Эксплуатационная характеристика
Мощность турбины
Значения КПД модели и приведенного расхода
Значение угла установки лопасти модели
Расчет зависимостей
Этап 3. Построение эксплуатационной характеристики турбины
Необходимо построить эксплуатационную напорно – мощностную характеристику турбины, используя для этого построенные рабочие характеристики, а также вспомогательные зависимости открытий направляющего аппарата ao=f4 (N) и углов установки лопастей рабочего колеса поворотно-лопастных турбин φ = f5 (N).
Расчет зависимостей ao = f4 (N) и φ = f5 (N) проводится на основании УХ турбины для четырех напоров. Данные расчетов следует свести в таблицы 6 и 7.
Таблица 6
Модель nI' = ____________(об/мин) | Натура Н =______м; k N =_______ | ||||
№ точек | ao м, мм | h м | QI', м3/с | ao н, мм | N, кВт |
Таблица 7
φ0 | Модель nI' = ___________(об/мин) | Натура Н = _______м; k N = ________ | |
h м | QI', м3/с | N, кВт | |
3.2. значения aoм, КПД и приведенного расхода
В графы 2, 3 и 4 таблицы 6 записываются значения открытий модели aoм, КПД модели и приведенного расхода в точках пересечения горизонталей nI'=Const с изолиниями aoм на УХ (значения h м определяются интерполяцией).
3.3. значения аoн натурной турбины
В графу 5 таблицы 6 записываются значения aoн натурной турбины, рассчитываемые по формуле:
aoн=aoм*(D0н/D0м)*(z0м/z0н), (3.1)
где D0 м и z0 м - диаметр окружности расположения осей лопаток НА и число этих лопаток (указаны на УХ);
D0 н и z0 н – то же для натурной турбины, причем для ПЛ и РО турбин.
D0 н = 1.2 * D 1. (3.2)
Для ПЛД турбин значение D0 н вычисляется в соответствии с данными УХ и округляется до ближайшего стандартного значения. Ряд стандартных значений диаметров получается путем умножения стандартных значений D1, приведенных в таблице 2, на коэффициент 1,2.
Число лопаток z0 н принимается в зависимости от значения D0 н следующим образом:
- при D0 н < 7 м, z0 н = 20,
- при 7 ≤ D0 н < 7 м, z0 н = 24,
- при D0 н ≥ 10 м, z0 н = 28.
В графу 1 таблицы 7 записываются значения угла установки лопасти модели, обозначенные на УХ. Эти же значения угла φ принимаются и для натурной турбины.
В графы 2 и 3 табл. 7 записываются значения КПД модели и приведенного расхода, определяемые на УХ в точках пересечения горизонталей nI' = Const с линиями угла установки φ (значения h м определяются интерполяцией).
Мощность турбины в обеих таблицах определяется по формуле (2.4).
3.7. зависимости ao и φ
Используя данные табл. 6 и 7, строят зависимости ao = f4 (N) и φ = f5 (N) для четырех напоров.
В координатах N – H наносятся изолинии КПД турбины (8 – 10 кривых через 1 – 2 %), линии равных допустимых высот отсасывания Н допs (4 – 5 линий), линии равных открытий направляющего аппарата ao н и линии равных углов установки лопастей φ. Для этой цели полученные графики соответствующих зависимостей рассекаются горизонтальными линиями и точки их пересечения переносятся на поле N – H (по значениям мощности при данном напоре). Соединяя точки равных значений соответствующих параметров получают эксплуатационную характеристику.
На Рис. 2 показана эксплуатационная характеристика турбины ПЛ20-В-600 при частоте вращения 100 об/мин.
На эксплуатационной характеристике наносится линия ограничения мощности, причем:
а) на участке от H max до H p линия ограничения, как правило, является вертикальной линией N = Const и соответствует номинальной мощности турбины (ограничение по генератору).
б) на участке от Hp до H min линия ограничения является наклонной линией и соответствует постоянству одного из следующих параметров:
- ao н = Const (ограничение по ao max);
- φ = Const (ограничение φ max);
- Н допs = Const (ограничение по Н допs min ).
При этом ограничивающее значение принятого параметра соответствует его значению в «рабочей» точке и определяется из построенных графиков Н допs = f2 (N), ao = f4 (N) и φ = f5 (N) для Нр и заданной номинальной мощности. Из этих же графиков определяется и N*, которое соответствует линии ограничения при Н min (Рис. 2).
Конструктивная реализация линии ограничения проще всего осуществляется при выполнении условий ao = Const или φ = Const. Поэтому предпочтение следует отдавать этим параметрам.