Технология ремонта турбины

Трещины на фланцах полумуфт и отверстиях под призонные болты в результате воздействия высоких знакопеременных нагрузок, возникающих из-за некачественной центровки роторов.

Трещины в разгрузочных отверстиях дисков.

Термоусталостные повреждения придисковых галтелей и тепловых канавок роторов.

Трещины в шпоночных пазах дисков, работающих в зоне фазового перехода.

Трещины в канавках под дистанционные стопорные кольца насадных деталей ротора.

3.6.2 Ревизия

После выемки роторов производятся следующие типовые операции:

визуальный осмотр ротора с целью выявления видимых механических повреждений и определения объема и методов ремонта;

очистка контрольных поверхностей ротора от продуктов коррозии и отложений (в настоящее время для очистки роторов от окалины, рабочих лопаток от солевых отложений и подготовки элементов роторов к контролю металла начали применятся методы мокрой золоочистки, роторы отмываются под высоким давлением водой с золой) и «пескоструйка» роторов мелкими фракциями песка (размер зерна 0,16...0,55 мм). Эти методы очистки позволяют значительно сократить трудозатраты на очистку деталей турбины и получить чистоту очищенных поверхностей не ниже Рд2,5, достаточную для проведения всех видов неразрушающего контроля, но требуют специальной оснастки и подготовки рабочего места);

механическая очистка от окалины разгрузочных отверстий, придисковых галтелей и ступиц дисков для контроля металла;

очистка от солевых отложений рабочих лопаток;

опиловка механических повреждений входных и выходных кромок рабочих лопаток, подготовка поврежденных мест для контроля на отсутствие трещин;

подготовка входных и выходных кромок рабочих лопаток в зоне фазового перехода для контроля на отсутствие трещин;

зачистка шеек роторов от кольцевых рисок, возникших в процессе эксплуатации (операция производится перед окончательной укладкой ротора в турбину);

* выемка пробок, глушащих осевой канал, подготовка поверхности осевых каналов роторов ВД и СД (турбин с промперегревом) под контроль осевых каналов на отсутствие трещин.

Осмотр осевых каналов роторов выполняется во время капитальных ремонтов турбины в процессе ревизии роторов ВД и СД (турбин с промперегревом пара) в соответствии с требованиями нормативных документов.

Для производства контроля осевого канала из ротора необходимо вынуть пробки, глушащие осевой канал с торцов ротора, зачистить поверхность осевого канала от нагара масла, попавшего в канал, окалины и других отложений до металлического блеска с чистотой поверхности не ниже Рд2,5, и произвести проверку канала не менее чем двумя методами неразрушающего контроля.

Пробки, глушащие осевой канал с торцов ротора, устанавливаются в свои посадочные места с натягом и дополнительно

стопорятся от проворота и выпадания резьбовыми штифтами, резьба которых, в свою очередь, чеканится на торцевой поверхности для предотвращения их отворачивания во время работы. В настоящее время заводы-изготовители рекомендуют дополнительно уплотнять пробки, устанавливаемые в осевой канал для предотвращения попадания масла и обмена воздуха (кислорода) в осевом канале при пусках и остановах турбины, что ограничивает развитие коррозии в осевом канале (собственного, однократного, объема воздуха в осевом канале хватает для образования окисной пленки толщиной менее 0,03 мм).

Для предупреждения образования окисной пленки в осевом канале внутренняя полость ротора должна заполняться инертным газом.

Для продления индивидуального ресурса роторов необходимо выполнять периодическое удаление поврежденного поверхностного слоя металла (накопление повреждений от ползучести и малоцикловой усталости локализовано в поверхностном слое).

Операцию по снятию поверхностного слоя на глубину ~0,5 мм целесообразно выполнять в следующих зонах:

- тепловые канавки концевых, промежуточных и диафрагменных уплотнений;

придисковые галтели;

поверхность осевого канала.

Одновременно с увеличением глубины канавок целесообразно для снижения концентрации напряжений увеличить на соответствующую величину радиусы кривизны их донышек (соответственно увеличивается ширина паза тепловых канавок).

В случае обнаружения дефектов металла в зоне механической обработки, решение по способу устранения дефектов принимается индивидуально, а глубину механической обработки необходимо

согласовать с заводом-изготовителем турбины.

Удаление поверхностного слоя металла на глубину 0,5 мм с поверхности осевого канала производится шлифованием или хонингованием; эти операции освоены большинством специализированных ремонтных организаций и проводятся в условиях станций. Проточка тепловых канавок и придисковых галтелей роторов также может проводится в условиях станций.

При выявлении на поверхности осевого канала поверхностных дефектов, удаление поверхностного слоя в осевых каналах, необходимо производить расточкой осевого канала по всей длине на величину до 2 мм на сторону. Если после расточки на указанную величину дефекты не будут устранены, допускается их выборка расточкой до увеличения диаметра осевого канала до 15 мм.

В настоящее время известны случаи обнаружения в тепловых канавках роторов трещин глубиной до 10 мм, поэтому можно рекомендовать снятие поверхностного слоя металла в тепловых канавках роторов и до исчерпания назначенного ресурса роторов, в зависимости от условий работы турбины и количества пусков и остановов.

3.6.3 Устранение дефектов

Повреждение вала в виде царапин, задиров, рисок (особенно опасны глубокие, идущие вдоль шейки), а также коррозионные повреждения и шероховатости рабочих поверхностей устраняются проточкой с последующей шлифовкой или только шлифовкой в зависимости от величины дефекта и его направления.

Исправление геометрии шеек роторов в условиях станции.

Овальность (сечение в форме овала), «бочкообразность» (диаметр в двух крайних сечениях шейки больше или меньше диаметра среднего сечения) и конусность рабочей поверхности шейки (диаметр с одной стороны по длине шейки больше, а с другой меньше) возникают достаточно редко и являются следствием неравномерности износа шейки вала.

Изменение геометрии шеек роторов определяется путем измерения диаметра вала в трех направлениях под углом в 120° не менее чем в трех поперечных сечениях по длине шейки. Величины овальности, «бочкообразности» и конусности не должны превышать 0,015...0,020 мм.

В случае обнаружения значительных отклонений в геометрии шеек роторов необходимо производить их ремонт.

Ремонт шеек может производиться вручную притиркой поверхности шеек по калибру (притиру) или проточкой. В настоящее время шейки роторов по притиру обычно не исправляются.

Наиболее качественным способом исправления шеек является проточка ротора на токарном станке. Однако, учитывая габариты роторов и отсутствие на многих электростанциях специальных станков, до недавнего времени роторы среднего и низкого давления турбин приходилось отправлять на за вод-изготовитель турбин. Роторы высокого давления по габаритам входят на станок ДИП500 с длинной станиной, которые имеются во многих энергосистемах, поэтому РВД обычно протачивают в условиях электростанций.

Ремонтными и монтажными организациями отработана технология шлифовки шеек роторов на балансировочных станках или в собственных подшипниках. При обработке в собственных подшипниках вращение роторов производится штатным валоповоротом или специально изготовленным приводом. Для обработки шеек роторов на балансировочном станке к нему изготавливается специальный тихоходный привод, который должен обеспечивать плавное вращение ротора со скоростью 20...30 об/мин. Смазка подшипников при вращении ротора осуществляется смесью.

Разборка роторов, частичная или полная, со снятием насадных деталей (муфт, маслоотбойных колец, втулок концевых уплотнений, дисков и других деталей) может быть вызвана их повреждением (в результате задеваний в процессе эксплуатации, трещинообразования в шпоночных пазах и т.д.), необходимостью перелопачиванию ступеней, ослаблением натяга посадочных мест насадных деталей и другими причинами.

Все насадные детали устанавливаются на вал с натягом, поэтому для их снятия необходимы специальные приспособления и предварительный подогрев.

Каждая насадная деталь надежно стопорится на месте установки:

а) от проворота - шпонками или цилиндрическими резьбовыми штифтами; штифты от проворота чеканятся;

б) от смещения в осевом направлении - стопорными кольцами;

в) упорными гайками или резьбовыми штифтами.

В свою очередь, стопорные элементы также закрепляются от смещений: стопорные кольца устанавливаются в расточки следующих дисков; шпонки - стопорными винтами; головки винтов и резьбовые штифты чеканятся от проворота.

Перед разборкой насадных деталей все стопорные винты гаек, колец уплотнительных втулок отворачивают или высверливают.

Разборка насадных деталей ротора может производится как в горизонтальном, так и в вертикальном положении ротора.

Выбор съемных приспособлений зависит от конструкции снимаемой детали и способа разборки ротора.

При разборке роторов в горизонтальном положении применяются приспособления для снятия насадных деталей в горизонтальном положении. Усилия для снятия деталей с вала создаются винтом, гидравлическим масляным домкратом или гайками на стяжных шпильках.

Для снятия дисков роторов могут применяться механические или специальные гидравлические домкраты, которые с одной стороны упираются в снимаемый диск, а с другой стороны в соседний диск. Полумуфты, чаще всего имеющие коническую посадку, снимаются с помощью винтового или гидравлического съемника.

Маслоотбойные и пароотбойные кольца снимаются легкими ударами по ним молотком через медные оправки.

Во избежание перекосов детали в процессе ее снятия съемное приспособление должно иметь не менее трех шпилек; стяжные шпильки должны быть натянуты с одинаковым усилием, а ось винта или домкрата при их установке должна совпадать с осью вала. Для того, чтобы избежать смещения съемного приспособления вниз, его опирают на опору - специальный брусок, заложенный между стяжной шпилькой и валом, или подвешивают на кране. Все детали съемного приспособления должны быть рассчитаны на максимальные усилия, требуемые для снятия детали с вала и зависящие в основном от посадочного натяга и габаритов снимаемой детали.

Нагрев насадных деталей можно производить с помощью ацетиленовых горелок, пропановых или керосиновых огнеметов, индукторов промышленной частоты.

При использовании открытого пламени ацетиленовых горелок, пропановых или керосиновых огнеметов, нагрев детали производится от периферии к центру для уменьшения возникающих при неравномерном прогреве внутренних напряжений в детали и ее коробления. Независимо от конструкции съемного приспособления и способа посадки дисков перед началом нагрева на приспособлении создается предварительный натяг. При нагреве дисков необходимо избегать прогрева вала ротора, это достигается подачей охлаждающей воды в осевой канал ротора, а в случае его отсутствия

- укладкой на открытые части вала влажного асбестового полотна или намоткой шнура (также возможна подача охлаждающей воды на уложенный асбест, при этом необходимо защитить нагреваемый диск от попадания влаги).

При снятии дисков необходимо выполнять ряд требований.

1. Правильный нагрев диска. Нагрев диска производится интенсивно, но равномерно, при этом вал должен оставаться холодным. Нагрев производится с обеих сторон от полотна диска к ступице. Ступицу следует нагревать только после того, как полотно прогрето до температуры, необходимой для ослабления посадочного натяга (ориентировочно температура ослабления натяга определяется при средней величине коэффициента температурного расширения металла 1,1 мм/м на 100°С).

2. Устранение возможных перекосов диска при его движении по посадочной поверхности вала. Для этого усилия от съемного приспособления должны быть равномерными со всех сторон. В ходе движения диска по всей посадочной поверхности вала полезно всегда постукивать по диску свинцовыми кувалдами, удары следует наносить против направления движения.

Если вал нагрелся, а диск не стронулся с места или, тронувшись, остановился по какой-либо причине (заедание, перекос и т.д.), то необходимо остановить работы по снятию насадной детали, дать ротору полностью остыть, а затем, увеличить интенсивность нагрева (например, увеличить количество горелок), повторить операцию. Применение больших усилий для снятия дисков не рекомендуется, так как приведет к повреждению посадочной поверхности вала и диска.

В ходе нагрева и остывания насадных деталей следует избегать резкого и особенно одностороннего нагрева или охлаждения.

В настоящее время все большее распространение получает вертикальный способ разборки и сборки роторов. При этом способе наиболее сложной операцией является кантовка ротора в вертикальное положение, все остальные операции, в том числе снятие и посадка дисков, выполняются значительно легче, чем разборка в горизонтальной плоскости, и кроме того, посадка насадных деталей выполняется со значительно меньшими перекосами.

Перед кантовкой ротора с него снимаются легкие насадные детали: муфты, масляные уплотнения, упорные диски и втулки концевых уплотнений; только затем производится кантовка ротора.

Кантовка ротора в вертикальное положение и обратно, в настоящее время выполняется с помощью специально разработанных приспособлений, состоящих из стоек и хомутов, а окантованный ротор устанавливается полумуфтой на специальную раму.

Кантовка ротора в вертикальное положение является весьма ответственной операцией, должна быть в каждом случае предварительно продумана до мельчайших подробностей и выполнена под наблюдением руководителя ремонта.

Разборка ротора в вертикальном положении. Прежде чем приступить к нагреву и съему деталей с вала, вокруг ротора устанавливают леса. Нагрев насадных деталей производится аналогично нагреву в горизонтальном положении ротора. Снятие насадных деталей производится с помощью мостового крана и съемных приспособлений.

Восстановление посадочного натяга дисков. Выбор способа ремонта для обеспечения необходимого посадочного натяга диска зависит от величины ослабления его посадки, от состояния посадочных поверхностей диска и вала, а также от конструкции диска. Величина натяга насадных деталей на валу определяется заводом-

изготовителем турбин по напряжениям в ступице диска, освобождающему числу оборотов и рабочим условиям (температурам, динамическим усилиям и т.д.).

Величина натяга насадных деталей на валу определяется как разница между фактической величиной диаметра посадочной расточки насадной детали и величиной диаметра посадочного места вала.

Причинами ослабления посадки дисков, как правило, являются:

высокие напряжения, заложенные при расчете натяга;

применение материалов, не соответствующим условиям эксплуатации;

работа турбины при температурах, выше расчетных;

ползучесть материала и релаксация напряжений в посадочных местах дисков, работающих в зонах высоких температур;

разгон турбины выше разрешенной частоты вращения.

Для восстановления натяга чаще всего применяется способ посадки насадных деталей на фольгу; при этом использование фольги толщиной более 0,5 мм затруднительно и не рекомендуется, так как установка фольги толщиной 0,5 мм соответствует величине ослабления натяга 1,0 мм.

При ослаблении посадки детали на посадочных поверхностях образуются выбоины, овальность и конусность, поэтому перед посадкой насадной детали на вал необходимо восстановить посадочные поверхности.

Фольга должна быть калиброванной; ее толщину необходимо тщательно измерить микрометром в нескольких точках. Для лучшего прилегания фольги к валу ее желательно предварительно завальцевать в цилиндрическую поверхность диаметром немного меньшим, чем диаметр посадочного сечения.

Крепление фольги на валу чаще всего производится с помощью

продольной шпонки. Для этого шпонка вынимается, в ней делаются 2...3 пропила шириной 10...15 мм по толщине фольги. Фольга тщательно вымеряется по посадочной поверхности (ширине и длине) и вырезается; в местах пропилов на шпонке выполняются специальные язычки, которые будут обжимать фольгу по валу.

Поверхности вала и фольга натираются чешуйчатым графитом; фольга устанавливается на посадочное место вала и загибается в шпоночный паз. Для более плотного прилегания фольга прогревается паром или отдаленным пламенем автогенной горелки; затем шпонка забивается на место, при этом фольга натягивается и закрепляется на валу.

В настоящее время чаще всего в случае ослабления натяга производится замена дисков.

Сборка роторов. Насадку рабочих дисков и других деталей на вал можно производить как в горизонтальном, так и в вертикальном положениях вала.

При любом способе сборки ротора должны быть обеспечены следующие основные условия:

а) свободная (без принуждений) посадка нагретой детали на свою
посадочную расточку вала;

б) плотное прилегание насаживаемой детали к упору, определяющему
ее аксиальное положение на валу до полного остывания;

в) наличие тепловых зазоров между насаживаемыми деталями,
обеспечивающих тепловые расширения при работе турбины;

г) отсутствие деформации и перекосов насаженных деталей после их остывания.

Насадка деталей на вал при его горизонтальном положении в условиях электростанции производится без какого-либо нажимного приспособления, поэтому деталь при посадке нередко перекашивается и смещается: при этом образуется недопустимый

зазор между насаженными деталями.

При вертикальном методе сборки ротора, детали опускаются краном и «садятся» на свое место под действием собственного веса; при этом возможность смещения или перекоса детали значительно уменьшается.

Независимо от способа посадки насадных деталей ротора в процессе пусковых операций после разгона турбины для настройки бойков автомата безопасности, вибросостояние роторов, прошедших разборку и последующую сборку, как правило, изменяется, поэтому окончательную балансировку валопровода турбины необходимо производить после испытания и настройки бойков безопасности.

Правка валов. Искривление валов при эксплуатации турбин может происходить по следующим причинам:

Неравномерное охлаждение неподвижного ротора после останова турбины. В этом случае нижняя часть ротора охлаждается быстрее, чем часть, находящаяся в верхней половине цилиндра. Из-за этой неравномерности волокна нижней части ротора сокращаются сильнее, чем волокна верхней части, вследствии чего ротор выгибается вверх (при максимальной разнице температур верха и низа искривление ротора достигает максимальной величины). После естественного (равномерного) остывания цилиндров турбины ротор выпрямляется.

Захолаживание поверхности ротора при забросе воды в проточную часть турбины из патрубков отбора пара.

Неравномерный прогрев ротора при прогреве турбины (характерен для турбин, не оборудованных валоповоротным устройством). В этом случае верхняя часть ротора прогревается быстрее, чем часть, находящаяся в нижней половине цилиндра. Ротор также может искривиться из-за попадания в турбину холодного воздуха через концевые уплотнения при включении эжекторов без подачи пара на уплотнения.

Наличие поперечной трещины в теле ротора.

Задевание усов лабиринтовых уплотнений за ротор, вызывающее в свою очередь местный нагрев ротора и его искривление. Причинами задеваний могут быть:

а) неравномерный прогрев фланцев цилиндров при пуске турбины из холодного состояния;

б) стесненные тепловые расширения цилиндров;

в) дефекты пригонки зазоров в лабиринтовых уплотнениях (большая
разница зазоров в вертикальной и горизонтальной плоскостях, пригонка зазоров без учета статического прогиба ротора, отсутствие или неправильная пригонка аксиальных зазоров в уплотнениях.

В результате задевания усов лабиринтовых уплотнений о ротор происходит местный разогрев и появляется прогиб ротора (в случае «жестких» задеваний за уплотнения возможен значительный местный разогрев, возникновение в этой зоне пластических деформаций металла и как следствие остаточный прогиб ротора). Роторы с насадными деталями в значительно меньшей степени подвержены остаточным прогибам в результате задеваний, так как местный нагрев на них чаще всего происходит по насадным деталям.

* Неправильная сборка насадных деталей ротора. В случае посадки насадных деталей ротора без тепловых зазоров в процессе пусковых операций может возникать искривление ротора. Искривление ротора происходит из-за более быстрого, по сравнению с валом прогрева насадных деталей. Такое искривление ротора является временным и обычно исчезает с прогревом вала, но в процессе пуска при его появлении возможно задевание за усы лабиринтовых уплотнений и как следствие возможно дальнейшее
искривление ротора.

В случаях, когда величина остаточного прогиба ротора превышает 0,15 мм, его дальнейшая эксплуатация без устранения прогиба не допускается.

4. Проверочный расчет ЦВД и обоснование выбранных осевых и радиальных зазоров проточной части

4.1 Определение числа ступеней цилиндра и распределение теплоперепада между ними

Расчеты данного пункта выполняются в следующей последовательности:

1. Определяется располагаемый теплоперепад ЦВД.

2. Определяется располагаемый теплоперепад регулирующей ступени.

3. Определяется располагаемый теплоперепад группы нерегулируемых ступеней ЦВД

4. Определение оптимальных располагаемого и адиабатического теплоперепадов нерегулируемых ступеней.

5. Рассчитывается число нерегулируемых ступеней и определяется располагаемый теплоперепад каждой из них.

Данные расчеты производятся по методике изложенной в методических указаниях [1].

Результаты расчетов заносятся в соответствующие таблицы (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5). ремонт турбина цилиндр расчет

4.1.1 Определение располагаемого теплоперепада ЦВД

Располагаемый теплоперепад ЦВД определяется процессом расширения пара от начального состояния перед стопорными клапанами, заданного параметрами P₀, t₀, h₀, и конечным давлением Р₂^ЦВД, определяющим состояние пара за ЦВД на входе в «холодные» нитки промперегрева.

Непосредственному распределению подлежит часть этого теплоперепада, за исключением потерь, связанных с дросселированием пара в стопорном и регулирующем клапанах, а также с потерями давления в выхлопном патрубке.

Результаты расчетов данного пункта сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1. Определение располагаемого теплоперепада ЦВД

№	Наименование величины	Обозн	Размер	Способ определения	Величина
1	2	3	4	5	6
1	Параметры пара перед СК
1.1	Давление	Р0	МПа	задано	12,8
1.2	Температура	t0	0С	задано	485
1.3	Энтальпия	h0	кДж/кг	f(P0,t0)	3447,2
1.4	Удельный объем	v0	м3/кг	f(P0,t0)	0,02663
1.5	Показатель адиабаты	К	-	по рис.	1,264
1.6	Параметр	r	-	(к-1)/к	0,209
1.7	Комплекс	Q	-	(Р0v0103)/r	1631,89
2	Давление пара за цилиндром	P2ЦВД	МПа	принимаем	2,64
3	Отношение давлений для ЦВД	ЦВД	-	Рк/P0	0,206
4	Располагаемый теплоперепад ЦВД	H0ЦВД	кДж/кг	Q0(1-rцвд)	458,36

4.1.2 Предварительное определение располагаемого теплоперепада регулирующей ступени и параметров пара за регулирующей ступенью

Проточная часть данного ЦВД состоит из одновенечной регулирующей ступени и отсека нерегулируемых ступеней, т.е. формула проточной части ЦВД: РС+9нер. Поэтому, прежде всего, необходимо из общего теплоперепада выделить располагаемый теплоперепад РС - Н₀^РС.

Результаты данных расчетов сведены в таблицу 2.2.

Таблица 2.2. Предварительное определение располагаемого теплоперепада регулирующей ступени и параметров пара за регулирующей ступенью

№	Наименование величины	Обозн	Размер	Способ определения	Величина
1	2	3	4	5	6
1	Номинальный расход свежего пара на турбину	G0	кг/с	из расчета схемы ПТУ	181,94
2	Давление пара перед соплами РС	Pc=P/0	МПа	0,95Р0	12,16
3	Средний диаметр РС	Dрсср	м	принимаем	1,10
4	Степень реактивности	ср	-	принимаем	0,05
5	Скоростной коэффициент РС в первом приближении		-	0,96…0,98	0,97
6	Угол выхода потока из сопловой решётки	1Э	град		16,40
7	Дополнительные потери в РС		-	принимаем	0,06
8	Число венцов РС	zрс	шт	принимаем	1
9	Оптимальное значение характеристики РС		-		0,45
10	Оптимальное значение адиабатического теплоперепада РС от состояния перед соплами		кДж/кг		73,92
11	Давление пара за РС, соответствующее		МПа		9,74
12	Отношение давлений		-	/Р0	0,762
13	Оптимальный располагаемый теплоперепад РС		кДж/кг	Q0(1-rрс)	90,52
14	Принятое значение располагаемого теплоперепада РС		кДж/кг	принимаем	90,52
15	Давление пара за РС, соответствующее принятому	Ррс	МПа		9,74
16	Отношение давлений	/рс	-	Ррс/Р/0	0,801
17	Адиабатический теплоперепад РС от состояния перед соплами		кДж/кг		73,92
18	Фиктивная скорость для РС	Сфрс	м/c		384,49
19	Частота вращения ротора турбины	n	1/с	задано	50
20	Окружная скорость на среднем диаметре РС	u	м/c		172,79
21	Характеристическое отношение скоростей для РС	Хфрс	-	u/Сф	0,45
22	Удельный объем свежего пара	v0	м3/кг	по таблице	0,02663
23	Коэффициент Крс-1 для РС	Крс-1	-		0,978
24	Ориентировочное значение относительного КПД ступени		-		0,799
25	Энтальпия пара за РС	hрс	кДж/кг		3388,14
26	Удельный объем пара за РС	vрс	кДж/кг		0,033719

4.1.3 Определение располагаемого теплоперепада группы нерегулируемых ступеней ЦВД

Последовательность определения теплоперепада группы нерегулируемых ступеней ЦВД соответствует таблице 2.3.

Таблица 2.3. Определение располагаемого теплоперепада группы нерегулируемых ступеней ЦВД

№	Наименование величины	Обозн	Размер	Способ определения	Величина
1	2	3	4	5	6
1	Параметры пара на входе в нерегулируемые ступени цилиндра
1.1	Давление	P1рс	МПа	таблица 2.2 п. 15	9,74
1.2	Энтальпия	h1нер	кДж/кг	таблица 2.2 п. 25	3388,14
1.3	Удельный объем	v1нер	м3/кг	таблица 2.2 п. 26	0,033719
1.4	Показатель адиабаты	К1	-	по рис.	1,270
1.5	Параметр	r1	-	(К1-1)/К	0,213
1.6	Комплекс	Q1	кДж/кг	1000(Р1нерv1нер)/r1	1544,74
2	Давление пара за ЦВД	Pк=P2цвд	МПа	из курсового	2,64
3	Скорость пара в выходном патрубке ЦВД	Свых	м/с	40…70	60
4	Давление пара за последней ступенью ЦВД	Рz	МПа	Рк+(Свых/100)2	2,6436
5	Отношение давлений	z	-	Pz/P1нер	0,271
6	Расп. теплоп. нерег. ступен		кДж/кг	Q1(1-zr)	374,03

4.1.4 Определение оптимальных располагаемого и адиабатического теплоперепадов нерегулируемых ступеней (в первом приближении)

В качестве расчетного используется корневое сечение ступеней.

Унификация нерегулируемых ступеней достигается выбором для них одинаковых характеристик в корневом сечении:

1. Одного и тоже диаметра корневого сечения рабочих решеток (постоянство корневого диаметра D_2К.

2. Одинаковой реактивности _к.

3. Одинакового угла выхода _1Э потока из сопловых каналов.

При этом оптимальные значения располагаемых теплоперепадов для всех ступеней получаются одинаковыми.

Расчеты сводятся в таблицу 2.4.

Таблица 2.4. Определение оптимальных располагаемого и адиабатического теплоперепадов нерегулируемых ступеней (в первом приближении)

№	Наименование величины	Обозн	Размер	Способ определения	Величина
1	2	3	4	5	6
1	Корневой диаметр рабочей решетки нерегул. ступеней	D2кнер	м	по таблице	0,810
2	Корневая перекрыша рабочей решетки	lк	мм	принимаем	1
3	Корневой диаметр сопловой решетки нерегул. ступеней	D1кнер	м	D2к+2·10-3lк	0,812
4	Степень реактивности ступеней на корневом диамтре	к	-	по таблице	0,067
5	Скоростной коэффициент сопла для нерегул. ступеней		-	0,96…0,98	0,97
6	Эффективный угол выхода потока из сопловой решетки	1Э	град	по таблице	11
7	Оптимальное значение характеристического отношения скоростей для корневого сечения	Хф,копт	-		0,493
8	Оптимальное значение располагаемого теплоперепада нерегулируемых ступеней (в 1ом приближении)		кДж/кг		33,49
9	Параметры пара за первой нерегулируемой ступенью (в 1ом приближении):
9.1	Энтальпия	h2t(1)	кДж/кг		3354,65
9.2	Давление	P2(1)	МПа		8,786
9.3	Удельный объем	v2t(1)	м3/кг		0,03657
10	Высота сопловой решетки первой нерегулируемой ступени ( 1ое приближении)	l1(1)	м		0,0564
11	Средний диаметр 1ой нерегулируемой ступени	Dср(1)	м	D1кнер+l1(1)	0,8684
12	Комплекс	m	-		1,81
13	Степень реактивности 1ой нерегулируемой ступени на среднем диаметре	ср(1)	-		0,174
14	Коэффициент использования выходной скорости предыдущей ступени для пром. нерегул. ступеней	вс(1)	-	принимаем	1,0
15	Коэффициент К0(j)	К0(j)	-		0,9717
16	Адиабатический теплоперепад промеж. нерегул. ступени (в 1ом приближении)	H0ст	кДж/кг		32,54

4.1.5 Определение числа нерегулируемых ступеней цилиндра и распределение теплоперепада между ними

Результаты расчетов данного пункта сведены в таблицу 2.5.

Таблица 2.5. Определение числа нерегулируемых ступеней в ЦВД с петлевой схемой движения пара в проточной части и распределение теплоперепада между ними

№	Наименование величины	Обозн	Размер	Способ определения	Величина
1	2	3	4	5	6
1	Теплоперепад подлежащий распределению		кДж/кг	таблица 2.3 п.6	374,03
2	Ориентировочное число нерегулируемых ступеней		шт		11
3	Расход пара через 1ую нерегулируемую ступень	G1нер	кг/с	из тепловой схемы	181,94
4	Отбор пара из промежуточн ступени ЦВД	G1отб	кг/с	из тепловой схемы	10,84
5	Расход пара через последнюю ступень ЦВД	Gz	кг/с	G1нер-G1отб	171,096
6	Средний расход пара через отсек нерегулируемых ступеней	Gсрнер	кг/с	0,5(G1нер+Gzнер)	176,518
7	Относительный внутренний КПД нерегулируемых ступеней (ориентировочно)		-	0,85…0,87	0,86
8	Ориентировочное значение энтальпии пара за последней ступенью		кДж/кг		3066,48
9	Удельный объем пара за последней ступенью (ориентировочно)		м3/кг		0,099437
10	Среднее значение удельного объема пара для отсека нерегулируемых ступеней	vср	м3/кг		0,05790
11	Приближенное значение КПД отсека нерегулируемых ступеней		-		0,886
12	Коэффициент	Кт	-	принимаем	0,00048
13	Коэффициент возврата теплоты	qт	-		0,01864
14	Приближенное число нерегулируемых ступеней		шт		11,2
15	Принятое число нерегулируемых ступеней	zнер	шт	округляем	11
16	Сумма коэффициентов	Sк	-	1+(zнер-1)К0(j)	10,717
17	Принятый располагаемый теплоперепад (адиабатический теплоперепад первой) нерегулируемой ступени		кДж/кг		35,55
18	Адиабатический теплоперепад промежуточной ступени	Н0(j)	кДж/кг	К0(j)H0(j)	34,55
19	Оптимальное отношение скоростей, соответствующих принятому теплоперепаду	Хф,копт	-		0,478
20	Уточненное значение степени реактивности в корневом сечении	к	-		0,0637

4.1.6 Предварительный расчет нерегулируемых ступеней

Результаты расчетов данного пункта сведены в таблицу 2.6.

Таблица 2.6. Предварительный расчет нерегулируемых ступеней

№	Наименование	Обозначение	Размер	Номер ступени
				1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	Параметры пара перед ступенью
1.1	Давление	P0(j)	МПа	9,74	8,73	7,83	7,01	6,26	5,58	4,95	4,39	3,88	3,42	3,01
1.2	Энтальпия	h0(j)	кДж/кг	3388,14	3356,65	3326,22	3295,78	3265,35	3234,91	3204,48	3174,05	3143,61	3109,07	3074,52
1.3	Удельный объем	v0(j)	м3/кг	0,03372	0,03686	0,04027	0,04407	0,04834	0,05297	0,05855	0,06464	0,07154	0,07938	0,08801
1.4	Показ. адиабаты	K	-	1,271	1,271	1,271	1,271	1,271	1,271	1,271	1,271	1,271	1,271	1,271
1.5	Параметр	r	-	0,213	0,213	0,213	0,213	0,213	0,213	0,213	0,213	0,213	0,213	0,213
1.6	Комплекс	Q	-	1540,25	1508,94	1478,81	1448,84	1419,03	1385,12	1360,04	1330,91	1302,08	1273,60	1241,17
2	Располагаемый теплоперепад ступени		кДж/кг	35,55	35,55	35,55	35,55	35,55	35,55	35,55	35,55	35,55	35,55	35,55
3	Угол выхода потока из соплов. решетки	1Э	град	11,0	11	11	11	11	11	11	11	11	11	11
4	Скоростной коэффициент сопла		-	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97
5	Коэффициент использования выходной скорости		-	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1

Продолжение таблицы 2.6

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
7	Адиабатический теплоперепад ступени	H0(j)	кДж/кг	35,55	34,55	34,55	34,55	34,55	34,55	34,55	34,55	34,55	34,55	34,55
8	Давление пара за ступенью	P2(j)	МПа	8,729	7,831	7,009	6,259	5,576	4,953	4,390	3,881	3,421	3,007	2,634
9	Энтальпия пара за ступенью при теор. проц. расш	h2t(j)	кДж/кг	3352,59	3322,11	3291,67	3261,24	3230,80	3200,37	3169,94	3139,50	3109,07	3074,52	3039,98
10	Уд. объем пара за ступенью	v2t(j)	м3/кг	0,03675	0,04015	0,04394	0,04819	0,05297	0,05836	0,06443	0,07130	0,07911	0,08770	0,09753
11	Частота вращения	n	c-1	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50
12	Расход пара через ступень	G0(j)	кг/с	181,94	181,94	181,94	181,94	181,94	181,94	181,94	181,94	181,94	181,94	181,94
13	Степень реактивности в корневом диаметре	к	-	0,064	0,064	0,064	0,064	0,064	0,064	0,064	0,064	0,064	0,064	0,064
14	Корневой диаметр решетк	D2к(j)	м	0,810	0,810	0,810	0,810	0,810	0,810	0,810	0,810	0,810	0,810	0,810
15	Корневая перекрыша рабочей решетк	lк(j)	м	0,0015	0,0015	0,0015	0,0015	0,0015	0,0015	0,0015	0,0015	0,0015	0,0015	0,0015
16	Корневой диаметр сопловой решеткой	D1к(j)	м	0,812	0,812	0,812	0,812	0,812	0,812	0,812	0,812	0,812	0,812	0,812
17	Высота сопловой решетки (1оеприближен.)		м	0,0565	0,0617	0,0676	0,0741	0,0814	0,0897	0,0991	0,1096	0,1216	0,1348<...

Подобные документы

• Процесс разборки узлов проточной части турбины высокого давления

  Принцип работы и технические характеристики газотурбинной установки ГТК-25ИР. Демонтаж верхней и нижней половины соплового аппарата ступени турбины высокого давления. Разборка подшипников ротора и соплового аппарата. Разлопачивание диска турбины.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 24.07.2015
  

• Ремонт диафрагм и обойм

  Описание принципиального устройства диафрагмы, типы, материалы для изготовления и конструкции. Способы крепления направляющих лопаток в наборных диафрагмах. Обзор характерных дефектов диафрагм и обойм основные причины их появления, технология ремонта.
  
  курсовая работа [4,8 M], добавлен 17.07.2011
  

• Тепловой расчет паровой турбины

  Методы теплового расчета турбины, выполняемого с целью определения основных размеров и характеристик проточной части: числа и диаметров ступеней, высот их сопловых и рабочих решеток и типов профилей, КПД ступеней, отдельных цилиндров и турбины в целом.
  
  курсовая работа [2,9 M], добавлен 01.01.2011
  

• Технология ремонта втулки цилиндра дизеля тепловоза 2М62

  Конструкция и условия работы цилиндровой втулки. Дефектная ведомость ремонта втулки цилиндра дизеля тепловоза. Общие требования к объему работ согласно правилам ремонта. Разработка технологических документов процесса. Организация рабочего места мастера.
  
  курсовая работа [117,0 K], добавлен 23.01.2016
  

• Технология восстановительного ремонта и диагностики мостиков трубной решетки барабанов котлов высокого давления

  Период эксплуатации барабанов котлов высокого давления. Пример восстановительного ремонта поврежденных мостиков трубной решетки. Удаление дефектного металла, наплавка модулированным током при предварительной и сопутствующей термической обработке.
  
  статья [605,1 K], добавлен 08.10.2013
  

• Расчет турбины утилизационного турбогенератора

  Понятие и характеристика паровой турбины. Особенности конструкции и предназначение паровой турбины. Анализ расчета внутренних потерь и схемы работы теплофикационной турбины и последовательность расчета ступеней давления. Эксплуатация турбинной установки.
  
  курсовая работа [696,1 K], добавлен 25.03.2012
  

• Турбовальный двигатель для транспортного вертолета с мощностью 8800 кВт

  Термогазодинамический расчет двигателя. Согласование работы компрессора и турбины. Газодинамический расчет осевой турбины на ЭВМ. Профилирование рабочих лопаток турбины высокого давления. Описание конструкции двигателя, расчет на прочность диска турбины.
  
  дипломная работа [3,5 M], добавлен 22.01.2012
  

• Организация ремонта электрооборудования

  Организация и планирование ремонта и эксплуатации основных фондов на промышленных предприятиях. Основные методы ремонта оборудования в химической промышленности: узловой и агрегатный. Расчет стоимости материалов, запасных частей, необходимых для ремонта.
  
  контрольная работа [404,4 K], добавлен 07.02.2011
  

• Организация проведения технического обслуживания и ремонта фрикционного пресса 4КФ–200

  Расчет основных параметров фрикционного пресса 4КФ–200. Расчет валов и подбор подшипников. Расчет и подбор муфт и шпонок. Виды и содержание ремонтов оборудования. Организация и технология проведения капитального ремонта. Сетевой график ремонта машины.
  
  дипломная работа [2,2 M], добавлен 25.06.2012
  

• Технология ремонта и организация работы участка по ремонту колесной пары локомотива

  Взаимодействие подвижного состава и пути, неисправности и технология ремонта. Определение количества оборудования , необходимого для выполнения годового плана осмотра и ремонта. Расчет годовой суммы амортизации оборудования установленного на участке.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.06.2020
  

• Расчет и профилирование проточной части винтовентиляторного двигателя

  Профилирование лопатки первой ступени турбины высокого давления. Расчет и построение решеток профилей дозвукового осевого компрессора. Профилирование решеток профилей рабочего колеса по радиусу. Расчет и построение решеток профилей РК турбины на ПЭВМ.
  
  курсовая работа [2,5 M], добавлен 04.02.2012
  

• Расчет и профилирование проточной части компрессора воздушно-реактивного двигателя

  Расчет параметров потока и построение решеток профилей ступени компрессора и турбины. Профилирование камеры сгорания, реактивного сопла проектируемого двигателя и решеток профилей рабочего колеса турбины высокого давления. Построение профилей лопаток.
  
  курсовая работа [1,8 M], добавлен 27.02.2012
  

• Расчет турбины турбореактивного двухконтурного двигателя на базе АЛ–31Ф

  Термогазодинамический расчет двигателя, выбор и обоснование параметров. Согласование параметров компрессора и турбины. Газодинамический расчет турбины и профилирование лопаток РК первой ступени турбины на ЭВМ. Расчет замка лопатки турбины на прочность.
  
  дипломная работа [1,7 M], добавлен 12.03.2012
  

• Технология вагоностроения и ремонта вагонов

  Установление технологического маршрута и последовательности выполнения операций. Технология ремонта предохранителя. Расчёт и подбор оборудования для участка. Техническое описание оборудования и режимов его работы. Расчёт потребного контингента участка.
  
  курсовая работа [163,3 K], добавлен 12.07.2013
  

• Расчет паровой турбины К-50-8,8 для привода электрогенератора

  Разработка конструкции и построение одноцилиндровой однопоточной турбины высокого давления типа ВК-50-1. Расчет двухвенечной регулирующей ступени и располагаемые теплоперепады в ее решетках. Каталог профилей лопаток и вычисление опорного подшипника.
  
  курсовая работа [3,6 M], добавлен 28.04.2011
  

• Охлаждение лопатки турбины высокого давления

  Рабочая лопатка 1-й ступени турбины газогенератора как объект исследования, описание ее конструкции. Создание сетки конечных элементов. Расчет показателей граничных условий теплообмена, температурного поля, термонапряженного состояния и его оптимизации.
  
  курсовая работа [986,7 K], добавлен 21.01.2012
  

• Расчет основных узлов газотурбинного двигателя

  Профилирование ступени турбины высокого давления, газодинамический расчет. Проектирование камеры сгорания и выходного устройства; построение треугольников скоростей и решеток профилей турбины в межвенцовых зазорах на внутреннем и наружных диаметрах.
  
  курсовая работа [615,0 K], добавлен 12.03.2012
  

• Блок контроля и управления скоростью турбины

  Выбор частоты вращения, числа валов и цилиндров турбины. Миниатюризация блока контроля и управления скоростью вращения турбины. Описание схемы электрической структурной и принципиальной. Расчет стабилизатора напряжения. Алгоритм работы программы.
  
  дипломная работа [514,0 K], добавлен 30.06.2012
  

• Технология и оборудование предприятия ремонта бытовой РЭА

  Общие требования к проектированию предприятий ремонта бытовой РЭА. Расчет штатного состава радиомехаников в цехе стационарного ремонта. Требования к средствам производственного оснащения. Порядок приема аппаратуры в ремонт. Выдача аппарата заказчику.
  
  курсовая работа [80,4 K], добавлен 28.10.2011
  

• Процесс работы газотурбинного двигателя

  Проектирование рабочего процесса газотурбинных двигателей и особенности газодинамического расчета узлов: компрессора и турбины. Элементы термогазодинамического расчета двухвального термореактивного двигателя. Компрессоры высокого и низкого давления.
  
  контрольная работа [907,7 K], добавлен 24.12.2010
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам