Заказать турбокомпрессоры для спецтехники на сайте https://kamdeo.ru/ с доставкой по всей России.
Главная Судовые паровые турбины Многоступенчатые турбины Процесс расширения пара в многоступенчатой турбине
Процесс расширения пара в многоступенчатой турбине

Для срабатывания больших теплоперепадов при умеренных окружных скоростях, кроме ступеней скорости, применяют ступени давления.

В многоступенчатой турбине со ступенями давления весь располагаемый теплоперепад Hа срабатывается последовательно в отдельных ступенях, поэтому действительная скорость пара на выходе из сопел каждой ступени

Сравнивая скорость c1z со скоростью выхода пара из сопел одноступенчатой турбины при том же Hа, можно сделать вывод,

что в многоступенчатой турбине при таком же отношении u / c1, как и у одноступенчатой, можно уменьшить скорость пара и, следова­тельно, окружную скорость в ?z раз.

На рис. 86 показаны процессы расширения пара на s—i- диа­грамме в многоступенчатой активной турбине с тремя ступенями давления (а) и в реактивной турбине с четырьмя ступенями дав­ления (б). Они состоят из последовательных процессов отдельных ступеней, порядок построения которых аналогичен одноступен­чатым турбинам. Точки С1, С2, С3 и С4 определяют состоя­ние пара по выходе из соответствующих ступеней.

В многоступенчатых турбинах выходная энергия, определяемая абсолютной скоростью С2, на выходе из ступени может быть ча­стично или полностью использована в последующей ступени. Дей­ствительная скорость истечения пара из сопел ступени с учетом использования выходной энергии из предыдущей ступени

При рассмотрении процесса расширения пара в ступени было установлено, что кинетическая энергия пара, затраченная на пре­одоление вредных сопротивлений, преобразовывается обратно в тепловую, нагревая пар и увеличивая тем самым его энтальпию и энергию. Результатом нагрева пара теплотой трения является увеличение удельного объема. Действительный процесс расшире­ния (A0 A1 С1 A2 С2 A3С3) (см. рис. 86) протекает при больших удель­ных объемах по сравнению с адиабатным процессом. Изобары по мере удаления в сторону увеличения энтропии расходятся, и вер­тикальное расстояние между ними увеличивается. Поэтому адиа­батные теплоперепады ступеней hа2 и hа3 больше, чем соответ­ствующие отрезки на основной адиабате и, следовательно, их сумма больше общего адиабатного теплоперепада Hа:

Величина ? Hа называется возвращенным теплом турбины, а величина Hа + ?Hа является действительно располагаемым теплоперепадом турбины.

Отношение действительного располагаемого теплоперепада к адиабатному называется коэффициентом % возвращенного тепла:

Процессы многоступенчатых турбин на s-i - диаграмме

Для судовых турбин принимают R= 1,03?1,08 в зависимости от располагаемого теплоперепада, числа ступеней и к. п. д. на ступенях. Чем больше количество ступеней, тем больше R, так как при этом процесс расширения на s—i-диаграмме сдвигается в сто­рону увеличения энтропии. Наличие возвращенного тепла в много­ступенчатых турбинах повышает общий к. п. д. турбины ?it по сравнению с к. п. д. отдельной ступени

?it = R?iст.       (69)

Таким образом, к. п. д. турбины в R раз больше среднего к. п. д. ступени. С учетом возвращенного тепла относительный внутренний к. п. д. современных турбин ?it = 75?85%.