Проектирование стационарной паровой турбины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Характеристики и краткое описание турбины ПТ-60/75-130/13

Турбина ПТ-60/75-130/13 номинальной мощностью 60 МВт, с двумя отборами пара спроектирована на начальные параметры пара 12,75 МПа и 565⁰С и частоту вращения 50 1/c. При номинальной мощности и нулевом отопительном отборе производственный отбор можно увеличить до 69,4 кг/с. Наоборот, при нулевом производственном отборе и номинальной мощности отопительный отбор можно увеличить до 33,3кг/с.

От стопорного клапана пар подводится четырём регулирующим клапанам установленным на корпусе ЦВД турбины. Турбина имеет комбинированное парораспределение: при небольших расходах пара через ЦВД пар подводится последовательно через четыре группы сопл к регулирующей ступени, а для перегрузки обводной внутренний клапан увеличивает расход через последние 13 ступеней ЦВД.

Пар из ЦВД подводится по четырём трубам к регулирующим клапанам, установленным непосредственно на корпусе ЦНД. Парораспределение ЦНД (вернее ЧСД ЦНД) - сопловое. Проточная часть ЧСД состоит из регулирующей ступени, к которой подаётся пар из четырёх сопловых коробок, и восьми нерегулируемых ступеней.

Поддержание давления пара в отопительном отборе осуществляется поворотной двухъярусной диафрагмой. Часть низкого давления включает четыре ступени.

Регенеративная система турбины имеет четыре ПНД, деаэратор и три ПВД, температура питательной воды за которыми при номинальном режиме составляет 247⁰ С.

Валопровод турбоагрегата состоит из роторов ЦВД, ЦНД и генератора. Каждый из роторов турбины опирается на свои подшипники, причём передний подшипник каждого из них является комбинированным опорно-упорным подшипником, а задний - опорным. Таким образом, валопровод имеет два упорных подшипника. Поэтому роторы турбины соединяются гибкой муфтой. Роторы генератора и турбины соединяются полугибкой муфтой.

Ротор ЦВД - цельнокованый.

Корпус ЦВД отлит из хромомолибденовой стали. На его крышке расположен перегрузочный обводной (внутренний) клапан. Из нижней части ЦВД предусмотрено два отбора на ПВД (третий отбор производится из паропровода за ЦВД).

Ротор ЦНД - комбинированный: диски ЧСД откованы заодно с валом, а диски ЧНД - насадные. Для разгрузки подшипников от осевого усилия в передней части выполнен разгрузочный диск.

Корпус ЦНД, кроме горизонтального, имеет вертикальный разъём: передняя часть - литая, задняя - сварная. Диафрагмы всех ступеней ЦВД и ЦНД установлены в обоймах, пространство между которыми использовано для размещения патрубков отбора.

Проектировочный расчет турбины

Предварительный тепловой расчет турбины

Диаграмма процесса расширения в турбине

В ходе расчета было принято допущение, что рассчитываемая турбина, является одноцилиндровой. Но на практике выполнение одноцилиндровой турбины для стационарных ТЭЦ является нерациональным, так как общий теплоперепад достаточно большой, что требует использование многих ступеней. При этом если выполнить турбину в одном цилиндре, то потребуется очень длинный ротор с большими расстояниями между опорными подшипниками. Ротор будет гибким и его вибрационные характеристики будут неудовлетворительными. Поэтому применяют многоцилиндровые турбины. Роторы цилиндров имеют умеренную длину и опираются на свои подшипники.

Применение многоступенчатых турбин приводит к повышению их КПД по следующим причинам:

1. В каждой ступени может быть выдержано наивыгоднейшее значение характеристик, обеспечивающих получение максимального окружного КПД,

2. Небольшие теплоперепады в каждой ступени позволяют применять сходящиеся сопла, имеющие меньшие потери, более простые в технологическом отношении и работающие устойчиво на переменных режимах,

3. Выходная скорость из каждой ступени (кроме последней) не является потерянной, а может быть использована в последующей ступени, повышая тем самым общий КПД турбины,

4. Наличие потерь энергии в данной ступени частично компенсируется увеличением действительных располагаемых теплоперепадов следующих ступеней за счет "возвращенного тепла", что также повышает общий КПД турбины.

Конструкция корпусов ЦВД и турбины зависит от основных факторов: начальных параметров и предполагаемого режима эксплуатации. Для турбин на умеренные параметры пара корпус ЦВД выполняют одностенным. В такой конструкции на стенку корпуса действует разность давления турбины и атмосферы. В большинстве случаев одностенные корпуса принимают для ЦСД. С повышение начальных параметров использование одностенной конструкции нерационально, так как для обеспечения плотности фланцевые соединения приходится выполнять очень громоздкими, а это затрудняет свободное тепловое расширения вслед за ротором при быстрых изменения режима работы и увеличивает температурное напряжение во фланцах. В таких случая корпус выполняют двухстенным. В нем на каждый из корпусов действует только часть разности давлений. Это позволяет выполнить его с тонкими стенками и легкими фланцами. Кроме того, двухстенная конструкция позволяет локализовать во внутреннем корпусе зону высоких температур, а внешний корпус выполнить из более дешевых материалов.

Определения профиля рабочих и сопловых решеток является основной задачей курсового проект. Конструкция простейшей рабочей лопатки приведена на рис.

Рис. Конструкция простейшей рабочей лопатки

Лопатка состоит из профильной рабочей части (пера) 2 и хвостиком 4. Установленные с равным шагом лопатки образуют рабочие каналы, как показано на рис.2. Хвостики служат для крепление лопаток на диске. На торце рабочей части выполняют шип 1. На группу лопаток надевается бандажная лента 3, в которой выполняются отверстия с шагом и формой соответствующими шипам 1 на лопатках, установленных на диске.

Основным типом турбин в настоящее время являются осевые турбины. Основным элементом турбины, в котором происходит преобразование энергий потока пара или газа, является проточная часть.

Проточная часть состоит из неподвижных и подвижных решеток профилей.

К неподвижным решеткам профилей относятся сопловая решетка и направляющая решетка (для турбин с венцами скорости); к подвижным - рабочая решетка.

Кромки профиля со стороны набегания потока именуются входными кромками, а со стороны выхода потока - выходными. Линия, касательная к входным кромкам называется линией переднего фронта, а касательная к выходным кромкам - линией заднего фронта. Основные геометрические и режимные характеристики показаны на рис. 1, 2, 3 и 4.

Геометрические размеры решетки:

В - ширина решетки (расстояние между линиями переднего и заднего фронта),

t - шаг решетки,

b - хорда профиля (расстояние между перпендикулярами к линии, касательной к входной и выходной кромкам профиля, как бы "зажимающими" профиль)

a'_c; a'_л - ширина канала на выходе,

С- высота решетки в выходном сечении,

- толщина выходной кромки профиля,