Ch−ơng 7 tuốc BIN NHIềU TầNG
7.1.4. Hệ số hoàn nhiệt của tuốc bin nhiều tầng
Nh− trên đã phân tích, tổn thất của tầng tr−ớc có thể đ−ợc sử dụng một phần vào tầng tiếp theo, mức độ sủ dụng l−ợng nhiệt đó vào tầng tiếp theo đ−ợc gọi là hệ số hoàn nhiệt.
Để so sánh tuốc bin một tầng với tuốc bin nhiều tâng, ta xác định hệ số hoàn nhiệt bằng cách phân tích quá trình nhiệt theo 2 ph−ơng án: khi tuốc bin là một tầng và khi tuốc bin là nhiều tầng với cùng thông số đầu và cuối.
Quá trình nhiệt của tuốc bin đ−ợc biểu diễn trên đồ thị T-s hình 7.5. Với áp suất đầu p0 và cuối p1, nếu tuốc bin là một tầng và không có tổn thất thì quá trình dãn nở đẳng entropi của hơi trong tuốc bin đ−ợc biểu diễn bằng đ−ờng 44'4''4'''a. Nhiệt dáng lí t−ởng của tuốc bin khi đó đ−ợc biểu diễn trên đồ thị T-s t−ơng đ−ơng với diện tích 12344'4''4'''a1, bằng tổng nhiệt dáng lí t−ởng của các tầng khi làm việc theo quá trình đẳng entropi.
H0 = h01 + h02 + h03 + h04 (7-1) Giả sử tuốc bin gồm 4 tầng, quá trình dãn nở thực của hơi trong tuốc bin tiến hành theo đ−ờng 4567b. Nhiệt giáng lí t−ởng của tầng thứ nhất bằng h01, t−ơng đ−ơng với diện tích 2’2 344’2’. Tổn thất nhiệt của tầng đã làm tăng nhiệt độ hơi ra khỏi tầng thứ nhất từ T4' đến T5. Hơi đi vào tầng thứ hai ở trạng thái 5 có nhiệt độ T5,
nghĩa là tổn thất nhiệt ở tầng đầu đã làm tăng nhiệt độ hơi vào tầng thứ hai. Tổn thất nhiệt này của tầng đầu đ−ợc sử dụng một phần q2 vào tầng thứ hai. Trên đồ thị hình 7.5, phần tổn thất nhiệt của tầng thứ nhất đ−ợc sử dụng vào tầng thứ 2 là q2, đ−ợc biểu diễn bằng diện tích 4'55'4''4' và nhiệt giáng lí t−ởng của tầng thứ hai bằng
h*02 = h02 + q2. ∑ * i 0 h = h01 + h02 + q2 + h03 + q3 + h04 + q4 ∑ * i 0 h = H0 + Q (7-6) và đ−ợc biểu diễn bằng diện tích 12344'55'66'77’1, trong đó:
Q = q2 + q3 + q4 là tổn thất nhiệt của các tầng tr−ớc đ−ợc sử dụng vào các tầng tiếp theo.
H0 là nhiệt giáng lí t−ởng của tuốc bin khi làm việc theo quá trình đẳng entropi 44’a, đ−ợc tính theo (7-1).
Nh− vậy khi có cùng thông số đầu và cuối thì nhiệt dáng lý t−ởng của tuốc bin nhiều tầng sẽ lớn hơn nhiệt dáng lý t−ởng của tuốc bin một tầng một l−ợng là Q, đây chính là một phần tổn thất nhiệt của các tầng tr−ớc đ−ợc sử dụng lại vào các tầng tiếp theo.
Nhiệt dáng thực tế của mỗi tầng là: hi = h*0 t
td
η (7-7)
Nhiệt dáng thực tế của tuốc bin nhiều tầng bằng tổng nhiệt dáng thực tế của các tầng:
Hi = ∑hi = ∑ *
h0 ηttd = ∑(h0 + q)ηttd (7-8) T−ơng tự nh− vậy, phần
tổn thất nhiệt của tầng thứ hai đ−ợc sử dụng vào tầng thứ ba là q3, đ−ợc biểu diễn bằng diện tích 4''66'4'''4'' và nhiệt giáng lí t−ởng của tầng thứ ba bằng h* 03 = h03 + q3 . Phần tổn thất nhiệt của tầng thứ ba đ−ợc sử dụng vào tầng thứ t− là q4, đ−ợc biểu diễn bằng diện tích 4'''6'77'a4'' và nhiệt giáng lí t−ởng của tầng thứ t− bằng h* 04 = h04 + q4 . Nhiệt dáng lý t−ởng của các tầng lần l−ợt là: h*01 = h01 (7-2) h*02 = h02 + q2 (7-3) h*03 = h03 + q3 (7-4) h*04 = h04 + q4 (7-5) Tổng nhiệt dáng lý t−ởng của các tầng bằng:
Hình 7.5. Quá trình nhiệt của tuốc bin nhiều tầng
Nếu ta coi hiệu suất của tất cả các tầng tuốc bin đều bằng nhau thì: Hi = η ∑(httd 0 + q) = ηttd( H0 + Q) (7-9) Mặt khác hiẹu suất trong t−ơng đối của toàn tuốc bin có thể viết đ−ợc:
TBtd td η = 0 H Hi