Потери от влажности

Эти потери возникают в ступенях турбины, через которые течет влажный пар. Для конденсационных турбин ТЭС – это последние ступени, для турбин АЭС – это практически все ступени турбины.

Влажный пар в отличие от перегретого является двухфазной средой, т.е. в сухом насыщенном паре (газовая среда) взвешены частицы влаги (жидкая фаза). В сопловой и рабочей решетках относительно крупные частицы влаги движутся с отставанием от паровой фазы, скорость капель влаги существенно ниже скорости паровой. Так как скорость капель влаги на выходе из сопловой решетки в абсолютном движении мала, относительная скорость капель на входе в рабочие лопатки направлена под большим углом к входной кромке рабочей лопатки и относительно большая по значению (рис.44). При ударе капель влаги о входную кромку лопатки со стороны ее спинки создается тормозной момент на роторе и, следовательно, возникают потери энергии в ступени. При ударе капель влаги о входную кромку в материале лопаток возникает разрушение, называемое эрозионным износом.

Рисунок 44 - Взаимодействие частиц влаги с рабочими лопатками:

а – треугольники скоростей для пара (С₁, W₁) и капель влаги (С_1вл , W_1вл,); б – направление потоков пара (W₁, С₂,) и капель влаги (W_1вл, С_2вл) относительно профиля рабочей лопатки

Для турбинной ступени характерна неравномерность распределения влажности как по шагу, так и по высоте лопаток. Увеличение степени влажности от корня к вершине лопатки связано с воздействием центробежных сил на частицы влаги как в каналах сопловой и рабочей решеток, так и в межвенцовых зазорах. Распределение влажности зависит от U/C_ф. При увеличении U/C_ф возрастает и степень влажности у периферии.

В практике расчетов используется приближенная формула для оценки потерь от влажности:

,

где – степень влажности перед и за ступенью;

а – коэффициент, изменяющийся от 0,4 до 1,4 и более в зависимости от конструкции, параметров и условий работы ступени. Для предварительных расчетов принимают а=0,8÷0,9.