Расчет проточной части турбины ТР-70-1,6

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Забайкальский государственный университет»

(ФГБОУ ВО «ЗабГУ»)

Факультет: Энергетический

Кафедра: Тепловых электрических станций

Курсовой проект

по дисциплине: «Турбины тепловых и атомных электрических станций»

Расчет проточной части турбины ТР-70-1,6

Выполнил:

Студент гр. ТЭС-16

Кузькина А.Е.

Проверил:

Сафронов П.Г.

Чита

2019



Содержание

пар турбина веерность

Введение

1. Технические характеристики турбоустановки ТР-70-1,6

2. Выбор основных конструктивных решений

3. Построение процесса расширения на h-s диаграмме

4. Определение расхода пара на турбину

5. Разбитие теплоперепадов по ступеням турбины

6. Расчет первой нерегулируемой ступени

7. Расчет последующих нерегулируемых ступеней

8. Расчет ступени большой веерности

9. Расчет переменного режима работы

10. Расчет на прочность лопаток турбин

Заключение

Список использованных источников

Приложение 1



Введение

В условиях спада производства некоторые турбины или остановлены, или работают с ограниченным расходом свежего пара, вследствие чего возникает дефицит электроэнергии.

В то же время на ряде ТЭЦ имеется потребность не только в выработке электроэнергии, но и в отпуске тепла для нужд теплофикации.

При наличии на ТЭЦ двух турбин Р-100 и полном отсутствии потребления технологического пара, что связано с их остановкой, целесообразно одну из них демонтировать, а вместо нее установить турбину ТР-70-16, которая позволяет полностью использовать пар выхлопа предвключенной турбины Р-100.

При начальных параметрах пара перед турбиной Р-100 130 кгс/см², 555°С и максимальном расходе пара 760 т/ч, номинальном давлении 1,0 кгс/см² за турбиной ТР-70-16, суммарная электрическая мощность обеих турбин составляет около 170 МВт, а тепловая нагрузка - около 300 Гкал/ч.



1. Технические характеристики турбоустановки ТР-70-1,6

Паровая турбина мятого пара с противодавлением ТР-70-1,6 производственного объединения «Уральский турбинный завод» (УТЗ) предназначена для использования пара из выхлопа предвключенной турбины Р-100 для нужд теплового потребителя, а также для привода электрического генератора ТВФ-100-2 с частотой вращения 50 Гц.

Номинальные значения турбины приведены в таблице 1.

Таблица 1. Номинальные значения основных параметров турбины

Наименование	ТР-70-16
Номинальные начальные параметры пара:
давление, кгс/см2	16
температура, °С	285
Номинальные:
расход свежего пара, т/ч	650
мощность, МВт	70
тепловая нагрузка, Гкал/ч	300
Регулируемое давление в отопительном отборе (за турбиной), кгс/см2:
номинальное	1,0
диапазон	0,6-2,5
Длина лопатки последней ступени, мм	370
Число ступеней в турбине	7
Расстояние между опорами, мм	5130
Количество цилиндров	1
Количество подогревателей низкого давления	2
Тип подогревателя сетевой воды	ПСГ-4900
Характеристики ПСГ:- поверхность теплообмена, м2	4900
- расход воды, м3/ч	8000
- давление по воде, кгс/см2	11,4

Турбина имеет регенеративный подогрев, который осуществляется в двух ПНД за счет отборов пара из турбины (см. рис. 1)



Рисунок 1. Принципиальная тепловая схема турбины ТР-70-1,6

Данные по регенеративным отборам приведены в таблице 2.

Таблица 2. Характеристики отборов

Тип турбины	Номер отбора	Подогреватель	Давление, МПа	Температура, °С	Расход, т/ч
ТР-70-1,6	1	П2	0,584	185	31,6
	2	П1	0,285	132	33

Конструкция турбины. Турбина ТР-70-16 может быть создана на базе ЦСД турбины Т-185/220-130-2. Для установки ее на фундамент турбины Р-100 из ЦСД исключены ступени 21-22, расположенные между камерами верхнего и нижнего отопительных отборов, сокращена длина ЦСД, что позволило уменьшить не только длину, но и габариты выхлопной части.

Турбина ТР-70-16 имеет 7 ступеней давления, которые полностью унифицированы со ступенями 14-20 турбины Т-185/220-130-2. Диски ступеней 1-4 откованы заодно с валом, диски ступеней 5-7 - насадные. Рабочие лопатки всех ступеней обандажены и снабжены уплотнениями радиального типа.

Цилиндр выполнен сварно-литым: с литой паровпускной частью, унифицированной с литой частью ЦСД турбины Т-185, и сварной выхлопной частью, которые соединены между собой вертикальными фланцами.

Узлы системы регулирования турбины, ее защиты, опорный и опорно-упорный вкладыши смонтированы в корпусе переднего подшипника. Валоповоротное устройство размещено на крышке заднего подшипника.

Подвод пара к турбине осуществляется четырьмя трубопроводами диаметром 400 мм от двух отдельно стоящих стопорно - регулирующих клапанов (СРК). Из литой части турбины выполнены отборы пара к двум ГЩЦ. Отбор пара к ПСГ осуществлен из выхлопа турбины.

В турбине предусмотрен одноступенчатый подогрев сетевой воды с применением для этих целей ПСГ-4900 с поверхностью теплообмена 4900 м², расходом сетевой воды до 8000 м³/ч и давлением по воде до 11,4 кгс/см².

Для ТР-70-16 могут быть использованы генератор, маслобак с маслоохладителями, сальниковый подогреватель, эжектор подогревателя сальникового и уплотнений демонтированной турбины Р-100.

Турбина ТР-70-16 может питаться как от станционного коллектора, так и непосредственно от выхлопа турбины Р-100.

Описание тепловой схемы турбины. Пар к турбине подводится от ЗРК 1 и после расширения в ступенях давления поступает к ПСГ-1. Система регенерации состоит из П 1, пар на который отбирается после пятой ступени, и П 2, пар на который отбирается после третьей ступени. Конденсат греющего пара П 2 каскадно сливается в П 1, откуда насосом подается в систему регенерации перед П 2. Конденсат греющего пара ПСГ-1 насосом прокачивается через систему регенерации в деаэратор ТЭЦ.

Турбина имеет развитую систему концевых уплотнений. Пар из первой камеры переднего концевого уплотнения (ПУ) отводится в трубопровод отбора пара на П 2, из 2-ой - в сальниковый подогреватель (СП). В предпоследнюю камеру ПУ осуществлен. подвод пара из коллектора уплотнений 2, который питается сухим насыщенным паром из деаэратора высокого давления. Паровоздушная смесь из последней камеры ПУ отсасывается в ЭУ.

Наличие отсоса пара на СП способствует уменьшению количества тепла, передаваемого на передний подшипник турбины.

Заднее концевое уплотнение (ЗУ) состоит из двух камер. В первую камеру осуществляется подвод пара из коллектора уплотнений 2 на режимах пуска, останова турбины и на режимах работы турбины при давлении отработавшего пара ниже атмосферного. На режимах работы турбины с избыточным давлением отработавшего пара пар из 1-ой камеры ЗУ поступает в коллектор 2, уменьшая общий расход пара из него. Паровоздушная смесь из последней камеры ЗУ отсасывается в ЭУ.

СП и ЭУ охлаждается или химически очищенной водой, или технической водой. В качестве рабочего пара ЭУ используется сухой насыщенной пар из деаэратора Д6, или коллектора ТЭЦ, температура пара которого не выше 330 °С. Конденсат греющего пара СП и ЭУ отводится в бак низких точек (БНТ). На схеме не показан имеющийся в ряде турбин эжектор отсоса СП.

2. Выбор основных конструктивных решений

Для приключенной турбины с противодавлением, поскольку мощность сравнительно не большая, выбираем дроссельное парораспределение.

Число дроссельных клапанов выбираем из следующих соображений: чем больше будет клапанов, тем меньше будет сказываться отрицательный эффект от дросселирования, так как через каждый клапан проходит меньшее количество пара. Но, с другой стороны, при этом усложняется и удорожается конструкция головной части турбины. Поэтому турбину выполняем с четырьмя дроссельными клапанами. Клапаны выполняем с одинаковой пропускной способностью, что проще с конструктивной точки зрения.

В задании на курсовой проект заданы число отборов, давления и относительные расходы пара в отборы. В соответствии с заданием и тепловой схемой прототипа составляем расчетную схему турбины (рис. 2).

Рисунок 2. Расчетная схема турбины

3. Построение процесса расширения на h-s диаграмме

Все расчеты, необходимые для построения процесса расширения пара в турбине сведены с в таблицу 3.

Таблица 3. Построение процесса расширения

Показатель	Обозначение	Размерность	Формула, обоснование	Расчет	Значение
1	2	3	4	5	6
Начальное давление пара	Po	МПа	Исходные данные	-	1,6
Начальная температура	to	°C	Исходные данные	-	285
Энтальпия свежего пара	ho	кДж/кг	[2]	-	3001,622
Давление перед первой ступенью	Po`	МПа	Po`= 0,95Po стр. 48 [1]	0,95*1,6	1,52
Энтальпия перед первой ступенью	ho`	кДж/кг	ho`= ho	-	3001,622
Конечное давление	Рк	МПа	Исходные данные	-	0,098
Теоретическая конечная энтальпия	hkt	кДж/кг	[2]	-	2473,425
Располагаемый теплоперепад	Ho	кДж/кг	Ho = ho - hkt	3001,622 - 2473,425	528,196
Давление на выходе из последней ступени	Рк`	МПа	Pk`= 1,02*Pk стр. 48 [1]	1,02*0,098	0,0999
Энтальпия на выходе из последней ступени	hkt`	кДж/кг	[2]	-	2476,482
Располагаемый телоперепад с учетом потерь давления	Ho`	кДж/кг	ho-hkt`	3001,622 - 2476,482	525,139
Относительный внутренний КПД	зoi	-	стр.7 [3]	-	0,85
Предполагаемый используемый теплоперепад	Hi	кДж/кг	Ho`зoi	525,139*0,85	446,368
Действительная конечная энтальпия	hk	кДж/кг	ho - Hi	3001,622 - 446,368	2555,253

Рисунок 3. Процесс расширения пара в h-s диаграмме



4. Определение расхода пара на турбину

Все расчеты по определению расхода пара на турбину сведены в таблицу 4.

Таблица 4. Определение расхода пара на турбину

Показатель	Обоз-на-чение	Размер-ность	Формула, обоснование	Расчет	Значе-ние
1	2	3	4	5	6
Электрическая мощность	Nэ	кВт	Исходные данные	-	70000
Располагаемый теплоперепад	Но	кДж/кг	Табл. 3	-	528,196
Относительный внутренний КПД	зoi	-	Табл. 3	-	0,85
Механический КПД	зм	-	1 - (ДNм/Ni) стр. 55 [1]	1 - 0,002	0,998
КПД электро-генератора ТВФ-100-2	зг	-	табл. 7.2, стр. 56 [1]	-	0,987
Коэффициент регенерации	Кр	-	табл. 7.2, стр. 56 [1]	-	1,0501
Расход пара на турбину	Go	кг/с			166,21

5. Разбитие теплоперепадов по ступеням турбины

Все расчеты, необходимые для разбития теплоперепада по ступеням турбины сведены в таблицу 5.



Таблица 5. Параметры ступеней

Показатель	Обозна-чение	Размер-ность	Формула, обоснование	Расчет	Значе-ние
1	2	3	4	5	6
Расход пара	Go	кг/с	Табл. 3	-	166,21
Расход пара за вычетом отборов	Gz	кг/с		166,218-17,944	148,273
Угол выхода потока из сопел первой ступени	а1	град.	Принимаем стр. 73 [1]	-	14
Коэффициент расхода сопловой решетки первой ступени	м1	-	Принимаем стр. 69 [1]	-	0,97
Степень реактивности ступени	с	-	Принимаем стр. 59 [1]	-	0,05
Коэффициент скорости сопловой решетки	?	-	Принимаем стр. 60 [1]	-	0,95
Отношение скоростей первой ступени	х1	-	Принимаем стр. 73 [1]	-	0,55
Отношение скоростей последней ступени	xz	-	Принимаем стр. 75 [1]	-	0,65
Средний диаметр первой ступени	d1	м	Исходные данные	-	1,157
Теплоперепад в сопловой решетке первой ступени	Нос	кДж/кг	стр. 75 [1]		51,709
Давление пара за соплами первой ступени	Р1	МПа	[2]	-	1,28
Удельный объем за соплами при адиабатном течении	v1	м3 /кг	f(P1) [2]	-	0,181
Располагаемый теплоперепад ступеней	Но	кДж/кг	Ho = ho-hz	3001,622 - 2473,425	528,196
Количество ступеней	z	шт.	Исходные данные	-	7
Веерность последней ступени	?	-	? = dz/lz	1,375/0,371	3,7

Разбитие теплоперепада произведем с помощью программы MAXa.exe. Результаты расчета сведены в таблицу 6.

Таблица 6. Разбитие теплоперепада

Номер ступени	Диаметр ступени, м	Отношение скоростей	Предварительный теплоперепад, кДж/кг	Окончательный теплоперепад, кДж/кг
1	1,157	0,550	54,43	59,05
2	1,1933	0,567	56,66	61,28
3	1,2296	0,583	62,97	67,59
4	1,2659	0,600	70,22	74,85
5	1,3022	0,617	78,56	83,18
6	1,3385	0,633	88,15	92,78
7	1,375	0,650	99,19	103,8
Сумма			510,2	542,5

Изменение теплоперепадов, отношений скоростей и диаметров ступеней от ступени к ступени показано на рис. 4.

Рисунок 4



6. Расчет первой нерегулируемой ступени

Исходные данные для расчета 1 нерегулируемой ступени:

Go = 166, 218 кг/с

Ро = 1,52 МПа.

to = 283,918 °C

ho = 3001,622 кДж/кг

So = 6,849 кДж/кгК

Vo = 0,1618 м³ /кг

Со = 0 м/с

d = 1,157 м

1. Окружная скорость на среднем диаметре:

2. Принимаем степень реактивности на среднем диаметре с = 0,05.

3. Располагаемый перепад энтальпий на ступень Но = 59,05 кДж/кг

Располагаемый теплоперепад по параметрам торможения:

Перепад энтальпий на сопловую решетку:

Перепад энтальпий на рабочую решетку:



4. Оптимальное отношение скоростей U/Cф:

5. Теоретическая скорость выхода пара из сопел:

6. Предварительно принимаем коэффициент расхода в соплах м1`=0,97 стр. 69 [1]

Предварительная выходная площадь сопловой решетки:

7. Предварительная выходная высота сопловой решетки:

8. Скорость звука:

Число Маха:



По числу Маха и углу выхода из табл. 9.1, стр. 62 [1] выбираем профиль сопловой решетки С-90-12А. Хорду профиля принимаем 0,1 м.

По рис. 9.1, стр. 63 [1] уточняем коэффициент расхода м1`= 0,98.

9. Уточняем значения выходной площади и длины сопловой решетки

10. Из табл. 9.1, стр. 62 [1] выбираем относительный шаг решетки и определяем число сопловых лопаток:

11. Действительная скорость на выходе из сопловой решетки:

Коэффициент скорости выбираем по рис. 9.2, стр. 63 [1].

12. Относительная скорость входа пара в рабочую решетку:



Угол направления скорости w1:

13. Теоретическая относительная скорость выхода пара из рабочей решетки:

14. Потери энергии в соплах:

15. Предварительно принимаем коэффициент расхода м2`= 0,95 стр. 70 [1]

Находим предварительную выходную площадь рабочей решетки:

16. Высота рабочей решетки:

Величину перекрыши принимаем 6 мм, стр. 61 [1]

17. Эффективный угол выхода из рабочей решетки:



Число Маха:

18. По числу Маха и углу выхода из табл. 9.1, стр.62 [1] выбираем профиль рабочей решетки Р-35-25А. Хорда профиля 0,06 м, относительный шаг решетки .

19. Определяем число рабочих лопаток:

20. Коэффициент расхода м2 = 0,958 принимаем по рис. 9.2, стр. 63 [1].

Уточняем выходную площадь рабочей решетки:

21. Действительная скорость выхода пара из рабочей решетки:

Коэффициент скорости определен по рис. 9.2, стр. 63 [1].

22. Абсолютная скорость выхода пара из ступени:



Угол направления скорости С2:

23. Потери энергии в рабочей решетке:

Потери энергии с выходной скоростью:

24. Располагаемая энергия ступени

Здесь

25. Относительный лопаточный КПД:



26. Мощность на лопатках ступени:

Находим мощность на лопатках ступени по формуле:

27. Относительные потери на трение:

Абсолютные потери на трение:

Ктр принимаем по стр. 65 [1].

Относительные потери от утечек через диафрагменные уплотнения:

Ку, му, z принимаем по стр. 65 [1].

Относительные потери от утечек по бандажу:



Cуммарные потери от утечек:

28. Использованный теплоперепад:

29. Внутренний относительный КПД ступени:

30. Внутренняя мощность ступени:

7. Расчет последующих нерегулируемых ступеней

Аналогично расчету первой нерегулируемой ступени проведем расчет остальных ступеней турбины. Результаты расчетов сведены в таблицу 7.

Таблица 7. Расчет нерегулируемых ступеней

Величина	Обозначение	Размерность	Номер ступени
			1	2	3	4	5	6	7
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Расход пара	G0	кг/с	166,21	166,218	166,21	157,44	157,44	148,27	148,27
Давление перед сутпенью	Po	МПа	1,52	1,17	0,86	0,6	0,4	0,24	0,13
Температура перед ступенью	to	°С	283,91	256,59	227,15	195	160	126,26	107,13
Энтальпия перед ступенью	ho	кДж/кг	3001,6	2951,65	2898	2839,3	2775,1	2705	2629,2
Удельный объем перед ступенью	Vo	м3/кг	0,1618	0,2	0,2571	0,3435	0,4837	0,7393	1,29
Энтропия перед ступенью	So	кДж/кгK	6,84	6,87	6,9	6,93	6,98	7,03	7,11
Скорость на входе	Со	м/с	0	84,39	85,28	91,21	106,24	128,21	162,36
Располагаемый теплоперепад	Но	кДж/кг	59,05	61,28	67,59	74,85	83,18	92,78	103,8
Средний диаметр	d	м	1,157	1,1933	1,229	1,2659	1,3022	1,3385	1,375
Окружная скорость	u	м/с	181,74	187,44	193,14	198,84	204,54	210,25	215,98
Отношение скоростей	U/Co	-	0,528	0,52	0,511	0,5	0,485	0,467	0,446
Степень реактивности	с	-	0,05	0,15	0,25	0,35	0,45	0,55	0,65
Тепло-перепад сопловой решетки	Hoc	кДж/кг	56,09	55,11	53,42	51,35	48,85	45,44	40,94
Тепло-перепад рабочей решетки	Hop	кДж/кг	2,95	9,72	17,8	27,65	39,97	55,54	76,03
Теоретическая скорость выхода из сопловой решетки	C1t	м/с	334,95	332	326,86	320,48	312,58	301,49	286,15
Угол выхода потока	а1	град.	14	15	16	17	18	19	20
Давление за сопловой решеткой	Р1	МПа	1,2	0,91	0,67	0,47	0,308	0,18	0,101
Удельный объем за сопловой решеткой	v1t	м3 /кг	0,1915	0,235	0,298	0,395	0,572	0,892	1,52
Температура за сопловой решеткой	t1t	°С	249,14	217,49	183,42	149,61	134,47	117,99	100,04
Скорость звука	а1	м/с	547,28	530,28	511,87	492	479,29	464,87	448,6
Число Маха	M1t	-	0,612	0,625	0,638	0,651	0,652	0,648	0,637
Принятый коэффициент расхода	м1`	-	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97
Предвари-тельная выходная площадь сопловых решеток	F1`		0,098	0,121	0,156	0,2	0,297	0,452	0,814
Предварительная высота сопловых решеток	l1`	м	0,111	0,125	0,147	0,172	0,235	0,33	0,5509
Профиль сопловой решетки	-	-	С-90-12А	С-90-15А	С-90-18А	С-90-18А	С-90-18А	С-90-22А	С-90-22А
Хорда профиля	b1	м	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
Относительный шаг	t1	-	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75
Относительная высота лопаток	L1	-	1,114	1,252	1,47	1,721	2,352	3,303	5,509
Уточненный коэффициент расхода	м1	-	0,98	0,979	0,979	0,978	0,977	0,962	0,958
Уточненная выходная площадь сопловой решетки	F1		0,097	0,12	0,155	0,198	0,295	0,456	0,824
Уточненная высота лопаток	l1	м	0,110	0,124	0,145	0,170	0,233	0,333	0,557
Число сопловых лопаток	Z1	шт.	50	50	52	54	56	56	58
Коэффициент скорости	?	-	0,97	0,963	0,96	0,96	0,957	0,939	0,93
Скорость выхода потока из решеток	C1	м/с	324,9	319,72	313,79	307,66	299,13	283,1	266,12
Давление на выходе из рабочей решетки	P2	МПа	1,17	0,864	0,607	0,4	0,24	0,13	0,06
Энтальпия за рабочей решеткой	h2t	кДж/кг	2942,5	2886,8	2826,7	2760,3	2686,3	2604	2512,2
Удельный объем за рабочей решеткой	v2t	м3/кг	0,1955	0,247	0,323	0,456	0,71	1,224	2,404
Энтальпия за сопловой решеткой	h1	кДж/кг	2948,8	2900,5	2848,7	2792	2730,4	2665	2593,8
Энтропия за сопловой решеткой	S1	кДж/кгK	6,855	6,88	6,911	6,948	6,99	7,05	7,134
Угол направления скорости w1	Я1	град.	30,47	34,28	38,56	43,32	49,14	58	69,56
Теоретическая скорость выхода из рабочей решетки	w2t	м/с	172,94	202,57	234,23	269,24	308,02	350,55	401,89
Перекрыша	Д	м	0,006	0,006	0,006	0,007	0,007	0,011	0,014
Высота рабочей решетки	l2	м	0,116	0,1301	0,151	0,177	0,2406	0,347	0,557
Скорость звука	a2	м/с	545,59	526,78	505,62	487,06	472,17	455,1	435,7
Число Маха	M2t	-	0,316	0,384	0,463	0,552	0,652	0,77	0,922
Профиль рабочей решетки	-	-	Р-35-25А	Р-35-25А	Р-35-25А	Р-35-25А	Р-35-25А	Р-30-21А	Р-90-25Б
Хорда профиля	b2	м	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06
Относительный шаг	t2	-	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
Относительная высота лопаток	L2	-	0,515	0,461	0,395	0,337	0,249	0,172	0,107
Число рабочих лопаток	Z2	шт.	102	106	108	112	114	118	120
Принятый коэффициент расхода	м`2	-	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95
Предварительная выходная площадь	F2`		0,1978	0,2133	0,2419	0,28	0,382	0,545	0,933
Предварительный угол выхода	Я2э	град.	27,89	25,93	24,38	23,39	22,84	22,9	22,79
Угол поворота потока	ДЯ	град.	121,62	119,78	117,05	113,28	108	99,02	87,63
Уточненный коэффициент расхода	м2	-	0,958	0,94	0,945	0,94	0,948	0,94	0,93
Уточненная выходная площадь решетки	F2		0,1962	0,2156	0,2432	0,2836	0,383	0,5509	0,9537
Уточненный угол выхода из решетки	Я2	град.	27,648	26,231	24,521	23,659	22,903	23,16	23,31
Коэффициент скорости	ш	-	0,95	0,93	0,936	0,937	0,938	0,95	0,962
Скорость выхода потока из решетки	w2	м/с	164,29	188,39	219,24	252,28	288,92	333,03	386,62
Абсолютная скорость потока	C2	м/с	84,399	85,287	91,21	106,24	128,21	162,36	206,76
Угол направления абсолютной скорости	а2	град.	115,4	102,49	86,04	72,33	61,28	53,77	47,72
Потери энергии в сопловой решетке	ДHc	кДж/кг	3,315	4	4,188	4,026	4,111	5,375	5,531
Потери энергии в рабочей решетке	ДHp	кДж/кг	1,458	2,771	3,398	4,423	5,7	5,99	6,021
Потери с выходной скоростью	ДHвс	кДж/кг	3,561	3,636	4,159	5,644	8,218	13,18	21,37
Коэффициент использования выходной скорости	Хвс	-	0,816	0,953	0,995	0,907	0,769	0,65	0,547
Располагаемая энергия ступени	Eo	кДж/кг	56,143	61,374	67,087	73,884	82,5	94,421	105,27
Относительный лопаточный КПД	зол	-	0,903	0,886	0,886	0,878	0,858	0,827	0,798
		-	0,903	0,886	0,886	0,878	0,858	0,827	0,798
Потери на трение	ДHтр	кДж/кг	0,051	0,046	0,039	0,033	0,024	0,016	0,009
Потери от утечек	ДHy	кДж/кг	0,697	0,745	0,755	0,749	0,66	0,567	0,455
Относительный внутренний КПД	зoi	-	0,889	0,873	0,874	0,868	0,849	0,82	0,793
Использованный теплоперепад	Hi	кДж/кг	49,965	53,638	58,685	64,132	70,109	75,86	83,587
Внутренняя мощность ступени	Ni	кВт	8305	8915	9754	10096	11038	11249	12393

Треугольники скоростей каждой ступени турбины изображены в Приложении 1.

8. Расчет ступени большой веерности

Последняя ступень турбины относится к ступеням большой веерности, так как ? = 3,7<10 (табл. 5).

Расчет осуществляем методом постоянной циркуляции с помощью программы Profile.exe. Результаты расчета сведены в таблицу 8.1 для 5 сечений лопатки.

Таблица 8. Расчет ступени большой веерности

Величина	Обозначение	Размерность	Расчетные значения величин
			1	2	3	4	5
Радиус до рассчитываемого сечения	r	м	0,409	0,548	0,688	0,827	0,966
Окружная скорость	u	м/с	124,8	172,2	215,9	259,6	303,3
Проекция скорости С1 на окружное направление	С1u	м/с	420,4	313,6	250,1	208	178
Тангенс угла выхода из сопловой решетки	Tga1	-	0,216	0,29	0,364	0,437	0,511
Угол выхода потока из сопловой решетки	а1	град.	12,22	16,19	20	23,64	27,09
Абсолютная скорость на выходе из сопловой решетки	С1	м/с	430,1	326,5	266,1	227	199,9
Разность скоростей	С1u-u	м/с	292	141,5	34,2	-51,6	-125,3
Тангенс угла входа в рабочую решетку	TgЯ1	-	0,312	0,643	2,659	-1,762	-0,726
Угол входа пара в рабочую решетку	Я1	град.	17,32	32,76	69,42	119,54	144,01
Относительная скорость на входе в решетку	w1	м/с	305,8	168,2	97,2	104,5	154,5
Проекция скорости С2 на окружное направление	С2u	м/с	233,9	174,5	139,2	115,7	99
Тангенс угла выхода потока из рабочей решетки	tga2	-	0,654	0,876	1,099	1,322	1,544
Угол выхода потока пара из рабочей решетки	а2	град.	33,19	41,25	47,72	52,91	57,1
Тангенс угла выхода из рабочей решетки	tgЯ2	-	0,422	0,441	0,431	0,407	0,38
Угол выхода потока пара из рабочей решетки	Я2	град.	22,89	23,82	23,32	22,18	20,82
Относи-тельная скорость выхода пара из рабочей решетки	w2	м/с	393,3	378,9	386,6	405,3	430,4
Степень реактивности	с	%	1,11	44,96	65	75,8	82,27
Степень реактивности (при корневой реактивности 3%)	с	%	3	46,02	65,67	76,26	82,61
Удельная работа пара	Lu	кДж/кг	84	84	84	84	84
Относительный лопаточный кпд	зол	-	0,810	0,810	0,810	0,810	0,810

Рисунок 5. Сечение 1

Рисунок 6. Сечение 2



Рисунок 7. Сечение 3

Рисунок 8. Сечение 4

Рисунок 9. Сечение 5

9. Расчет переменного режима работы

Расчет проведем для переменного режима при нагрузке 70% от номинальной.

Примем допущение, что турбины по отсекам и в целом остается неизменным и равным расчетному, т.е. это значит, что политропа расчетного режима и заданного параллельны.

Расчет давлений выполняем по формуле Стодолы-Флюгеля снизу-вверх от точки k:

Результаты поступенчатого расчета переменного режима сведены в таблицу 9.

о - параметры при расчетном режиме.

1 - параметры при переменном режиме.

Таблица 9. Расчет переменного режима

№	hoo	h2t	Ho1	Hoo	Hi1	Hio	зoi	Go	G1
	кДж/кг		кг/с
1	2629,222457	2528,175	101,0479	103,8	80,22924	83,58772	0,793973	166,6	116,35
2	2705,089568	2626,984	78,10508	92,78	64,11534	75,86711	0,820886	166,6	116,35
3	2775,199364	2713,389	61,81004	83,18	52,52536	70,1098	0,849787	166,6	116,35
4	2839,331421	2790,484	48,84698	74,85	42,3992	64,13206	0,868	157,44	107,57
5	2898,017096	2859,752	38,2652	67,59	33,47318	58,68567	0,874768	157,44	107,57
6	2951,65562	2922,548	29,108	61,28	25,43891	53,63852	0,873949	148,27	98,4
7	3001,621611	2981,367	20,25429	59,05	18,02565	49,96599	0,889967	148,27	98,4

Суммируя значения таблицы находим значения для группы ступеней:

Hio = 455, 98 кДж/кг

Hi1 = 316, 206 кДж/кг

Hoo = 542,53 кДж/кг

Ho1 = 377,477 кДж/кг

Относительный внутренний КПД группы ступеней:



зoi(o) = Hio/Hoo = 455,98/542,53 = 0,84;

зoi(1) = Hi1/Ho1 = 316,206/377,477 = 0,83.

Внутренняя мощность группы ступеней:

dN = 38,38 МВт Мощность турбоустановки при снижении расхода пара на 30 % снизилась на 53,49 %.

Рисунок 10. К расчету переменного режима при дроссельном парораспределении



10. Расчет на прочность лопаток турбин

Таблица 10. Данные к расчету на прочность лопаток турбин

Показатель	Обозначение	Размерность	Формула, обоснование	Значение
Расход пара в ступени	G	кг/с	Табл. 7.1	148,273
Число рабочих лопаток ступени	z	шт.	Табл. 7.1	120
Абсолютная скорость на выходе из сопловой решетки	С1	м/с	Табл. 7.1	266,126
Абсолютная скорость на выходе из рабочей решетки	С2	м/с	Табл. 7.1	206,761
Угол выхода из сопловой решетки	а1	град.	Табл. 7.1	20
Угол выхода из рабочей решетки	а2	град.	Табл. 7.1	47,725
Давление перед рабочими л...

Подобные документы

• Расчет тепловой схемы турбины К-800-240

  Построение процесса расширения пара в турбине в H-S диаграмме. Определение параметров и расходов пара и воды на электростанции. Составление основных тепловых балансов для узлов и аппаратов тепловой схемы. Предварительная оценка расхода пара на турбину.
  
  курсовая работа [93,6 K], добавлен 05.12.2012
  

• Тепловой расчет паровой турбины ПТ-25/30-8,8 в конденсационном режиме

  Состав комплектующего оборудования турбоустановки. Мощности отсеков турбины. Предварительное построение теплового процесса турбины в h,s-диаграмме и оценка расхода пара. Тепловой расчет системы регенеративного подогрева питательной воды турбоустановки.
  
  курсовая работа [375,7 K], добавлен 11.04.2012
  

• Расчет принципиальной тепловой схемы блока 300 МВт

  Построение процесса расширения пара в h-s диаграмме. Расчет установки сетевых подогревателей. Процесс расширения пара в приводной турбине питательного насоса. Определение расходов пара на турбину. Расчет тепловой экономичности ТЭС и выбор трубопроводов.
  
  курсовая работа [362,8 K], добавлен 10.06.2010
  

• Расчет тепловой схемы турбоустановки

  Выбор и обоснование тепловой схемы турбоустановки. Расчёт теплообменных аппаратов. Определение расхода пара на турбину и энергетический баланс турбоустановки. Расчет коэффициентов ценности теплоты отборов и анализ технических решений по тепловой схеме.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 12.03.2013
  

• Тепловой расчет турбины К-1200-240

  Турбина К-1200-240, конструкция проточной части ЦВД. Предварительное построение теплового процесса турбины в h-S диаграмме. Процесс расширения пара в турбине. Основные параметры воды и пара для расчета системы регенеративного подогрева питательной воды.
  
  контрольная работа [1,6 M], добавлен 03.03.2011
  

• Расчет принципиальной тепловой схемы и технико-экономических показателей работы энергоблока

  Процесс расширения пара в турбине в h,s-диаграмме. Баланс основных потоков пара и воды. Определение расхода пара на приводную турбину. Расчет сетевой подогревательной установки, деаэратора повышенного давления. Определение тепловой мощности энергоблоков.
  
  курсовая работа [146,5 K], добавлен 09.08.2012
  

• Расчет электрических нагрузок турбины электростанции

  Оценка расширения пара в проточной части турбины, расчет энтальпий пара в регенеративных отборах и значений теплоперепадов в каждом отсеке паровой турбины. Оценка расхода питательной воды, суммарной расчетной электрической нагрузки, вырабатываемой ею.
  
  задача [103,5 K], добавлен 16.10.2013
  

• Расчет принципиальной тепловой схемы и технико-экономических показателей энергоустановки (энергоблок с турбиной ПТ-135/165-130/15)

  Тепловая схема энергоблока. Построение процесса расширения пара, определение его расхода на турбину. Расчет сетевой подогревательной установки. Составление теплового баланса. Вычисление КПД турбоустановки и энергоблока. Выбор насосов и деаэраторов.
  
  курсовая работа [181,0 K], добавлен 11.03.2013
  

• Расчёт паровой турбины К-500-240

  Расчет принципиальной тепловой схемы, построение процесса расширения пара в отсеках турбины. Расчет системы регенеративного подогрева питательной воды. Определение расхода конденсата, работы турбины и насосов. Суммарные потери на лопатку и внутренний КПД.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 19.03.2012
  

• Расчет тепловой схемы утилизационных парогазовых установок

  Выбор и обоснование принципиальной тепловой схемы блока. Составление баланса основных потоков пара и воды. Основные характеристики турбины. Построение процесса расширения пара в турбине на hs- диаграмме. Расчет поверхностей нагрева котла-утилизатора.
  
  курсовая работа [192,9 K], добавлен 25.12.2012
  

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

  Предварительное построение общего теплового процесса турбины в h-S диаграмме. Расчет системы регенеративного подогрева питательной воды турбоустановки. Определение основных диаметров нерегулируемых ступеней с распределением теплоперепадов по ступеням.
  
  курсовая работа [219,8 K], добавлен 27.02.2015
  

• Проектирование тепловой электрической станции

  Определение предварительного расхода пара на турбину. Расчет установки по подогреву сетевой воды. Построение процесса расширения пара. Расчёт сепараторов непрерывной продувки. Проверка баланса пара. Расчёт технико-экономические показателей работы станции.
  
  курсовая работа [1,8 M], добавлен 16.10.2013
  

• Тепловой расчет турбины К-500-240

  Изучение конструкции турбины К-500-240 и тепловой расчет турбоустановки электростанции. Выбор числа ступеней цилиндра турбины и разбивка перепадов энтальпии пара по её ступеням. Определение мощности турбины и расчет рабочей лопатки на изгиб и растяжение.
  
  курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.10.2014
  

• Расчет цилиндра конденсационной турбины

  Проект цилиндра паровой конденсационной турбины турбогенератора, краткое описание конструкции. Тепловой расчет турбины: определение расхода пара; построение процесса расширения. Определение числа ступеней цилиндра; расчет на прочность рабочей лопатки.
  
  курсовая работа [161,6 K], добавлен 01.04.2012
  

• Расчет параметров паровой турбины

  Расчет паровой турбины, параметры основных элементов принципиальной схемы паротурбинной установки и предварительное построение теплового процесса расширения пара в турбине в h-s-диаграмме. Экономические показатели паротурбинной установки с регенерацией.
  
  курсовая работа [2,4 M], добавлен 16.07.2013
  

• Конденсационная паровая турбина типа К-6-4

  Расчётный режим работы турбины. Частота вращения ротора. Расчет проточной части многоступенчатой паровой турбины с сопловым регулированием. Треугольники скоростей и потери в решётках регулирующей ступени. Определение размеров патрубков отбора пара.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 13.01.2016
  

• Расчет турбоагрегата К-160-130

  Построение процесса расширения пара в турбине в H-S диаграмме. Предварительный расчет паровой турбины. Определение прочности деталей турбин: бандажной ленты, шипов лопатки и связной проволоки, фланцевых соединений. Расчет рабочих лопаток на вибрацию.
  
  курсовая работа [492,7 K], добавлен 08.12.2011
  

• Расчет цилиндра высокого давления турбины К-1100-5,9/50 ЛМЗ

  Технические характеристики и системы регулирования турбины. Расчет расхода пара на нее. Разбивка теплоперепада цилиндра высокого давления по ступеням. Технико-экономические показатели турбоустановки. Прочностной расчет лопаток и диска последней ступени.
  
  курсовая работа [632,9 K], добавлен 01.03.2013
  

• Расчет принципиальной тепловой схемы турбины К-1000-60, оценка технико-экономических показателей работы энергоблока

  Тепловая схема энергоблока. Параметры пара в отборах турбины. Построение процесса в hs-диаграмме. Сводная таблица параметров пара и воды. Составление основных тепловых балансов для узлов и аппаратов тепловой схемы. Расчет дэаэратора и сетевой установки.
  
  курсовая работа [767,6 K], добавлен 17.09.2012
  

• Расчет режимных характеристик и рабочей линии ГТУ ГТН-10,5

  Расчёт переменных режимов газовой турбины на основе проекта проточной части и основных характеристик на номинальном режиме работы турбины. Принципиальная тепловая схема ГТУ с регенерацией. Методика расчёта переменных режимов, построение графиков.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.06.2013
  

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