【Technischer Austausch zu Anlagentechnik】Anlagentechnik【Jede Woche eine Frage】20191210

Verluste der Dampfturbinen während des Betriebs aufgrund von Leckagen.

Verluste der Dampfturbinen während des Betriebs aufgrund von Leckagen

Meiner Meinung nach: Es ist proportional zu den Spalten und dem Druckunterschied!

Verluste der Dampfturbinen während des Betriebs aufgrund von Leckagen

Verluste der Dampfturbinen im Betrieb aufgrund von Leckagen. Da die Leistung der Dampfturbinen nie 100 Prozent erreicht, entstehen unweigerlich einige Verluste. Die Ursachen für die entstandenen Schäden liegen sowohl in mechanischen Aspekten als auch in prozessbezogenen oder betrieblichen Faktoren

Verluste der Dampfturbinen im Betrieb aufgrund von Leckagen.

Aufgrund der unterschiedlichen Struktur der Impulsstufe und der Reaktionsstufe unterscheiden sich auch die Mengen an entweichendem Dampf innerhalb jeder Stufe sowie der Einfluss dieses Dampfverlusts auf die Effizienz der jeweiligen Stufe. Deshalb ist es notwendig, die Probleme im Zusammenhang mit dem Dampfverlust in den beiden Stufen getrennt zu betrachten. Bei der Impulsstufe besteht zwischen vor und hinter der Trennwand ein großer Druckunterschied. Zudem gibt es einen Spalt zwischen der Trennwand und der Drehwelle. Deshalb muss ein Teil des Dampfes durch diesen Spalt von vorne an der Trennwand in den Raum zwischen der Trennwand und der Laufrad dieser Stufe gelangen. Da dieser Dampf nicht durch die Düse strömt, trägt er nicht zur Leistungserzeugung bei, wodurch Verluste durch Undichtigkeiten in der Trennwand entstehen. Außerdem kann der in diesen Dampfraum eindringende Dampf durch den Spalt zwischen der Düse und der Wurzel der Laufräder in diese gelangen. Da dieses entweichende Dampfgas nicht in die richtige Richtung in die Laufräder gelangt, führt dies nicht nur dazu, dass keine Arbeit erzeugt wird, sondern stört außerdem den Hauptdampfstrom in den Laufrädern und verursacht somit Verluste. Um zu verhindern, dass Dampf, der durch die Trennwand entweicht, in die Antriebsblätter gelangt und so den Hauptdampfstrom stört, werden einerseits Ausgleichslöcher im Laufrad angebracht, sodass der durch die Trennwand entweichende Dampf über diese Löcher abfließen kann. Andererseits werden am Fuß der Antriebsblätter Dampfsperren eingebaut, um einen Durchdringungsverlust des Dampfs zu verhindern. Zudem wird bei der Konstruktion eine geeignete Reaktionsgradwahl vorgenommen, damit am Fuß der Antriebsblätter weder Dampfeinströmung noch -entweichung stattfinden. Am oberen Ende der Laufräder muss, um eine relative Ausdehnung zwischen Rotor und Zylinder sowie Kollisionen beim Vibrieren des Rotors zu vermeiden, ein bestimmter axialer und radialer Abstand zwischen dem oberen Ende der Laufräder sowie dem Trennring und dem Haltering vorhanden sein. Selbst bei der Impulsstufe weist die Oberseite der Laufräder eine beträchtliche Rückstoßkraft auf – das heißt, es besteht ein großer Druckunterschied vor und hinter der Ränder der Laufräder. Dadurch gelangt ein Teil des Dampfs, der aus der Düse austritt, nicht durch die Kanäle der Laufräder, sondern entweicht über die Lücken an der Oberseite der Laufräder in den Bereich hinter der Stufe. Da dieser Teil des Dampfes nicht zur Leistungserzeugung beiträgt, stellt er eine Verlustmenge durch Dampfdurchsickern an der Spitze der Läufe dar. Da die Dampfdurchsickerrate proportional zur Fläche der Lücke sowie zum Druckunterschied auf beiden Seiten der Lücke ist, sollte zur Verringerung des Dampfdurchsickerrisikos sowohl die Fläche der Lücke als auch der Druckunterschied auf beiden Seiten verringert werden. Die Praxis hat gezeigt, dass die Verwendung von Dampfsiegeln mit hohen und niedrigen Zähnen es ermöglicht, beide Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen. Da der Abstand zwischen den oberen und unteren Zähnen des Dampfschlosses sehr klein sein kann, und da der Dampffluss bei jedem Durchgang durch einen Zahn abgebremst wird, wodurch der Druck jeweils etwas sinkt, trägt jeder Zahn nur einen kleinen Teil des gesamten Druckunterschieds – wie in Abbildung 1.5.5(b) dargestellt. Da der Dampffluss in jedem Dichtzahn im Großen und Ganzen dem Dampffluss in einer konvergenten Düse ähnelt, kann die Menge des entweichenden Dampfs anhand der Düsenstromformel berechnet werden. Bei den Reaktionsstufen ist es aufgrund ihrer grundlegenden Struktur und Funktionsweise nicht schwierig zu erkennen, dass der Dampfdurchlassverlust größer ist als bei den Impulsstufen. Der Grund dafür ist folgender: 1) Die Menge des durch das Innendurchlassventil entweichenden Dampfs ist größer als die Menge des durch das Trennventil entweichenden Dampfs. Dies liegt daran, dass der Durchmesser des Innendurchlassventils größer ist als der des Trennventils – zudem gibt es weniger Zähne im Ventil. 2) Der Druckunterschied vor und hinter den Laufrädern ist groß, wodurch die Menge an Dampf, die durch die Spitzen der Laufräder entweicht, recht beträchtlich ist. Um Verluste durch Dampfdurchsickern zu verringern, sollte der radiale Abstand so gering wie möglich gehalten werden. Allerdings werden bei dem Starten der Turbine sowie in anderen Situationen die stationären und rotierenden Teile ungleichmäßig erhitzt, wodurch große Temperaturunterschiede entstehen. Um Reibungen zwischen diesen Teilen zu vermeiden, darf der Abstand wiederum nicht zu klein sein. Daher werden radiale und axiale Dampfsperren verwendet, um den Dampfdurchsickern zu verringern. Bei längeren Verdichterstufen wird in Abwesenheit eines Umfangsgürtels oft die Oberkante der Laufräder abgeschrägt, um den Abstand zwischen den Laufrädern und dem Zylinder (oder der Trennwand) zu verringern. Dadurch wird eine Abdichtung gegen Dampf erreicht. Außerdem sollte man versuchen, die Rückstellkraft an der Blattspitze so gering wie möglich zu halten, damit der Druckunterschied vor und hinter der Spitze des beweglichen Blatts nicht zu groß wird.

Verluste der Dampfturbinen im Betrieb aufgrund von Leckagen. ①Durchsickern von Dampf durch die Trennwand ② Dampfverlust an der Oberseite der beweglichen Läufe

Verluste der Dampfturbinen im Betrieb aufgrund von Leckagen. Da die Leistung der Dampfturbinen nie 100 Prozent erreicht, entstehen unweigerlich einige Verluste.

Der Verlust, der bei der Arbeit einer Dampfturbine durch Lecks entsteht, wird als Leckverlust bezeichnet. Der Druckverlust hängt von folgenden Faktoren ab: Die Dichtungen sind nicht gut dicht ； Unzureichende Abdichtung des Raddeckels usw

Verluste der Dampfturbinen im Betrieb aufgrund von Leckagen. ①Dampfdurchsickern durch die Trennwand ② Dampfdurchsickern an der Oberseite der beweglichen Läufe.