Основы теории вентиляционных процессов в паровых турбинах ТЭС

Abstract

Предложены основы теории вентиляционных процессов, возникающих и протекающих в ступенях паровых турбин ТЭС на режимах работы с малыми объемными расходами пара в цилиндре низкого давления. Основы теории включают новые физико-математические модели для расчета вентиляционных потерь мощности и вентиляционных разогревов пара и проточной части турбины; поиск и исследование факторов, вызывающих повышенные изгибные нагрузки на рабочих колесах последних ступеней и способных привести к поломке рабочих лопаток. Приведены практические результаты использования основ теории вентиляционных процессов. Получена новая математическая зависимость для высокоточной оценки вентиляционных потерь мощности, учитывающая все многообразие параметров, определяющих уровень этих потерь (установлено, что сила Кориолиса вносит вдвое больший вклад в вентиляционные потери мощности, чем центробежная сила). На ее основе получены семь простых формул для оперативной оценки вентиляционных потерь в отдельной ступени (с нераскручивающимися от вращения рабочими лопатками последней ступени, с раскручивающимися от вращения рабочими лопатками последней и промежуточной ступеней), в обеспаренной турбине в целом, в том числе по показаниям штатных приборов, расположенных на разъемах выхлопной части цилиндра низкого давления. В основе новой системы расчета вентиляционных разогревов заложены два экспериментально установленных факта: вентиляционные потери мощности почти постоянны при очень малых объемных расходах рабочего пара; симметричные вентиляционные потоки в межлопаточном канале до момента их разделения на периферии полностью смешиваются. Это позволяет определить полное приращение энтальпии сбрасываемого из ступени пара по отношению к энтальпии подсасываемого в межлопаточный канал рабочего колеса из парового пространства конденсатора. Установлено и подтверждено влияние широкого спектра параметров на уровень вентпотерь мощности и вентиляционных разогревов в турбинной ступени, перечислены меры борьбы с ними. Результаты расчетов вентпотерь и вентразогревов близки к экспериментальным данным разных исследователей.