажного насыщенного пара. В этом случае энтальпия пара в этой точке hka может быть определена аналитически из известного соотношения:

h_ка = сt_к + x_{ка *} r_к [ кДж / кг ], где х_ка = .

где: сt_к – энтальпия воды на линии насыщения при конечном давлении адиабатного процесса расширения пара, т.е. при 0,04 бар,

х_ка –степень сухости пара,

rк – скрытая теплота парообразования

При адиабатном процессе S_ка = S₀ = 6,5420 кДж / (кг * К).

По таблице II 1.1[ П.2 ] при P_К = 0,04 бар :

S’ = 0,4224 кДж / (кг * К),

S“ - S ’ = 8,0523 кДж / (кг * К),

ct_k = 121,41 кДж / кг,

r_к = 2432,7 кДж / кг.

Тогда x_ка = = = 0,76

h_ка = сt_к + x_{ка *} r_к = 121,41 + 0,76 * 2432,7 = 1970,3 кДж / кг.

При принятой потере давления в органах регулирования, которая приведена в задании (см. табл. П 1.2) P_р1 = 4% имеем давление перед соплами I ступени турбины :

P’₀ = (1-Р1 ) P₀ = (1-0,04 ) P₀ = 0,96 * P₀ = 0,96 * 75 = 72 бар.

По линии дросселирования ( h - пост.) до давления P’₀ = 72 бар получаем точку “а* ”.

При заданном внутреннем относительном КПД турбины ( без учета потерь с выходной скоростью последней ступени ) имеем энтальпию в точке “с* ”:

h_к^* = h₀ - _0i (h₀ - h_ка ) = 3242,4 - 0,82 (3242,4 - 1970,3) =

= 3242,4 - 1043,1 = 2199,3 кДж / кг.

Для нахождения точки с* необходимо найти на hs – диаграмме пересечение

изоэнтальпы h_к^* с изобарой P_К ( т.е. в данном варианте пересечение изоэнтальпы

h_к^* = 2199,3 кДж / кг с изобарой P_К = 0,04 бар )

Тогда используемый теплоперепад в турбине:

H_i = h₀ – h*_к = 3242,4 – 2199,3 = 1043,1 кДж / кг.

На линии действительного процесса расширения пара в турбине “ а*- с* ” находятся изобары P₅^К.О.=44 бар, P₄^К.О.=22,5 бар, P ₃^К.О.=9 бар, P₂^К.О.=2,6 бар, P₁^К.О.=0,5 бар. Схема процесса с изобарами в камерах отборов дана на рис. 2.б.

Полученные значения энтальпий h₀ , h_ка , h_к^*и h_к наносятся на hs - диаграмму из [Л.2] или [Л.3]; и получаются теоретический (а - в) и действительный (а – а* -c*) процессы. Далее наносятся изобары P₅^К.О., P₄^К.О., P₃^К.О., P₂^К.О., P₁^К.О. В точках пересечения этих изобар с действительным процессом расширения пара необходимо найти соответствующие энтальпии и температуры пара на выходе из камер отборов турбины. Таким образом, по hs - диаграмме последовательно находятся значения энтальпий и температур пара ( а также степень сухости пара X для подогревателей П-2 и П-1 ) : h₅ =3138 кДж / кг, t₅^К.О =371 С ; h₄ = 3000 кДж / кг, t₄^К.О = 292 С ; h₃ (h_д ) = 2864 кДж / кг, t₃^К.О = 212 С ; h₂ = 2682 кДж / кг.

X₂^К.О =0.984 ; h₁. =2471 кДж / кг. X ₁^К.О = 0.925 Условный процесс расширения пара в турбине в hs-диаграмме с нанесением параметров в соответствующих точках дается на рис.3. На диаграмме показаны также и давления пара на входе в регенеративные подогреватели P₅, P₄, P₃(P_д), P₂, P_{1 .}

Параметры пара в камерах отборов на регенерацию и давления перед подогревателями приведены в таблице 1.

P₀=75 бар P^’₀=72 бар P₀=75 бар P^’₀=72 бар

a t₀=435⁰C a t₀=435⁰C

h₀=3242.4 кДж/кг h₀

a^* a^* P₅=43.8 бар

h₅=3138 кДж/кг

П-5 P₄=20.4 бар

П-4 h₄=3000

_0i=0.82 x=1

P₃=9.0 бар

П-3 h₃=h_g=2864

x=1 (D-6) P₂=2.6

П-2 h₂=2682

P₁=0.5

h₁=2471

P_k=0.04 П-1

c^*

c^* h_k^*

h_k^*=2199.3 P_k=0.04 бар

в h_ka=1970.3 кДж/кг в h_ka

S_ka=S_a=6.5420 кДж/кг

Рис. 2а. Схема условного Рис. 2б. Схема условного

процесса расширения процесса с изобарами

пара в турбине в в камерах отборов

h-s – диаграмме. турбины на

Таблица I.

Параметры пара в камерах отборов турбины К-80-75 на

регенерацию и давления перед подогревателями.

Отбор на подогрева-тель	Давление в камере отбора, PК.О, бар	Температура пара в камере отбора, tК.О С ,или (X К.О)	Энтальпия пара в камере отбора, h, кДж/кг	Потеря давления в паропроводе, Р, %	Давление пара перед подогрева-телем, Pв., бар
П-5	43.3	371	3138	4	42.2
П-4	20.4	292	3000	5	19.4
П-3 (D-6)	9.0	212	2864	5	6.0
П-2	2.6	(x=0.984)	2682	7	2.4
П-1	0.5	(x=0.925)	2471	8	0.46

P₀=75 бар P’₀ =72 бар

h₀=324.4 t₀=435⁰C

3. 41.84

371⁰C

П-5 h₅=3138 кДж/кг

20,4 19.4

П-4 292⁰С h₄=3000 кДж/кг

9,0 6,0

212⁰С

П-3 h₃=2864 кДж/кг

(Д-6)

2.6 2.4

h₂=2682 кДж/кг

П-2

x₂=0.984

0.5 0.46

П-1 h₁=2471 кДж/кг

x₁=0.925 P_k=0.04 бар

h^*_k=2199.3 кДж/кг

x=0.854

h_ka=1970.3

x_ka=0.76

Рис. 3. Процесс расширения пара в

турбине К-80-75