CHƯƠNG I PHẦN MỞ ĐẦU VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
CHƯƠNG 5 TÍNH NHIỆT TUABIN Π36-98/42 CHU TRÌNH CHUẨN
5.4. TÍNH CHẾ ĐỘ THAY ĐỔI CỦA TUABIN Π36-98/42
5.4.1. Tính phần cao áp khi lưu lượng hơi thay đổi
Quá trình tính toán PCA được tổng hợp trong bảng 5.1.
Phương pháp tính như sau:
- Cho lưu lượng hơi tương đối qua PHA D1/ D01 thay đổi trong giới hạn từ 0,1 ÷ 1,3. Xác định áp suất tương đối trong buồng điều chỉnh của TĐC p1/p0 (áp suất trước các ống phun của TĐC khi mở hoàn toàn các xupap có kể đến độ tiết lưu trong các cơ quan dẫn hơi: p0 = 98 bar).
- Với lưu lượng hơi tính toán D1/ D01 = 1, xác định được áp suất tương đối p1/p0 = 52,75/98 =0,5383 còn các lưu lượng khác áp suất hơi tương đối sẽ được xác định bằng công thức:
2 2 2 2
1 1
0 01
p 52,75 42 D 42
p 98 98 . D 98
⎡⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎤ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞
= ⎢⎢⎣⎜⎝ ⎟⎠ −⎜⎝ ⎟⎠ ⎥ ⎜⎥ ⎝⎦ ⎟⎠ +⎜⎝ ⎟⎠
(Bỏ qua ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ hơi trong buồng TĐC)
- Dòng 3 bảng 5.1 theo tỷ số áp suất p1/p0 nhờ mạng lưu lượng xác định lưu lượng hơi tương đối q0 qua các cụm ống phun với áp suất: p0 =98 bar, tức là khi xupap điều chỉnh tương ứng mở hoàn toàn.
- Trong các dòng 4 ÷ 7 là lưu lượng hơi qua các xupap so với lưu lượng hơi tính toán qua T. Ở chế độ tính toán D1/ D01 = 1, lưu lượng qua các xupap theo điều kiện bài toán tương ứng bằng:
ĐÀO HOÀNG ANH – KHÓA 2009 50 KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH
I 01
D 0, 4
D =
;
II 01
D 0,3
D =
;
III 01
D 0,3
D =
;
IV 01
D 0
D =
- Trong trường hợp này, nếu áp suất tương đối p1/p0 ≤ ε* = 0,546, lưu lượng qua các xupap mở hoàn toàn không thay đổi và bằng giá trị tính toán. Nếu tỷ số áp suất p1/p0, lớn hơn giá trị áp suất tới hạn, thì lưu lượng hơi qua xupap mở hoàn toàn sẽ giảm tỷ lệ với độ giảm q0 (dòng 3 bảng 5.1 ).
- Lưu lượng hơi qua xupap mở một phần bằng hiệu giữa lưu lượng hơi qua T và lưu lượng hơi qua xupap mở hoàn toàn.
- Ví dụ, với lưu lượng hơi qua T là D1/D01 = 1,2 ba xupap đầu được mở hoàn toàn và lưu lượng hơi qua đó bằng:
I 01
D 0, 4*0,98 0,392
D = =
;
II III
01 01
D D
0.3*0.98 0.294
D = D = =
;
IV 01
D 1, 2 0,392 0, 294 0, 294 0.22
D = − − − =
- Ở dòng 8 là lưu lượng tương đối q1 qua các cụm ống phun khi các xupap mở một phần. Đại lượng q1 được xác định bằng cách chia lưu lượng qua xupap mở một phần tương ứng (các dòng 4÷7 bảng 5.1) cho lưu lượng tới hạn lớn nhất qua từng cụm ống phun ấy (với áp suất ban đầu p0 = 98 bar). Bởi vì chỉ đạt được áp suất (p0 = 93,1 bar) khi qua các xupap mở hoàn toàn, nên lưu lượng tới hạn lớn nhất qua các xupap bằng:
max I
01 0
D 0, 4 0, 4
D = q = 1 =0, 4
;
max max
II
01 01 0
D
D 0,3 0,3
D = D = q = 1 =0,3
;
max IV
01
D 0,33
D = 0,97 =0,34
- Ví dụ, với lưu lượng hơi qua T là D1/D01 = 1,2 lưu lượng hơi tương đối qua xupap thứ 4 mở một phần bằng:
1
0, 215
q 0,63197
= 0,34 =
- Các dòng từ 9÷12, theo lưu lượng hơi tương đối đi qua các cụm ống phun đã biết (dòng 8) theo áp suất tương đối sau các ống phun (dòng 2), nhờ mạng lưu lượng xác định áp suất tương đối sau các xupap điều chỉnh. Đối với chế độ làm việc của PCA, ứng với lưu lượng D1/D01 = 1,2, khi lưu lượng hơi điều chỉnh bằng xupap thứ tư, p1/p01 = 0,6105, q1= 0,632 , thì p0IV/p0 = 0,74
ĐÀO HOÀNG ANH – KHÓA 2009 51 KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH
pIV/po=0,768 0,6320
0,6105 1
1 q
Hình 5.6: Cách xác định áp suất hơi tương đối sau các xupap.
- Các dòng 13 ÷ 15 thể hiện lưu lượng hơi đi qua các xupap mở hoàn toàn:
Dòng 13 là lưu lượng. Dòng 14 là tỷ số áp suất trong buồng TĐC p1 so với áp suất trước các ống phun p0n. Dòng 15 là nhiệt giáng sử dụng hi trong TĐC khi dòng hơi đi qua các xupap mở hoàn toàn. Đại lượng hi được xác định theo tỷ số áp suất p1/p0n nhờ hình 5.3.
- Các dòng 16 ÷ 18 cũng là các đại lượng này được tính cho dòng hơi bị tiết lưu qua xupap điều chỉnh.
- Ở dòng 19 là nhiệt giáng của hơi trong buồng TĐC sau khi pha trộn dòng hơi qua các xupap mở hoàn toàn với thiết bị tiết lưu qua xupap điều chỉnh:
i1 = i0 - (
' ''
' ''
i i
1 1
D D
.h .h
D +D
) kJ/kg
ĐÀO HOÀNG ANH – KHÓA 2009 52 KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
00 1,2
1,2 DI/D01DII/D01DIII/D01 DIV/D01
D/D01
D1/D01
0,2 0,4 0,8
0,6 1,0
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
p/p0
D1/D01
p0I/p0 p0II/p0 p0III/p0 p0IV/p0
Hình 5.7: Sự phân phối lưu lượng hơi giữa các cum ống phun và sự phân bố áp suất sau các xupap điều chỉnh của phần cao áp
- Ở dòng 20 là nhiệt giáng lý thuyết của tầng không điều chỉnh trong phân cao áp H0I được tra theo giản đồ i-s.
- Dòng 21 tra theo hình 5.5 là hiệu suất trong của tầng không điều chỉnh với lưu lượng hơi khác nhau vào Tuabin.
- Dòng 22 xác định nhiệt giáng sử dụng của tầng không điều chỉnh ở PCA:
HiI = H0I*η0iI
- Dòng 23 nhiệt giáng sử dụng của toàn PCA:
ĐÀO HOÀNG ANH – KHÓA 2009 53 KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH HiPCA = i0 – i1 + H0I* η0iI
- Dòng 24 là hiệu suất PCA
η0iPCA = HiPCA/H0PCA
h'i h''iH0 Hi H i
I I pca H0 H0 Hi
pHa ii pha
i0
540 oC
p=93,1 bar pon
p1
pr =42 bar
pk=0,126 98 bar pr =42 bar
Hình 5.8: Xác định nhiệt giáng của TKĐC phần cao áp và hạ áp
- Các dòng 25 và 26 chỉ có thể xác định được sau khi xác định được lưu lượng hơi đi qua Tuabin.
ĐÀO HOÀNG ANH – KHÓA 2009 54 KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH Bảng 5.2: Tính toán Phần cao áp
STT Đại lượng Kí hiệu Điều chỉnh xupap thứ 1 Điều chỉnh xupap thứ 2 Điều chỉnh xupap thứ 3 Điều chỉnh xupap thứ 4 1 Lưu lượng tương
đối D1/Do1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 2 Ấp suất tương đối
trong buồng TĐC p1/po 0.139 0.202 0.254 0.301 0.344 0.385 0.425 0.464 0.501 0.538 0.559 0.580 0.602 3
Lưu lượng tương đối qua các xupap mở hoàn toàn
qo - - - 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.990 0.985 0.970 4 Lưu lượng tương đối
qua xupap thứ nhất DI/Do1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.396 0.394 0.388 5 Lưu lượng tương đối
qua xupap thứ hai DII/Do1 0 0 0 0 0.1 0.2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.297 0.2955 0.291 6 Lưu lượng tương đối
qua xupap thứ ba DIII/Do1 0 0 0 0 0 0 0 0.1 0.2 0.3 0.297 0.2955 0.291 7 Lưu lượng tương đối
qua xupap thứ tư DIV/Do1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.110 0.215 0.330 8
Lưu lượng hơi tương đối qua xupap mở một phần
q1 0.25 0.5 0.75 1 0.333 0.667 1 0.333 0.667 1 0.3283 0.6320 0.970 9 Áp suất tương đối sau
xupap thứ nhất poI/po 0.25 0.5 0.75 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 Áp suất tương đối sau
xupap thứ hai poII/po 0.139 0.202 0.254 0.301 0.429 0.667 1 1 1 1 1 1 1 11 Áp suất tương đối sau
xupap thứ ba poIII/po 0.139 0.202 0.254 0.301 0.344 0.385 0.425 0.506 0.723 1 1 1 1 12 Áp suất tương đối sau poIV/po 0.139 0.202 0.254 0.301 0.344 0.385 0.425 0.464 0.501 0.538 0.611 0.768 1
ĐÀO HOÀNG ANH – KHÓA 2009 55 KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH xupap thứ tư
13 Lưu lượng
tương đối D'/Do1 - - - 0.4 0.4 0.4 0.7 0.7 0.7 1 0.990 0.985 1.3 14 Tỉ số áp suất p1/pon - - - 0.301 0.344 0.385 0.425 0.464 0.501 0.538 0.559 0.580 0.602 15
Hơi qua xupap
mở hoàn
toàn Nhiệt giáng
sử dụng h'1 - - - 154 150 137 142 136 132 128 118 108 102 16 Lưu lượng
tương đối D"/Do1 0.1 0.2 0.3 0 0.1 0.2 0 0.1 0.2 0 0.110 0.215 - 17 Tỉ số áp suất p1/pon 0.209 0.263 0.305 - 0.688 0.539 - 0.881 0.715 - 0.909 0.753 - 18
Hơi bị tiết lưu
qua xupap
điều chỉnh
Nhiệt giáng
sử dụng h"1 88 118 128 - 13 85 - 37 56 - 9 52 - 19 Entanpy trong buồng
TĐC i1 3390 3360 3350 3324 3355.4 3358 3336 3354.4 3362.9 3350 3370.9 3380 3376 20 Nhiệt giáng lý thuyết
của các TKĐC PCA HIo 27.097 29.13 33.777 39.41 46.382 54.54 63.693 73.681 84.341 95.532 107.12 119 131.07 21 Hiệu suất trong của
các TKĐC ηIoi 0.62 0.74 0.78 0.805 0.82 0.825 0.83 0.835 0.84 0.84 0.84 0.835 0.825 22 Nhiệt giáng sử dụng
của các TKĐC HIi 16.8 21.56 26.346 31.72 38.033 44.99 52.865 61.524 70.846 80.247 89.984 99.365 108.13 23 Nhiệt giáng sử dụng
của PCA
HiPCA
HIi 104.80 139.56 154.35 170.72 173.63 174.66 184.87 185.15 185.96 198.25 196.08 195.33 210.13 24 Hiệu suất của PCA ηIoi 0.4192 0.558 0.6174 0.683 0.6945 0.699 0.7395 0.7406 0.7438 0.793 0.7843 0.7813 0.8405 25 Lưu lượng hơi D1 22000 44000 66000 88000 110000 1E+05 154000 176000 198000 220000 242000 264000 286000 26 Công suất trong của
PCA PiPCA 640 1706 2830 4173 5305 6404 7908 9052 10228 12115 13181 14324 16694