- Đối với các lò sản xuất hơi quá nhiệt cung cấp cho động cơ hơi và tuốc bin hơi yêu cầu về độ sạch của hơi rất khăt khe. - độ sạch của hơi đ−ợc đặc tr−ng bởi mức độ chứa những tạp chất trong hơi, mà những tạp chất này có khả năng đóng cáu trên các ống xoắn của bộ quá nhiệt, trên các phụ tùng ống dẫn, trên các cánh của tuốc bin. - Nếu muối đóng lại trên các cánh của tuốc bin, một mặt sẽ làm giảm đi tiết diện của hơi đi qua cánh dẫn tới làm giảm công suất của tuốc bin, mặt khác làm tăng độ nhám của cánh tức là sẽ tăng trở lực đ−ờng hơi đi qua các cánh dẫn đến hiệu suất tuốc bin sẽ giảm, nghĩa là giảm hiệu quả kinh tế của tuốc bin.. - Khi muối đóng lại trên các cánh của tuốc bin, làm tăng chênh lệch áp suất tr−ớc và sau tầng, nghĩa là tăng lực dọc trục tác dụng lên bánh động tuốc bin, do đó làm tăng độ di trục của tuốc bin. - Vì vậy, đối với những lò hơi sản xuất hơi quá nhiệt cung cấp cho tuốc bin thì cần thiết phải có những yêu cầu chặt chẽ về chất l−ợng hơi. - Thông số hơi càng cao thì yêu cầu về chất l−ợng hơi càng cao vì áp suất càng cao nồng thì độ muối có trong hơi càng lớn và càng dễ đóng cáu trên các cánh cua tuốc bin.. - Mặt khác áp suất càng cao thì thể tích riêng càng giảm, tiết diện cho hơi qua phần truyền hơi của tuốc bin càng bé, vì vậy cho phép đóng cáu trên các cánh tuốc bin càng ít hơn.. - Khi hơi bão hòa vào bộ quá nhiệt nhận nhiệt để biến thành hơi quá nhiệt thì các giọt ẩm đó tiếp tục bốc hơi, để lại các tạp chất này bám trên các ống của bộ quá nhiệt trở thành cáu hoặc có một phần muối hòa tan vào hơi quá nhiệt và bay cùng hơi quá nhiệt sang tuốc bin và bám lại trên các cánh tuốc bin.. - Tốc độ bốc hơi ra khỏi mặt bốc hơi và chiều cao của khoang hơi.. - Tốc độ bốc hơi ra khỏi mặt bốc hơi đ−ợc tính:. - Hơi bão hòa từ các ống sinh hơi đi vào bao hơi sẽ va đập vào các tấm chắn, làm động năng của dòng hơi giảm đi, các giọt n−ớc có khối l−ợng lớn hơn sẽ mất động năng nhiều hơn và bị tách ra khỏi dòng hơi, bám vào các tấm chắn rồi rơi trở lại khoang n−ớc.. - Dòng hơi có chứa các giọt ẩm va đập vào cửa chớp và giảm động năng, các giọt n−ớc tách ra khỏi hơi và bám lại trên cánh cửa chớp rồi chảy xuống d−ới.. - Tuốc BIN HƠI và khí. - NGUYÊN Lý LàM VIệC Tuốc BIN HƠI. - KHáI NIệM Về TuốC BIN hơi. - Tuốc bin hơi là một loại động cơ nhiệt, th−ờng dùng để dẫn động máy phát. - Khi dòng hơi chuyển động qua các rãnh cánh tuốc bin, nhiệt năng của dòng hơi đ−ợc biến thành động năng rồi động năng sẽ biến thành cơ năng (sinh công) trên cánh động của tuốc bin, làm cho tuốc bin quay. - trình bày loại tuốc bin đơn giản nhất,. - đó là tuốc bin Lavan. - Hơi có tốc độ cao đi vào rãnh cánh động đ−ợc gắn trên bánh động, ở đó động năng của dòng hơi sẽ biến thành cơ năng (sinh công), công dòng hơi sinh ra trên cánh động sẽ làm cho roto tuốc bin quay.. - Có thể phân tuốc bin hơi thành hai dạng chính: tuốc bin dọc trục và tuốc bin h−ớng trục.. - ở tuốc bin h−ớng trục, dòng hơi sẽ chuyển động theo ph−ơng vuông góc với trục của tuốc bin. - trình bày nguyên lý cấu tạo của tuốc bin h−ớng trục. - Tuốc bin Lavan Hình 6.2. - Tuốc bin h−ớng trục. - 2-Cánh động. - 1- Cánh động. - 4 và 3-Bánh động;4-Trục 5-ống dẫn hơi;3 và 6-trục tuốc bin;. - Khác với tuốc bin Lavan, ở tuốc bin dọc trục dòng hơi chuyển động trong tuốc bin theo h−ớng dọc trục của tuốc bin và hơi không chỉ dãn nở trong một hoặc một số. - 62 ống phun mà dãn nở trong nhiều dãy cánh đặt kế tiếp nhau dọc theo trục của tuốc bin. - Các dãy ống phun đ−ợc gắn cố định trên thân tuốc bin và một dãy cánh động. - đ−ợc gắn trên trục tuốc bin hoặc rô to tuốc bin.. - Một dãy ống phun và một dãy cánh động đ−ợc đặt kế tiếp nhau gọi là một tầng tuốc bin. - Rãnh ống phun và rãnh cánh động đ−ợc gọi là phần truyền hơi của tuốc bin.. - Công suất tuốc bin phụ thuộc vào số tầng tuốc bin. - ở tuốc bin h−ớng trục, khi số tầng tăng lên thì đ−ờng kính của tuốc bin cũng tăng lên nghĩa là lực li tâm càng lớn, do đó số tầng tức là công suất sẽ bị hạn chế bởi lực li tâm.. - Hiện nay tuốc bin dọc trục đ−ợc dùng phổ biến vì có thể chế tạo với công suất rất lớn, công suất lớn nhất của một tổ máy có thể tới 1200MW.. - ở giáo trình này ta chỉ nghiên cứu về tuốc bin dọc trục.. - Nguyên lý cấu tạo của tuốc bin hơi. - 1-thân tuốc bin. - 2-roto tuốc bin. - 5-cánh động. - tầNG Tuốc BIN. - Khái niệm về tầng tuốc bin. - Tầng tuốc bin bao gồm một dãy ồng phun gắn trên bánh tĩnh và một dãy cánh. - Sau khi ra khỏi bộ quá nhiệt của lò, hơi đ−ợc đ−a qua van điều chỉnh vào tuốc bin. - Để biến nhiệt năng của dòng hơi thành động năng, ng−ời ta cho dòng hơi đi qua các rãnh có hình dáng đặc biệt, gọi là ống phun. - Khi đi qua ống phun, áp suất và nhiệt độ dòng hơi giảm xuống, tốc độ dòng hơi tăng lên đến C1, nhiệt năng biến thành động năng. - Ra khỏi ống phun, dòng hơi có động năng lớn đi vào vào cánh. - động, khi dòng hơi ngoặt h−ớng theo các rãnh cong của cánh động, sẽ sinh ra một lực li tâm, lực li tâm tác dụng lên cánh động, biến động năng của dòng hơi thành công. - Vì cánh động đ−ợc gắn trên bánh động và bánh động đ−ợc gắn trên trục tuốc bin, tức là bánh động và trục tuốc bin cùng quay. - Có hai loại tầng tuốc bin: tầng xung lực và tầng phản lực.. - đổi thì tầng tuốc bin đ−ợc gọi là tầng tuốc bin xung lực.. - Trong quá trình dãn nở, nếu quá trình giảm áp suất (biến nhiệt năng thành động năng) xẩy ra cả trong ống phun lẫn trong rãnh cánh động thì tầng tuốc bin đ−ợc gọi là tầng tuốc bin phản lực.. - Trong tầng tuốc bin xung lực, khi chuyển động qua dãy cánh động, dòng hơi không giảm áp suất nên áp suất tr−ớc và sau cánh động bằng nhau, không có sự chênh lệch suất ở tr−ớc và sau cánh động nên tầng xung lực đ−ợc chế tạo nh− hình 6.4a. - ở đây các ống phun đ−ợc gắn trên bánh tĩnh, các bánh tĩnh đ−ợc gắn lên thân tuốc bin (gọi là stato), còn các cánh động đ−ợc gắn trên bánh động, các bánh động. - đ−ợc lắp chặt trên trục tuốc bin (gọi là Rôto).. - ở tầng tuốc bin phản lực, quá trình giảm áp suất liên tục xẩy ra cả ở trong ống phun và trong rãnh cánh động, do đó nếu cấu tạo của tuốc bin nh− tầng xung lực thì. - Do đó ở đây không có bánh tĩnh và bánh động mà rô to của tuốc bin đ−ợc chế tạo hình tang trống, các cánh động đ−ợc gắn trực tiếp lên tang trống, còn các ống phun đ−ợc gắn lên stato. - Cấu trúc tầng cánh của tuốc bin phản lực đ−ợc biểu diễn trên hình 6.4a. - Độ phản lực của tầng tuốc bin. - Quá trình dãn nở của hơi trong tuốc bin đ−ợc biểu diễn trên đồ thị hình 6.5. - sử dòng hơi vào tuốc bin ở trạng thái 0, có entanpi i 0 , áp suất P 0 , nhiệt độ t 0 và tốc. - Nhiệt dáng lí t−ởng của dòng hơi trong ống phun là h 0p. - Nhiệt dáng lí t−ởng của dòng hơi trong rãnh cánh động là h ođ. - Nhiệt dáng lí t−ởng của toàn tầng tuốc bin là h 0. - Độ phản lực của tầng tuốc bin là tỷ số giữa nhiệt dáng của dãy cánh động với nhiệt dáng toàn tầng, nó phản ảnh khả năng dãn nở (giảm áp suất) của dòng hơi trong rãnh cánh. - Nếu độ phản lực ρ = 0, nghĩa là h 0đ = 0, trong cánh động không có sự thay đổi áp suất, tầng tuốc bin đ−ọc gọi là tầng xung lực thuần túy.. - 0,15 gọi là tầng tuốc bin xung lực có độ phản lực nhỏ.. - Nếu độ phản lực ρ gọi là tầng tuốc bin phản lực.. - Quá trình dãn nở lý t−ởng của dòng hơi. - Biến đổi năng l−ợng của dòng hơi trong tầng tuốc bin. - Để đơn giản cho việc khảo sát quá trình chảy của dòng hơi trong ống phun, ta giả thiết rằng dòng chảy là ổn định và quá trình dãn nở xẩy ra trong điều kiện lý t−ởng, nghĩa là quá trình đó là đoạn nhiệt thuận nghịch, không có tổn thất.. - Biến đổi năng l−ợng của dòng hơi trong rãnh cánh ống phun. - Trong rãnh ống phun, nhiệt năng của dòng hơi biến đổi thành động năng, nghĩa là áp suất và nhiệt độ dòng hơi giảm, còn tốc độ dòng hơi tăng. - Quá trình tăng tốc độ liên quan trực tiếp đến quá trình dãn nở của dòng hơi trong rãnh ống phun.. - Gọi p 0 là áp suất đầu vào, p 1 là áp suất đầu ra, C 0 và C 1l là tốc độ dòng hơi vào và ra khỏi ống phun.. - Theo định luật nhiệt động I viết cho dòng hở, với quá trình dãn nở đoạn nhiệt thuận nghịch, biến thiên động năng của dòng hơi bằng tổng công do lực đẩy bên ngoài và công dãn nở sinh ra trong quá trình.. - Biến thiên động năng của dòng hơi khi chảy qua dãy cánh là:. - Công do lực đẩy bên ngoài: Lực đẩy bên ngoài sinh ra do chênh lệch áp suất tr−ớc và sau dãy cánh tác dụng lên dòng hơi tại tiết diện 0-0 là p 0 f 0 , làm cho khối hơi dịch chuyển một đoạn là s 0 , sinh công ngoài l n0 = p 0 f 0 s 0 = p 0 v 0 . - T−ơng tự, tại tiết diện 1-1, ta có công của dãy cánh tác dụng lên dòng hơi là l n1 = p 1 f 1 s 1 = p 1 v 1 . - Vởy hiệu số công do lực đẩy bên ngoài tác dụng lên dòng hơi là: p 0 v 0 - p 1 v 1. - Vậy định luật nhiệt động I có thể viết cho dòng hơi là:. - Vậy ta có biến thiên động năng của dòng hơi trong quá trình dãn nở đoạn nhiệt thuận nghịch bằng hiệu entanpi đầu và cuối quá trình.. - Từ (6-6) ta có thể tính tốc độ lí thuyết C 1l ra khỏi ống phun:. - Biến đổi năng l−ợng dòng hơi trong rãnh cánh động - Tam giác tốc độ. - Khi bỏ qua các tổn thất trên dãy cánh, coi tốc độ của dòng hơi vào và ra khỏi ống phun và cánh động bằng tốc độ lý thuyết, ta có thể mô tả chuyển động của dòng hơi trong tuốc bin nh− sau:. - Dòng hơi đi vào ống phun với tốc độ là C 0 , nhiệt năng dòng hơi biến thành. - động năng, tốc độ dòng tăng lên và đi ra khỏi ống phun với tốc độ tuyệt đối là C 1 tạo với ph−ơng chuyển động của dãy cánh (ph−ơng u) một góc α 1 , đi vào rãnh cánh. - Khi tác dụng lên cánh động, dòng hơi đã trao một phần động năng cho cánh động, làm cho cánh động và rôto quay với một tốc độ n [vg/s] t−ơng ứng với tốc. - Do cánh động quay vơi tốc độ u nên dòng hơi sẽ đi vào rãnh cánh. - động với một tốc độ t−ơng đối w 1 , vectơ w 1 hợp với ph−ơng chuyển động u một góc β 1 . - Trên hình 6.7, vectơ C đ 1 −ợc phân tích thành hai thành phần: thành phần vân tốc chuyển động theo u và thành phần vận tốc t−ơng đối của dòng hơi đi vào rãnh cánh. - Xây dựng tam giác tốc độ. - Nh− vậy khi dòng hơi đi vào dãy cánh động, ta có tam giác tốc độ tạo bởi các vectơ tốc độ tuyệt đối. - Sau khi truyền một phần động năng của mình cho dãy cánh động, hơi đi ra khỏi dãy cánh động với tốc độ t−ơng đối w 2 , vectơ w 2 tạo với ph−ơng chuyển động của dãy cánh một góc β 2 . - Cộng vectơ tốc độ t−ơng đối w 2 với vectơ chuyển động theo u. - ta đ−ợc vectơ tốc độ tuyệt đối của dòng hơi đi ra khỏi dãy cánh động là C và tạo với 2 ph−ơng chuyển động của dãy cánh một góc α 2 . - gọi là tam giác tốc độ ra.. - T−ơng tự nh− với ống phun, khi bỏ qua tổn thất do ma sát ta có biến thiên động năng của dòng hơi trong quá trình dãn nở đoạn nhiệt thuận nghịch bằng hiệu entanpi
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt