Тепловой расчет паровой турбины ПТ-25/30-90/10

Размещено на http://www.allbest.ru

7

Размещено на http://www.allbest.ru

Курсовая работа

Тепловой расчет паровой турбины ПТ-25/30-90/10

Оглавление

Введение

Исходные данные

Описание турбины ПТ-25/30-90/10

Предварительное построение теплового процесса турбины в h-S диаграмме

Расчет системы регенеративного подогрева питательной воды турбоустановки

Расчет регулирующей ступени

Определение диаметров нерегулируемых ступеней с распределением теплоперепадов по ступеням, определение числа ступеней в турбине

Заключение

Список использованной литературы

тепловой турбина теплоперепад

Введение

Турбина - однокорпусная, проточная часть её состоит из девяти 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 трёх ступеней давления. Диски ступеней Ч.С.Д. и Ч.Н.Д. - насадные. Парораспределение турбины - сопловое: к соплам первой ступени пар поступает через четыре регулирующих клапана; четыре группы сопл Ч.С.Д. обслуживаются разгруженной поворотной диафрагмой, заменяющей четыре регулирующих клапана, а сопла Ч.Н.Д. - поворотной диафрагмой, заменяющей два регулирующих клапана.

Исходные данные

Турбоагрегат ПТ-25/30-90/10

Абсолютное давление пара

Температура

Абсолютное давление пара в производственном отборе

Абсолютное давление пара в теплофикационном отборе

Номинальная электрическая мощность

Абсолютное давление пара в конденсаторе

Температура питательной воды

Число регенеративных отборов пара 4

Описание турбины ПТ-25/30-90/10

Турбина ЛМЗ мощностью 25000 при 3000типа ПТ-25-90/10 (ВПТ-25-3). Параметры пара: ,,и. Допускаемые пределы колебаний параметров свежего пара, при которых турбина может длительно работать составляет: ,,,.

Предварительное построение теплового процесса турбины в h-S диаграмме

Потеря давления в стопорном и регулирующем клапанах вследствие дросселирования составляет 3-5% от , давление перед сопловым аппаратом регулирующей ступени составит:

, этому давлению соответствует и энтальпия

Потеря давления в выхлопном патрубке:

, где- скорость пара в выхлопном патрубке, - опытный коэффициент.

Давление пара за последней ступенью турбины:

Параметры пара в конце изоэнтропийного расширения: ,

Располагаемый теплоперепад, приходящийся на турбину:

Расход пара на турбину определяется из формулы:

,

где - коэффициент регенерации, принимаю ; - механический кпд и кпд электрогенератора соответственно, принимаю 0,99

Расход пара в конденсационном режиме:

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

Расчет системы регенеративного подогрева питательной воды турбоустановки

Температурный перепад обычно распределяется между всеми ПВД приблизительно поровну и подогрев питательной воды в одном ПВД определяется по формуле:

, где - количество подогревателей высокого давления; - определяется по давлению в деаэраторе

Температурный перепад равномерно распределяется между ПНД и подогрев воды в одном ПНД определяется по формуле:

, где ; , - определяется по давлению в конденсаторе ; принимаем ;

Температура насыщения греющего пара принимается для регенеративных подогревателей на выше температуры питательной воды на выходе из соответствующего подогревателя:

Таблица 1. Параметры воды и пара для расчета системы регенеративного подогрева питательной воды

Наименование величины	ПВД 1	ПВД 2	Д	ПНД 3	ПНД 4	ПНД 5	ПНД 6	ОЭ
Температура воды на входе в подогреватель,	201,52	185,19	170,19	138,2715	106,353	74,4345	42,516	32,516
Температура воды на выходе из подогревателя,	217,85	201,52	185,19	170,19	138,2715	106,353	74,4345	42,516
Энтальпия воды на входе в подогреватель,	859,25	786,17	720,04	581,78	445,93	311,6	178,06
Энтальпия воды на выходе из подогревателя,	933,72	859,25	786,17	720,04	581,78	445,93	311,6
Температура конденсата греющего пара отбора,	222,85	206,52	190,19	175,19	143,2715	111,353	79,4345
Энтальпия конденсата греющего пара отбора,	956,84	881,89	808,41	741,99	603,26	467,09	332,58
Давление отбираемого пара,	2,4484	1,7782	1,2603	0,89645	0,39623	0,15001	0,046339
Энтальпия отбираемого пара,	3188	3120	3044	2996	2860	2724	2576

Расчет подогревателей

ПВД 1

ПВД 2

Деаэратор

ПВД 3

ПВД 4

ПВД 5

ПВД 6

Определим расходы пара в регенеративные подогреватели



Определим внутренние мощности отсеков турбины

1 отсек:

2 отсек:

3 отсек:

4 отсек:

5 отсек:

6 отсек:

7 отсек:

Суммарная мощность турбины

Относительная ошибка

Расчет регулирующей ступени

Определение кинематических параметров потока и относительного лопаточного КПД

Регулирующая ступень согласно прототипу, одновенечная

Окружная скорость на среднем диаметре ступени

Принимаю средний диаметр ступени

Для выбора оптимального соотношения зададимся рядом значений 0,4; 0,43; 0,46

Принимаю степень реактивности

Коэффициент скорости соплового аппарата

Произведем подробный расчет для одного из соотношений

Условная скорость равна

Изоэнтропический перепад энтальпий, соответствующий условной скорости

Изоэнтропийный перепад энтальпий, срабатываемый на рабочих лопадках

Изоэнтропийный перепад энтальпий, срабатываемый в соплах



Теоретическая скорость пара на выходе из сопел

Действительная скорость пара на выходе из сопел

Принимаю угол выхода потока из сопловых лопаток , тогда относительная скорость пара на входе в рабочие лопатки и её направления - угол определяем из входного треугольника скоростей (рис. 3) ;

Теоретическая относительная скорость пара на выходе из рабочих лопаток

По скорости и степени реактивности , определяем коэффициент скорости рабочих лопаток

Действительная относительная скорость потока на выходе из рабочих лопаток

Угол выхода потока пара из рабочих лопаток принимаем

Из выходного треугольника скоростей определим абсолютную скорость пара на выходе из рабочей решетки и её направление (рис. 3) ;

Потери энергии в сопловом аппарате и рабочих лопатках

Потери энергии с выходной скоростью

Относительный лопаточный КПД с учётом потерь равен

Из диаграммы определим объемыи

;

Определяем высоту сопловой лопатки

Так как , то задаемся минимальным размером , определяем степень парциальности

Высота рабочей лопатки

, при периферийная и корневая перекрыша ровна ,

Определим мощность, теряемую на преодоление сил трения и вентиляцию

, где ; ; ; ; ;

Определим относительную величину потерь на трение и вентиляцию

Относительный внутренний КПД



Таблица 2. Расчет регулирующей ступени

№	Расчетные величины и формулы	Размерность
			0,4	0,43	0,46
1			172,7
2			431,75	401,627	375,434
3			93,204	80,652	70,475
4			3,728	3,226	2,819
5			89,476	77,426	67,656
6			423,027	393,512	367,849
7	(принимаем)	-	0,95
8			401,876	373,836	349,457
9	(принимаем)		14
10	(рис. 3)		232,5	207,5	185
11	(рис. 3)		24	25,5	27,2
12			20	21,5	23,2
13			248,016	222,505	199,657
14	(из графика)	-	0,922	0,92538	0,92769
15			228,671	205,901	185,22
16	(рис. 3)		90	78,5	75
17	(рис. 3)		62	72,5	93,5
18			8,724	7,549	6,596
19			4,611	3,556	2,778
20			4,05	3,081	2,812
21		-	0,0936	0,0936	0,0936
22		-	0,04947	0,044	0,0394
23		-	0,04345	0,0382	0,0399
24		-	0,81347	0,8241	0,827
25			389,938	362,733	339,076
26			42,252	23,605	-4,578
27			432,19	386,338	334,497
28		-	0,80081	0,82726	0,81968
29	(диаграмма)		0,05135	0,04906	0,04856
30	(диаграмма)		0,05328	0,05004	0,04927
31			0,00371	0,00392	0,00404
32	(принимаем)		0,013
33		-	0,28613	0,30157	0,31102
34			0,016
35			19,1142	19,6788	20,4447
36			60,7882	62,5916	65,0275
37		-	0,02882	0,0343	0,04078
38		-	0,78465	0,78979	0,78628

Выберем профили сопловых и рабочих лопаток при оптимальном соотношении скоростей

Сопловые лопатки

Определим скорость звука

, где (диаграмма); - показатель адиабаты

Определяем число Маха

Т.к. , решетка дозвуковая, выбираем профиль сопловой лопатки

Рабочие лопатки

Т.к. , решетка дозвуковая, выбираем профиль рабочей лопатки

Определение диаметров нерегулируемых ступеней с распределением теплоперепадов по ступеням, определение числа ступеней в турбине

Определим удельный объем пара в точке z по диаграмма

Скорость потока в выхлопном патрубке турбины

, принимаем потери с выходной скоростью

Определим расход пара в конденсаторе

Средний диаметр последней ступени турбины определяется по уравнению неразрывности

коэффициент, характеризующий пропускную способность ступени,

Высота лопатки последней ступени

Диаметр первой нерегулируемой ступени

, где задаемся перепадом энтальпий на первую нерегулируемую ступень ; - удельный объем пара на выходе из сопловой решетки первой нерегулируемой ступени; - выходная высота сопловой решетки; - выходной угол потока пара из сопловой решетки; - оптимальное отношение скоростей; - степень парциальности; - число оборотов ротора турбины

Диаметр последней ступени

По полученным диаметрам нерегулируемых ступеней построим диаграмму для определения числа нерегулируемых ступеней давления (рис. 5)

По известным диаметрам , а также по принятому оптимальному отношению скоростей для нерегулируемых ступеней , определяем располагаемые перепады энтальпий в этих ступенях

Определенные по этой зависимости располагаемые перепады энтальпий наносим на диаграмму (рис. 5) и соединяем плавной кривой

По этой диаграмме находим средние перепады энтальпий ЧВД, ЧСД, ЧНД

После нахождения среднего перепада энтальпий, определяем число ступеней соответствующего цилиндра

, где - располагаемый перепад энтальпий на соответствующий цилиндр, определяемый по ранее построенному процессу расширения пара в диаграмме

, принимаю

, принимаю

принимаю

Заключение

Ротор турбины - гибкий с критическим числом оборотов около 1800в минуту. 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, а второй - для теплофикации. Кроме того, в турбине предусмотрено три нерегулируемых отбора пара для подогрева питательной воды.

Турбина может развивать мощность до 30000при соответствующих отборах пара на производство и теплофикацию. Минимальный пропуск пара в часть низкого давления составляет 8 при давлении в отборе 1,18

Список использованной литературы

Тепловой расчет паровой турбины: метод. Указание, А.Н.Кудряшов, А.Г.Фролов, С.Н.Сушко, В.А.Стенников. - Иркутск , -2010. -87 с.

Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки: уч. пособие., А.Д.Трухний, Б.В.Ломакин - М.: Из. МЭИ, 2012. - 540 с, :ил., вкладки

Паровые и газовые турбины: П.Н.Шляхин, - М. - Л., издательство «Энергия», 2006, 264 стр. с черт.

Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара: А.А.Александров, М.: издательство МЭИ, 2009. - 168c.

Размещено на Allbest.ru