Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Теплоэнергетики

наименование кафедры

Допускаю к защите

Руководитель А.Н.Кудряшов

Тепловой расчет паровой турбины

ПТ-25/30-8,8 в конденсационном режиме

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

Турбины тепловых и атомных электростанций

Выполнил студент группы ЭСТ-09

Е.О. Подрезов

Нормоконтроль

А.Н. Кудряшов

подпись И.О. Фамилия

Иркутск 2012 г.



Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (КУРСОВУЮ РАБОТУ)

По курсу Турбины тепловых и атомных электростанций

Студенту Подрезову Е.О.

Тема проекта Тепловой расчет турбины ПТ-25/30-8,8 в конденсационном режиме.

Исходные данные: турбоагрегат ПТ-25 /30-8,8 , Р0=8,82 МПа, Т0=808 К, рк=4,9 кПа, рп=0,98 МПа, рТ=0,19 МПа, Тпв=491 К, рД=0,6 МПа, Nн=25 МВт, Nm=30 МВт, NЭ=33 МВт.

Рекомендуемая литература : «Тепловой расчет паровой турбины», учебное пособие для студентов теплоэнергетических специальностей, А.Н. Кудряшов, А.Г. Фролов. - Иркутск, 2004.-87с; «Стационарные паровые турбины», А.Д. Трухний . - М.: Энергоатомиздат, 1990.- 640с.;«Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара», А.А. Александров, М.: издательство МЭИ, 1999. - 168с.

Графическая часть на - листах.

Дата выдачи задания “____” __________________________20 г.

Дата представления проекта руководителю “______” ___________20 г.

Руководитель курсового проектирования (курсовой работы)



Содержание

1. Описание турбоустановки ПТ-25/30-8,8

2. Принципиальная схема турбоустановки ПТ-25/30-8,8

3. Предварительное построение теплового процесса турбины в h,s-диаграмме и оценка расхода пара

4. Тепловой расчет системы регенеративного подогрева питательной воды турбоустановки

5. Список использованной литературы



1. Описание турбоустановки ПТ-25/30-8,8

Паровая турбина ПТ-25/30-8,8 производственного объединения турбостроения «Калужский турбинный завод» (КТ3) с промышленным и отопительными отборами пара номинальной мощностью 20 МВт, максимальной 30 МВт с начальным давлением пара 8,82 МПа предназначена для непосредственного привода электрического генератора ТВФ-30-2 с частотой вращения 50 с и отпуска тепла для нужд производства и отопления.

При заказе турбины, а также в другой документации, где ее следует обозначать «Турбина паровая ПТ-25/30-8,8 ТУ 108-948-64».

Турбина ПТ-25/30-8,8 соответствует требованиям ГОСТ 3618-85, ГОСТ 24278-85 и ГОСТ 26948-86.

Номинальные значения основных параметров турбины

Турбина имеет следующие регулируемые отборы пара: производственный с абсолютным давлением 0,981 МПа и один отопительный отбор с абсолютным давлением 0,118 МПа. Регулирование давления отопительного отбора осуществляется с помощью одной регулирующей диафрагмы, установленной в камере отопительного отбора. Расход воды, проходящей через сетевые подогреватели, контролируется.

Подогрев питательной воды осуществляется последовательно в ПНД, деаэраторе и ПВД.

Конструкция турбины. Турбина ПТ-25/30-8,8 представляет собой одновальный одноцилиндровый агрегат. Турбина - однокорпусная, проточная часть ее состоит из девятнадцати ступеней. Часть высокого давления состоит из двухвенечной регулирующей ступени и восьми ступеней давления. Диски этих ступеней изготовлены из одной поковки с валом. Часть среднего давления состоит из одновенечной регулирующей ступени и пяти ступеней давления. Часть низкого давления состоит из одновенечной регулирующей ступени и трех ступеней давления. Диски ступеней ЧСД и ЧНД - насадные.

Парораспределение турбины - сопловое: к соплам первой ступени пар поступает через четыре регулирующих клапана; четыре группы сопл ЧСД обслуживаются разгруженной поворотной диафрагмой, заменяющей четыре регулирующих клапана, а сопла ЧНД - поворотной диафрагмой, заменяющей два регулирующих клапана.

Ротор турбины - гибкий с критическим числом оборотов около 1800 об/мин. Передний подшипник - комбинированный опорно-упорный. Вкладыш опорного подшипника имеет сферическую наружную поверхность.

Лабиринтовые уплотнения - елочного типа, с насадными втулками. Турбина снабжена валоповоротным устройством.

Первый регулируемый отбор используется для нужд промышленных потребителей, второй - для теплофикации. Кроме того, в турбине предусмотрено четыре нерегулируемых отбора пара для подогрева основного конденсата и питательной воды.

Турбина может развивать мощность 30 МВт при отключении соответствующих отборах пара на производство и теплофикацию.

Минимальный пропуск пара в часть низкого давления составляет 8 т/ч при давлении в теплофикационном отборе 0,118 МПа.

Фикспункт турбины расположен на раме турбины со стороны генератора, и агрегат расширяется в сторону переднего подшипника.

Для сокращения времени прогрева, и улучшения условий пусков предусмотрены паровой обогрев фланцев и шпилек и подвод острого пара на переднее уплотнение.

Лопаточный аппарат турбины рассчитан на работу при частоте тока в сети 50 Гц, что соответствует частоте вращения ротора турбогенератора 50 с-1 (3000 об/мин). Допускается длительная работа турбины при отклонениях частоты сети в пределах 49,0- 50,5 Гц. Допускается кратковременная работа турбины при минимальной частоте 48,5 Гц два раза в год продолжительностью 3-4 мин или один раз в год продолжительностью до б мин.

Высота фундамента турбоагрегата от уровня пола конденсационного помещения до уровня пола машинного зала составляет 8 м.

Регулирование и защита. Турбина снабжена гидравлической системой регулирования.

В системе регулирования имеется ЭГП, на который воздействует технологическая защита и противоаварийная автоматика энергосистемы, что приводит к закрытию и открытию регулирующих клапанов.

Для защиты от недопустимого возрастания частоты вращения турбина снабжена регулятором безопасности, два центробежных бойка которого мгновенно срабатывают при достижении частоты вращения в пределах 11-13 % сверх номинальной, чем вызывается закрытие автоматического затвора свежего пара, регулирующих клапанов и поворотной диафрагмы. Кроме того, имеется дополнительная защита на блоке золотников регулятора скорости, срабатывающая при повышении частоты на 11,5 %.

На электромагнитный выключатель воздействуют: реле осевого сдвига при перемещении ротора в осевом направлении на величину, превышающую предельно допустимую; вакуум-реле при недопустимом падении вакуума в конденсаторе до 470 мм. рт. ст. (при снижении вакуума до 650 мм. рт. ст. вакуум-реле подает предупредительный сигнал); потенциометры температуры свежего пара при недопустимом понижении температуры свежего пара без выдержки времени; ключ для дистанционного отключения турбины на щите управления; реле падения давления в системе смазки с выдержкой времени 3 с при одновременной подаче аварийного сигнала.

Турбина снабжена ограничителем мощности, используемым в особых случаях для ограничения открытия регулирующих клапанов.

Обратные клапаны предназначены для предотвращения разгона турбины обратным потоком пара.

Рабочей жидкостью в системе регулирования является минеральное масло.

Перестановка регулирующих клапанов впуска свежего пара, регулирующих клапанов через ЧСД и поворотной диафрагмы перепуска пара в ЧНД производится сервомоторами, которые управляются регулятором скорости и регуляторами давления отборов.

Регулятор скорости предназначен для поддержания частоты вращения турбогенератора с неравномерностью около 4 %. Он снабжен механизмом управления, который используется для: зарядки золотников регулятора безопасности и открытия автоматического затвора свежего пара; изменения частоты вращения турбогенератора (причем обеспечивается возможность синхронизации генератора при любой аварийной частоте в системе); поддержания заданной нагрузки генератора при параллельной работе генератора; поддержания нормальной частоты при одиночной работе генератора; повышения частоты вращения при испытании бойков регулятора безопасности.

Механизм управления может приводиться в действие как вручную - непосредственно у турбины, так и дистанционно - со щита управления.

Регуляторы давления сильфонной конструкции предназначены для автоматического поддержания давления пара в камерах регулируемых отборов с неравномерностью около 0,20 МПа для производственного отбора и около 0,04 МПа - для отопительного отбора.

Турбоагрегат оборудован электронными регуляторами с исполнительными механизмами для поддержания:

заданного давления пара в коллекторе концевых уплотнений путем воздействия па клапан по дачи пара давлением 0,059 МПа из уравнительной линии деаэраторов или из парового пространства бака;

уровня в конденсатосборнике конденсатора с максимальным отклонением от заданного ±200 мл (этим же регулятором включается рециркуляции конденсата при малых расходах пара в конденсаторе);

уровня конденсата, греющего пара во всех подогревателях системы регенерации, кроме ПНД № 1.

Турбоагрегат снабжен защитными устройствами:

для совместного отключения всех ПВД с одно временным включением обводной линии и подаче сигнала (устройство срабатывает в случае аварийного повышения уровня конденсата вследствие повреждений пли нарушений плотности трубно; системы в одном из ПВД до первого предела);

атмосферными клапанами-диафрагмами, установленными на выхлопных патрубках ЦНД и открывающимися при повышении давления в патрубках до 0,12 МПа.

Система маслоснабжения предназначена для обеспечения смазкой подшипников и системы регулирования.

В баке объемом 14 м установлены фильтры и указатели уровня.

Турбина снабжена одним резервным насосом одним электродвигателем переменного тока и одним аварийным насосом с электродвигателем постоянной тока.

При снижении давления смазки до соответствующих значений автоматически от реле давления смазки (РДС) включаются резервный и аварийный насосы. РДС периодически испытывается во время работы турбины.

Масло охлаждается в двух маслоохладителях Охладители - поверхностного типа, вертикальной исполнения.

Конденсационная установка включает в себя конденсаторную группу, воздухоудаляющее устройство, конденсатные и циркуляционные насосы эжектор циркуляционной системы, водяные фильтры, трубопроводы с необходимой арматурой.

Конденсаторная группа состоит из одного конденсатора со встроенным пучком общей поверхностью охлаждения 1200 м" и предназначена для конденсации поступающего в него пара, создашь разрежения в выхлопном патрубке турбины и сохранения конденсата, а также для использования тепла пара, поступающего в конденсатор, на режимах работы по тепловому графику для подогрев подпиточной воды во встроенном пучке.

Воздухоудаляющее устройство состоит из двух основных трехступенчатых эжекторов (одна резервный), предназначенных для отсоса воздуха обеспечения нормального процесса теплообмена конденсаторе и прочих вакуумных аппаратах теплообмена, и одного пускового эжектора для быстрого поднятия вакуума в конденсаторе.

В конденсационном устройстве устанавливаются два конденсатных насоса (один резервный) вертикального типа для откачки конденсата, подачи его в деаэратор через охладители эжектора, охладители уплотнений и ПНД. Охлаждающая вода для конденсатора и газоохладителей генератора подается циркуляционными насосами.

Пусковой эжектор циркуляционной системы предназначен для заполнения системы водой перед пуском турбоустановки, а также для удаления воздуха при скоплении его в верхних точках сливных циркуляционных водоводов и в верхних водяных камерах маслоохладителей.

Для срыва вакуума используется электрозадвижка на трубопроводе отсоса воздуха из конденсатора, установленная у пускового эжектора.

Регенеративная установка предназначена для подогрева питательной воды паром, отбираемым из нерегулируемых отборов турбины, и имеет одну ступень ПНД, три ступени ПВД и деаэратор. Все подогреватели - поверхностного типа.

ПВД № 1, 2 - вертикальной конструкции со встроенными пароохладителями и охладителями дренажа. ПВД снабжаются групповой защитой, состоящей из автоматических выпускного и обратного клапанов на входе и выходе воды, автоматического клапана с электромагнитом, трубопровода пуска и отключения подогревателей.

ПВД и ПНД снабжены регулирующими клапанами отвода конденсата, управляемыми электронными регуляторами.

Слив конденсата греющего пара из подогревателей - каскадный.

Установка для подогрева сетевой воды включает в себя один сетевой подогреватель, конденсатные и сетевые насосы. Подогреватель представляет собой горизонтальный пароводяной теплообменный аппарат с поверхностью теплообмена 600 м~, которая образована прямыми латунными трубами, развальцованными с обеих сторон в трубных досках.

Комплектующее оборудование. В состав комплектующего оборудования турбоустановки входят:

· паровая турбина с автоматическим регулированием, валоповоротным устройством, фундаментными рамами, паровой коробкой с автоматическим стопорным клапаном, обшивкой турбины, внутри-турбинными трубопроводами;

· бак масляный, маслоохладитель, эжекторы основной, пусковой и циркуляционной системы;

· регенеративная установка с подогревателями поверхностного типа с регулирующими и предохранительными клапанами;

· установка подогрева сетевой воды, включающая сетевой подогреватель с регулирующим клапаном;

· насосы и электрооборудование паротурбинной установки;

· конденсаторная группа с задвижками на входе и выходе охлаждающей воды.

турбоустановка расход пар питательный вода



2. Принципиальная схема турбоустановки ПТ-25/30-8,8

Принципиальная схема турбоустановки изображена на Рисунке 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Принципиальная тепловая схема турбины ПТ-25/30-8,8

3. Предварительное построение теплового процесса турбины в h,s- диаграмме и расчет расхода пара на турбину

Принимаю потерю давления в стопорном и регулирующем клапанах 5% от Р0, определяем давление перед соплами регулирующей ступени:

P0'= 0,95 • 8,82 = 7,9 МПа,

ему соответствует T0'=5350C и h0= 3476 кДЖ/кг.

Потеря давления в выхлопном патрубке

где Сп- скорость пара в выхлопном патрубке.

Принимаю Сп=100м/с, ?=0,03;

Давление пара за последней ступенью турбины:

Рz=Рк+?Рк=4,9+0,14=5,04 кПа.

Энтальпия пара в конце изоэнтропного расширения hzt”=2068 кДж/кг.

Располагаемый теплоперепад, приходящийся на турбину:

· ЦВД турбины:

Но= h0-h2t =3476-2068=1408 кДж/кг;

hп=2896 кДж/кг (при Рп=980кПа);

Pп'=Рп*0,95=980*0,95=930 кПа;

Ноп=h0-hп=3476-2896=580 кДж/кг;

кДж/кг.

· ЦСД турбины:

hт=2634 кДж/кг (при Рт=190кПа);

Р'т=180 кПа;

НоТ=328 кДж/кг;

кДж/кг.

· ЦНД турбины:

Hzt=2252 (при Рzt=5,04кПа);

НоЦНД=500кДж/кг;

кДж/кг.

Разность энтальпий h0-hz дает значение действительного перепада энтальпий

, сбрасываемого в турбине:

кДж/кг.

Расход пара на турбину определяется из формулы



,

где kp коэффициент регенерации, принимаю kp=1,15 ;

?м, ?эг -механический кпд и кпд электрогенератора соответственно, принимаю по 0,99.

Расход пара в чистоконденсационном режиме:

кг/с .

Расход пара в конденсационном режиме:

G0=38,1 кг/c.

Процесс расширения пара в турбине с величинами энтальпий и их перепадов приведен на рисунке 2.



Рисунок 2 - Процесс расширения пара в турбине



4. Тепловой расчет системы регенеративного подогрева питательной воды турбоустановки

Для определения подогрева питательной воды в ПВД и ПНД определим:

1. Температура питательной воды Tпв=491К - 273, tпв=2180С, hпв'=934,41 кДж/кг.

2. По давлению Pk=4,9 КПа находим tk=32,5160C, hk=111,84 кДж/кг.

3. По давлению в деаэраторе Pд=0,6 МПа находим tд=158,830С. Энтальпия питательной воды на выходе из деаэратора hд= 670,5 кДж/кг.

4. Подогрев питательной воды в одном ПВД:

0С.

5. Принимаем нагрев в деаэраторе , тогда температура питательной воды на входе в деаэратор:

0С.

Энтальпия питательной воды (основного конденсата турбины) на входе в деаэратор hд'=605,53 кДж/кг.

6. Принимаем для ПТ-турбины , температура питательной воды после ЭЖ:

0С.

Энтальпия питательной воды после ЭЖ hЭЖ=132,74 кДж/кг.

7. Подогрев питательной воды в одном ПНД:

0C.

8. Повышение энтальпии в каждом ПВД

кДж/кг.

9. Повышение энтальпии в каждом ПНД

кДж/кг.

Параметры воды и пара для расчета системы регенеративного подогрева питательной воды представлены в Таблице 1.



Таблица 1 - Параметры воды и пара для расчета системы регенаративного подогрева питательной воды

Наименование величины	ПВД6	ПВД5	Д	ПНД4	ПНД3	ПНД2	ПНД1	ОЭ	К
Температура воды на входе в подогреватель, С	188,5	158,8	143,8	118,4	93,1	67,8	42,5	32,5
Температура воды на выходе из подогревателя, С	218	188,5	158,8	143,8	118,4	93,1	67,8	42,5	32,5
Энтальпия воды на входе в подогреватель, кДж/кг	800,5	670,5	605,5	497,2	390,2	283,9	178,06	136,2
Энтальпия воды на выходе из подогревателя, кДж/кг	934,4	800,5	670,5	605,5	497,2	390,2	283,9	178,06	136,2
Температура конденсата греющего пара отбора, С	223	199,4	158,8	148,8	123,4	98,1	72,8
Энтальпия конденсата греющего пара отбора, кДж/кг	957,5	822,8	670,5	627,07	518,5	411,3	304,8
Давление отбираемого пара, МПа	2,45	1,35	0,60	0,46	0,22	0,094	0,035
Энтальпия отбираемого пара, кДж/кг	3176	3056	2944	2900	2788	2680	2560

Расчет подогревателей

1. ПВД6 :

6*(h6- h6')= hпв- hI;

2. ПВД5

5*(h5- h'6)+6*(h'6- h'5)= hI - hд;

3. Деаэратор:

(6 +5)*h'5 +дhд+(1- 6 - 5 - д)* h'д = hд;

4. ПНД4

5. ПНД3



6. ПНД2

7. ПНД1

Расходы пара в регенеративные подогреватели

Определим расходы пара в регенеративные подогреватели



кг/с;

кг/с;

кг/с;

кг/с;

кг/с;

кг/с;

кг/с;

кг/с.

Мощности отсеков турбины

1 отсек:

2 отсек:

3 отсек:

4 отсек:

5 отсек:

6 отсек:



7 отсек:

8 отсек:

кВт.

Относительная ошибка



5. Список использованной литературы

1. «Тепловой расчет паровой турбины», учебное пособие для студентов теплоэнергетических специальностей, А.Н. Кудряшов, А.Г. Фролов. - Иркутск, 2004.-87с.;

2. «Стационарные паровые турбины», А.Д. Трухний . - М.: Энергоатомиздат, 1990.- 640с.;

3. h,s-диаграмма для водяного пара;

4. «Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара», А.А. Александров, М.: издательство МЭИ, 1999. - 168с.;

5. «Тепловые электрические станции(Паротурбинные энергетические установки ТЭС):справочное пособие», Е.А. Бойко.-Красноярск, 2006.-152с.

Размещено на Allbest.ru