【Технический обмен по движущимся устройствам】Движущиеся устройства【Вопрос дня】20191210

Потери турбины во время работы из-за утечки воздуха.

Потери турбины во время работы из-за утечки воздуха

Лично я считаю: пропорционально зазору и давлению!

Потери турбины во время работы из-за утечки воздуха

Потери турбины во время работы из-за утечки воздуха. Поскольку мощность турбины не может достигать 100%, неизбежно возникает определенная потеря. Причины убытков могут быть как техническими, так и связанными с процессом производства или способом его выполнения

Потери турбины во время работы из-за утечки воздуха.

Из-за различий в конструкции импульсивного и реактивного ступеней, величина утечки пара внутри каждой ступени, а также влияние этой утечки на эффективность ступени также различаются. Поэтому необходимо отдельно рассматривать проблему утечки пара в каждом из этих типов ступеней. В режиме импульсного работы между перегородкой и её задней стороной существует значительная разница давлений. Кроме того, между перегородкой и валом также имеется зазор. Поэтому часть пара просачивается через этот зазор с передней стороны перегородки в камеру, расположенную между перегородкой и лопастями ротора данного уровня. Поскольку эта часть пара не проходит через сопло, она не участвует в процессе выработки работы, в результате чего возникает потеря пара через перегородку. Кроме того, пар, проникший в эту камеру, также может попадать в лопатки через зазор между форсункой и основанием лопаток. Поскольку этот пар утекает не в правильном направлении в лопатки ротора, он не только не способствует выработке работы, но и нарушает основной поток пара внутри лопаток, что приводит к потерям. Чтобы избежать попадания пара, просачивающегося через перегородки, в лопатки ротора и тем самым нарушения основного потока пара, с одной стороны на роторе делаются отверстия для балансировки, через которые пар, просачивающийся через перегородки, может уходить за пределы ступени. С другой стороны, у основания лопаток устанавливаются уплотнительные элементы для предотвращения проникновения пара. При проектировании также выбирается подходящий угол реакции, чтобы в области основания лопаток не возникало явлений всасывания или просачивания пара. На верхней части лопаток, чтобы избежать относительного расширения между ротором и цилиндром, а также столкновений при вибрации ротора, между верхней частью лопаток, перегородками и кольцами крепления должны существовать определенные осевые и радиальные зазоры. Даже на уровне импульсных лопаток существует значительная степень обратного давления на их верхней части, то есть между передней и задней поверхностями лопатки существует большая разница давлений. Это приводит к тому, что часть пара, выходящего из форсунки, не проходит через каналы в лопатках, а утекает через зазоры на их верхней части в область за лопатками. Поскольку эта часть пара не участвует в процессе выработки работы, она приводит к потерям пара на вершине лопатки. Поскольку количество утекающего пара пропорционально площади зазора и разнице давлений по обе стороны от него, для снижения потерь на утечку пара необходимо действовать как путем уменьшения площади зазора, так и путем снижения разницы давлений. Практика показала, что использование паронепроницаемых уплотнителей с зубьями разной высоты позволяет одновременно удовлетворить оба этих требования. Поскольку зазор между зубьями парного уплотнителя может быть сделан очень малым, а при прохождении пара через каждое зубцо происходит сужение потока, что приводит к снижению давления. Поэтому каждый зубец несет на себе лишь небольшую часть общего разности давлений, как показано на рисунке 1.5.5(b). Поскольку поток пара в каждом зубце паронепроницаемой прокладки в целом схож с потоком пара в конусной форсунке, количество утечек пара можно рассчитать с использованием формулы расхода в форсунке. Что касается реактивных ступеней, то на основе их базовой структуры и принципа работы легко понять, что уровень потерь пара у них выше, чем у импульсивных ступеней. Это происходит по следующим причинам: 1) объем утечки пара через внутренний парный уплотнитель больше, чем через уплотнитель, расположенный на перегородке. Это связано с тем, что диаметр внутреннего парного уплотнителя больше, чем диаметр уплотнителя на перегородке, а количество зубцов у парного уплотнителя меньше. 2) Разница давлений перед и за рабочим лопатком велика, поэтому количество утечки пара с вершины лопатки довольно значительно. Для снижения потерь пара необходимо максимально уменьшить радиальный зазор. Однако при запуске турбины и в других подобных ситуациях неподвижные и вращающиеся части нагреваются неравномерно, что приводит к большой разнице температур. Чтобы избежать трения между этими частями, зазор не может быть слишком маленьким. Поэтому используется структура радиальных и осевых паронепроницаемых уплотнений для снижения утечек пара. Для более длинных ступеней лопастей-винтов, при отсутствии ободков, часто сужают верхнюю часть рабочих лопастей, тем самым уменьшая зазор между ними и цилиндром (или кожухом перегородки), что позволяет обеспечить герметичность. Кроме того, следует по возможности снизить степень отдачи на вершине лопасти, чтобы разница давлений спереди и сзади у её края не была слишком велика.

Потери турбины во время работы из-за утечки воздуха. ①Утечка пара через перегородку ② Утечка пара с верхней части рабочего лопатка

Потери турбины во время работы из-за утечки воздуха. Поскольку мощность турбины не может достигать 100%, неизбежно возникает определенная потеря.

Потери, возникающие у турбины во время работы из-за утечки воздуха, называются потерями из-за утечки. Потери из-за утечки связаны с следующими факторами: недостаточная герметичность уплотнителей ； Ненадежная герметизация крышки колеса и т. д

Потери турбины во время работы из-за утечки воздуха. ①Утечка пара через перегородку ② Утечка пара с верхней части рабочего лопатка.