• Главная
  • Список страниц

Тепловой расчёт турбины ПТ-25-9011

Начальные параметры пара этой турбины 90 атм. и 545°С, давление первого отбора 11 атм., давление второго отбора 1,1 атм. Номинальная мощность турбины 25000 квт, но при номинальных параметрах свежего пара и при номинальных расходах и давлениях отборов может быть получена длительная максимальная мощность 30000 квт.

Проточная часть турбины состоит из регулирующей ступени с двухвенечным диском Кертиса и 18 ступеней давления, разбитых на 3 группы.

Ротор имеет гладкий вал постоянного диаметра с насаженными дисками плоского типа, не имеющими развитых втулок. Критическое число оборотов ротора турбины – 1690 в минуту, следовательно, ротор гибкий.

Передняя часть корпуса турбины с клапанной и сопловой коробками отлита из высоколегированной стали.

Диафрагмы, кроме трёх последних по ходу пара, стальные, сварные.

Корпус турбины опирается двумя лапами на передний подшипник и фиксируется гибкими элементами, расположенными сверху и снизу подшипника.

В свою очередь передний подшипник опирается на фундаментную плиту через две гибкие опоры.

На переднем конце ротора расположено колесо центробежного масляного насоса, откованное заодно с валом. Доковые поверхности этого колеса одновременно служат в качестве гребня упорного подшипника, что позволяет обеспечить надёжное маслоснабжение упорно-опорного узла при очень компактной его конструкции.

Концевые уплотнения выполнены в виде лабиринтов из усиков, зачеканенных в тело ротора против выточек в обоймах уплотнения.

Выхлопная часть турбины отлита заодно с корпусом заднего подшипника турбины переднего подшипника генератора. Валы подшипника и генератора соединены жёсткой муфтой.

Парораспределение ЧСД и ЧНД осуществляется поворотными диафрагмами.

Турбина имеет гидродинамическую систему регулирования, выполненную в виде конструктивного блока, установленного на корпусе переднего подшипника. В качестве регулятора скорости использован главный масляный насос, характеристика Q – H которого обеспечивает жёсткую зависимость развиваемого давления только от числа оборотов ротора.

Система регулирования имеет три импульсных линии, управляющих тремя сервомоторами. Полный вес турбинной установки в поставке Калужского турбинного завода 146 т.

1.1 Давление пара Р перед регулирующей ступени с учетом потерь на дросселирование в регулирующей ступени. КПа

Р0

=0.95*9000=8550 КПа

1.2 Давление пара Р за последней ступенью турбины с учётом потерь в выхлопном патрубке. КПа

Р2

z

= [1+l (Свп/100) ]*Рк

Р2

z

= [1+0,1*(100/100) ]*6 = 6,6 КПа

1.3 Определяем распологаемый теплоперепад с учётом потерь на дросселирование в регулирующем клапане. КДж/кг

Но =

hо

-hkt

= 3510 - 24120 = 1390 КДж/кг

1.4 hпо

= 2920 КДж/кг hто

= 2498 КДж/кг

1.5 Ориентировочный расход пара на турбину. Кг/сек

Gо

= Nо

/Hо

*hоэ

+Упо

Gпо

+Уто

Gто

Упо

= Но

-Но

/Но

= 1390-590/1390 = 0,58

Но

= hо

-hпо(

t

)

= 3510-2920 = 590

Уто

= Но

-Но

-Но

/Но

= 1390-590-422/1390 = 0,272

Но

= hпо

(t)-

hто

(t)

= 422

G = 25000/1390 * 0,79 + (0,58*15+0,272*15)=35,55 кг/сек

2. Определяем уточнённый расход пара на турбину.

2.1 Задаёмся теплоперепадом регулиющей ступени.

Но

= 100 КДж/кг

h2

t

= h0

-H0

= 3510-100 = 3410 КДж/кг

Р2

= 6300 V0

= 0.043

2.2 Определяем внутренний относительный КПД ступени.

Noj

= 0.83-0.2/Gо

*Ö Ро

/Vо

Noj

= 0.83-0.2/35,55*Ö8,550/0.043 = 0.75

2.3 Определяем действительный теплоперепад регулирующей ступени. КДж/кг

Нj

= Ho

*hoj

= 100*0.75 = 75 КДж/кг

2.4 Ищем точку начала процесса в нерегулирующих ступенях.

h2

= hо

= hо

-Hj

= 3510-75 = 3435

3 Расчёт первого отсека.

3.1 Определяем распологаемый теплоперепад 1 отсека. КДж/кг

Но

= hо

-hkt

= 3435-2940 = 495 КДж/кг

3.2 Определяем hoj

, %

d =Р2

/Рпо

= 6300/1100 = 5,73

Gо

*Vо

= 35,55*0.056 = 1,991

hoj

= 89%

3.3 Определяем дейсивительный теплоперепад 1 отсека. КДж/кг

Нj

= Hо

*hoj

= 495*0.89 = 440,55 КДж/Кг

Строим действительный процесс расширения пара 1 отсека.

Hk

= hо

-Hj

= 3435-440,55 = 2994,45

4 Расчёт 2 отсека.

hпо

= 0.9 Pпо

= Рпо

*0,9 = 1100*0,9 = 990

4.2 hо

= 2994,45 V0

= 0.25

4.3 Определяем распологаемый теплоперепад 2 отсека. КДж/кг

Но

= hо

-hkt

= 2994,45-2565 = 429,45 КДж/кг

4.4 Определяем noj отсека по формуле . %

hoj

= hoj

-Kу

-xвс

- Dnoj

вл

(Gо

*Vо

) = (Gо

-Gпо

)*Vо

= (35,55-15)*0,25 = 5,14

d= Рпо

/Рто

= 990/110 = 9 hoj

= 91%

у2

t

= у2

t

*Hо

/Hо

= 5*160/429,45 = 1,86

у2

t

= (1-x2

t

)* 100% = (1-0.95)*100% = 5

Hо

= h-hkt

= 2725-2565 = 160

Pср

= Рпо

+Ро

/2 = 990+110/2 = 550

Noj

= 0.8 Ку

= 0,99%

Noj

= 91*0.99-0,8 = 89,29%

4.5 Определяем действительный теплоперепад 2 отсека. КДж/кг

Hj

= Hо

*hoj

= 429,45*0,89 = 382,21

hk

= hо

-Hj

= 3041-410 = 2611,24

5 Расчёт 3 отсека

hто

= 0,7 Рто

= 0,7*110 = 77

5.2 hо

= hk

= 2611,24 V0 = 2,3

5.3 Определяем распологаемый теплоперепад 3 отсека. КДж/кг

Но

= hо

-hkt

= 2611,24-2260 = 351,24

5.4 Определяем noj отсека по формуле. %

noj

= noj

*Kу

-xвс

-Dnoj

вл

(Gо

-Vо

) = (Gо

-Gпо

-Gто

)*V0

= (35,55-15-15)*2,3 = 12,77

d = Рто

/Р2

z

= 77/6,6 = 11,67 h = 92,4% Ky = 0,998

x

вс

= Dhвс

/Но

*100% =11/351,24*100 = 3,13

у2

t

= у2

t

= (1-x2

t

)*100 = (1-0.872)*100 = 12.8

Рср

= Рто

+Р2

z

/2 = 77+6,6/2 = 41,8 =0,041 МПа

Dhoj

= 7%

hoj

= 92,4*0,988-3,13-7 = 81,16%

5.5Определяем действительный теплоперепад 3 отсека. КДж/кг

Hj

= Hо

*hoj

= 351,24*0,812 = 285,21

5.6 hk

= hо

-Hj

= 2611,24-285,21 = 2326,03

6 Действительный теплоперепад турбины. КДж/кг

Hj

= hо

-hk

= 3510-2326,03 = 1183,97 КДж/кг

7 Уточняем расход пара на турбину. Кг/сек

G = Nэ

/Hj

*hм

*hг

+Упо

*Gпо

+Уто

*Gто

= 25000/1183,97*0,98*0,96+0,58*15+0,272*15 = 35,22 кг/сек

Расчёт регулирующей ступени.

8 Определение среднего диаметра ступени.

8.1 Но

= 100КДж/кг

8.2 Фиктивная изоэнтропийная скорость Сф

. м/с

Сф

= 2000*Но

= 2000*100 = 447 м/с

8.3 Определяем оптимальное отношение скоростей.

Хф

= 0,385

8.4 Окружная скорость вращения рабочих лопаток. м/с

И = Хф

-Сф

= 447*0,385 = 172,18

8.5 Средний диаметр ступени. м

d = И/П*п = 172,18/3,14*50с = 1,09 м

9 Расчёт сопловой решётки

9.1 Распологаемый теплоперепад сопловой решётки. КДж/кг

Нос

= Но

*(1-р) = 100*(1-0,1) = 90

9.2 Абсолютная теоретическая скорость потока на выходе из сопловой решётки при изоэнтропийном расширении пара. м/с

С1

t

=Ö 2000*90 = 427 м/с

9.3 Число Маха для теоретического процесса расширения пара.

М1t

= C1t

/A1t

= 435/675,4 = 0,64

A1t

= Ök*P1

*V1t

*10 = 1,3*6,5*0,053 *103 = 669,22

Расчёт суживающихся сопл при докритическом истечении пара.

9.4 Сечение для выхода пара из сопловой решётки.

F1

= G*V1

t

/m1

*G1

t

= 35,22*0,053/0,91*427,26 = 0,0048

9.5 Произведение степени парциальности ступени на высоту сопловой решётки. м

el1

= F1

/П*d*sin 1

= 0,0048/3,14*1,09*sin11 = 0,00816м

9.6 Оптимальная степень парциальности.

е = 0,5*Öеl

1

= 0,5*Ö0,816 = 0,45166

9.7 Высота сопловой решётки. см

l1

= el1

/e = 0,816/0,45166 = 1,80666

9.8 Потеря энергии в соплах. КДж/кг

Dhc

= (1-u)*Hoc

= (1-0,97)*90 = 2,7

9.9 Тип профиля сопловой решётки.

С-90-12А

9.10 По характеристике выбранной сопловой решётки принимаются:

tопт

= 0,8 в1

= 62,5 мм

9.11 Шаг решётки. мм

t = в1

*tопт

= 62,5*0,8 = 50

9.12 Число каналов сопловой решётки. Шт.

Zc

= П*d*e/t = 3,14*1,09*0,45166/0,05 = 31 шт

9.13 Уточняем шаг в сопловой решётки. мм

t = П*d*e/Zc = 3,14*1090*0,45166/31 = 49,87мм

10 Расчёт рабочей решётки.

10.1 Распологаемый теплоперепад рабочей решётки. КДж/кг

Нор

= r*Но

= 0,1*100 = 10

10.2 Абсолютная скорость входа пара на рабочие лопатки. м/с

С1

= 0,97*427,26 = 414,44

10.3 Строим входной треугольник скоростей.

W1

= 250 b1

=20,5C2

=120 a2

= 42

10.5 Высота рабочей лопатки, принимается из условия:

l2

= l1

+D1+D2 = 18,07+1+2 = 21,07мм

10.6 Теоретическая относительная скорость пара на выходе из рабочей решётки.

W2t

= Ö2000*Hop

+W1

= Ö2000*10+2502 = 287,23 м/с

10.7 Действительная относительная скорость пара на выходе из рабочей решётки.

W2

= W2

t

*y = 287,23*0,86 = 247,02м/с

10.8 Относительный угол входа потока пара на рабочую решётку.

b2

= b1

-(2-5) = 20,5-3 = 17,5

10.9 Строим входной треугольник скоростей.

10.11 Потеря энергии в рабочей решётке. КДж/кг

Dhp

= (1-y)-W2

t

/2000 = (1-0,862 )*287,232 * 2000 = 10,74

10.12 Потеря энергии с выходной скоростью

Dhвс

= С2

/2000 =1202 /2000 = 7,2

10.13 Число Маха.

М2t

= W2t

/Ök*P2

*V2t

*10 = 287,23/Ö1,3*6,3*0,052*103= 0,44

10.14 Выбираем профиль рабочей решётки.

Р-26-17А

tопт

= 0,7 в2

= 25,72 В = 25 W = 0,225

10.16 Шаг решётки.

t = в2

*tопт

= 25,72*0,7 = 18,004

10.17 Число каналов рабочей решётки.

Zp

= p*d/t = 3,14*1090/18,004 = 190

10.18 Уточняем шаг в рабочей решётке.

t = p*d/Zp

= 3,14*1090*10 3 = 18,014

11 Изгибающее напряжение в рабочей лопатке. МПа

dизг

= Ru

*l2

/2*Zp

*e*W = 16544,95*0,021/2*190*0,45*0,225 = 9,01 МПа

Ru

= G*(W1

*cosb

1

+W2

*cosb

2

) =35,55*(250*cos20,5+247,02*cos17,5) = 16544,95 Н

12 Относительный лопаточный КПД ступени.

а) по потерям в ступени:

hол

= Но

-(Dhc

+Dhp

+Dhвс

)/Но

= 100-(2,7+10,74+7,2)/100 = 0,79

б) по проекциям скоростей:

hол

= И*(C1

*cosa1

+C2

*cosa2

)/Ho

*10 = 172,18*(414,4*cos11+120*cos42)/100*10 3 = 0,85

13 Относительный внутренний КПД ступени.

hoj

= hол

-xтр

-xпарц

xтр

= Ктр

*d/F1

*(И/Сф

) = 0,6*10*1,09/0,0048*(172,18/447) = 0,0085

xпарц

= 0,065/sina1

*1-е-0,5-екож

/е*(И/Сф

)+0,25*В*l2

/F1

(И/Сф

)*hол

*n

xпар

= 0,065/sin11*1-0,45-0,5*0,49/0,45*(172,18/447)+0,25*25*0,26/0,0048*(172,18/447,21)*0,82*4 = 0,048

hoj = 0,82-0,0085-0,048 = 0,76

14 Полезно используемый теплоперепад в регулирующей ступени. КДж/кг

Hj

= Ho

*hoj

= 100*0,76 = 76

15 Внутренняя мощность ступени. КВт

Nj

= G*Hj = 35,22*76 = 2676,72

Расчёт нерегулируемых ступеней части высокого давления.

16 Давление пара перед отсеком.

Ро

= Р2

= 6300

Р2

= 1100

17 Диаметр первой нерегулируемой ступени.

d = d-Dd = 1,09-0,25= 0,84

18 Оптимальное отношение скоростей.

Хф

= И/Сф

= 0,4897

19 Распологаемый теплоперепад первой нерегулируемой ступени. КДж/кг

ho

= 12,325*(d/Xф

) = 12,325*(0,84/0,489) = 36,26

20 Теплоперепад в сопловой решётке. КДж/кг

hoc

= (1-r) *ho

= (1-0,1)*36,26 = 32,63

21 Высота сопловой решётки. м

l1

= G*V1

/p*d*e*m*C1t

*sina1

l1

= 35,22*0,059/3,14*0,84*1*0,98*255,45*sin12 = 0,015

С1t

= 44,72*Ö32,63 = 255,45

22 Высота рабочей решётки первой ступени.

l2

= l1

+D1+D2 = 15+1+2 = 18 мм

23 Корневой диаметр ступени.

dk

= d-l2

= 0,84-0,018 = 0,822

24 Распологаемый теплоперепад по статическим параметрам пара перед ступенью принимаем одинаковый для всех ступеней, кроме первой.

ho

= ho

*ko

= 36,26*0,95 = 34,45

25 Коэффициент возврата тепла.

a = Кt

*(1-hoj

)*Ho

*Z-1/Z = 4,8*10*(1-0,89)*495*14,37-1/14,37 = 0,0242

Z = Ho

/ho

= 495/34,45 = 14,36865

26 Число ступеней отсека. шт.

Z = (1+a)*Ho

/(ho

)ср

= (1+0,0224)*463/39,59 = 11,9

(ho

)ср

= ho

+(Z-1)*ho

/Z = 36,26+(14-1)*34,45/14 = 34,58 кДж/кг

27 Невязка ±DHo

, КДж/кг, должна быть распределена между всеми ступенями первого отсека.

±DHo

= (1+a)*Ho

-Sho

= (1+0,0242)*495-518,56 = -11,581

Sho

= ho

+ho

*(Z-1) = 36,26+34,45*(15-1) = 518,56

28 Поправка к теплоперепаду для каждой ступени (кроме первой).

29 Скорректированный теплоперепад ступени.

ho

= ho

±Dho

= 34,45-0,769 = 33,681

№

Наименование

величины

Обозна-

чение

Размер-

Ность

Формула

№

1

2

3

4

5

1

Скорректированный

распологаемый

теплоперепад

ступени.

ho

КДж/кг

Для первой

ступени (п.19)

следующие

(п.29)

36,26

33,681

33,681

33,681

33,681

2

Удельный объём

пара из рабочей

решётки.

V2

м/кг

Из hs – диаг-

раммы

0,06

0,064

0,07

0,078

0,085

3

Произведения

высоты рабочей

решётки на диаметр

ступени.

l2

*d

м

l2

*d*V2

/V2

0,015

0,016

0,0176

0,0197

0,021

4

Высота

рабочей решётки.

l2

м

0,0179

0,019

0,021

0,023

0,0248

5

Высота сопловой

Решётки.

l1

м

l2

-(D1+D2)

0,0149

0,016

0,018

0,02

0,0218

6

Диаметр

ступени.

d

м

dk

+l2

0,84

0,841

0,843

0,845

0,847

Подробный расчёт первых пяти нерегулируемых ступеней (с построением треугольников скоростей)

  • Работа турбины при переменном пропуске пара
  • Работа турбины при переменном режиме с постоянным начальным давлением
  • Работа турбины при переменном режиме со скользящим начальным давлением

    №

    Наименование

    величины

    Обозна-

    чение

    Размер-

    ность

    Формула

    №

    1

    2

    3

    4

    5

    1

    Расход пара

    G

    Кг/с

    Из расчёта

    (п.7)

    35,22

    35,22

    35,22

    35,22

    35,22

    2

    Теплоперепад

    ступени по стати-

    ческим параметрам.

    ho

    КДж/кг

    Из расчёта

    (п.30.1)

    36,26

    33,681

    33,681

    33,681

    33,681

    3

    Давление за

    ступенью.

    Р2

    МПа

    Из hs-

    диаграммы

    5,8

    5,1

    4,7

    4,2

    3,75

    4

    Условная скорость

    истечения пара

    из сопл.

    Сф

    м/с

    44,72Öho

    269,29

    259,53

    259,53

    259,53

    259,53

    5

    Средний диаметр

    ступени.

    d

    м

    Из расчёта

    (п.30.6)

    0,84

    0,841

    0,843

    0,845

    0,847

    6

    Окружная скорость

    на среднем диаметре

    И

    м/с

    p*d*n

    n = 50 c

    131,88

    132,02

    132,35

    132,67

    132,98

    7

    Оптимальное

    отношение скоростей

    Хф

    И/Сф

    0,49

    0,51

    0,51

    0,511

    0,512

    8

    Степень

    реакции.

    r

    Из расчёта

    (п.18)

    0,1

    0,1

    0,11

    0,12

    0,13

    9

    Распологаемый

    теплоперепад сопло-

    вой решётки.

    hoc

    КДж/кг

    (1-r)*ho

    32,63

    30,31

    29,98

    29,64

    29,3

    10

    Теоретический

    удельный объём пара

    за сопловой решёт-

    кой

    V1

    t

    м/кг

    Из hs-

    диаграммы

    0,059

    0,63

    0,069

    0,075

    0,081

    11

    Давление за

    сопловой решёткой.

    Р1

    МПа

    Из hs-

    диаграммы

    5,9

    5,2

    4,85

    4,3

    3,8

    12

    Абсолютная теоре-

    тическая скорость

    выхода пара из соп-

    ловой решётки.

    С1

    t

    м/с

    44,72Öhoc

    255,45

    246,2

    244,86

    243,47

    242,07

    13

    Скорость звука на

    выходе из сопловой

    решётки.

    а1

    t

    м/с

    1000*Öк*Р1

    *ÖV1t

    к = 1,3

    666,98

    652,6

    645,84

    647,5

    632,57

    14

    Число Маха

    М1

    t


    Другие статьи по теме

    Расчет ковшового элеватора и выбор его основных элементов
    В данной курсовой работе производится расчет ковшового элеватора и выбор его основных элементов. Расчет состоит из предварительного и уточненного (проверочного) тягового, который производится методом обхода по контуру. Выбор осно ...

    Теплотехнические расчеты вращающейся печи для обжига цементного клинкера по сухому способу
    Создание прогрессивных технологий с минимальными затратами материальных и энергетических средств – одна из главнейшихых задач всех отраслей народного хозяйства, в том числе и строительной индустрии, к которой относится и производ ...

    Главное меню

    • Главная
    • Измерение температур
    • Приборы ночного видения
    • Температурные датчики
    • Привод электродвигателя
    • Схемы управления электродвигателями
    • Эволюция аудиотехники
    • Техническое руководство

    Копирайт 2021 - www.techlead.ru
    top