Расчет по турбине Р-100-300/31

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный университет им. академика Е.А. Букетова

Физико-технический факультет

Кафедра инженерной теплофизики имени профессора Ж.С. Акылбаева

Курсовая работа

по дисциплине:

«Турбинные установки теплоэнергетических станций»

На тему:

Расчет по турбине Р-100-300/31

Выполнил: Бурков М.А.

Студент 4 курс группы ТЭР-411

Проверила: Ст. преп. Оспанова Д.А.

Караганда - 2019



Содержание

Введение

1. Тепловой расчет турбины

1.1 Первая степень

1.2 Вторая ступень

1.3 Третья ступень

2. Расчет тепловых потерь, КПД и мощность на лопатках турбина

2.1 Первая степень

2.2 Вторая ступень

2.3 Третья ступень

3. Определение КПД и мощность на лопатках турбины

3.1 Первая степень

3.2 Вторая ступень

3.3 Третья ступень

Таблица тепловых потерь

Диаграмма тепловых потерь турбины



Введение

Предвключенная турбина Р-100-300/31, которую изготовил ХТГЗ, в течение длительного времени находится в опытно-промышленной эксплуатации. Турбина рассчитана на начальные параметры пара , с промперегревом до при . Противодавление конечная температура пара Частота вращения Максимальный расход пара

Турбина состоит из двух цилиндров, давление пара между цилиндрами 15,9 Мпа, температура 550С. В тепловой схеме установки предусмотрены две параллельные группы подогревателей высокого давления (по два в группе). При установке предвключенной турбины с суммарной мощностью надстраиваемых агрегатов 125 МВт, работающих с к.п.д. при давлении в конденсаторе расчетный удельный расход тепла должен составить Надстройка при этом сокращает удельный расход топлива с 510г/(кВт*ч) до 315 г/(кВт*ч).

Цилиндр сверхвысокого давления (ЦСВД) выполнен охлаждаемым. Пар в ЦСВД подается через четыре паровпускных патрубка (два сверху и два снизу), каждый из которых имеет внутреннюю тонкостенную трубку, отделенную от основного потока экраном

Пар, пройдя по внутренней трубе паровпуска, поступает в четыре сопловые коробки и оттуда - в проточную часть, состоящую из регулирующей ступени активного типа и 10 реактивных ступеней. Наружный корпус имеет сферическую форму и горизонтальные фланцы общей толщиной 1,2 м. Для охлаждения пар двумя потоками отбирается после регулирующей ступени при и (при номинальных параметрах и полной нагрузке), охлаждается впрыском конденсата до подается в зазор между экраном и патрубком паровпуска, откуда поступает в камеры 1 и 2. Расход охлаждение внутреннего корпуса, а их камеры 2- частично на охлаждение ступеней, частично - в переднее концевое уплотнение. Температура охлаждающего пара поддерживается автоматически. После ЦСВД пар, меняя направление на противоположное, направляется в ЦВД, где сначала проходит три ступени, а затем после проперегрева еще 7 ступеней. Все облопачивание ЦВД активного типа. Роторы между собой, а также с генератором соединены жесткими муфтами. Между роторами турбины имеются опорный и опорно-упорные подшипник. Общая длина турбины 13м.

Согласно проекту изменение нагрузки агрегата с полной до 0,75 должно проходить за счет снижения начальных давления и температуры; при дальнейшем уменьшении нагрузки регулирование осуществляется дроссельным клапаном перед турбиной, а давление пара за парогенератором поддерживается постоянным и равным 23 Мпа.



1. Тепловой расчет турбины (1 часть)

1.1 Первая ступень

1) Зная начальные параметры турбины мы можем найти давление в турбине по формуле

Где - начальный параметр давления;

- давление в конденсаторе;

- давление в турбине.

2) Зная давления пара в турбине и давление пара между цилиндрами можно найти располагаемое давление в цилиндре высокого давления (ЦВД) по формуле:

Где - давление пара между цилиндрами;

- располагаемое давление в цилиндре высокого давления.

3) Затем найдем располагаемое давление после (ЦВД) по формуле:



Где - число ступеней ЦВД;

- располагаемое давление после (ЦВД).

4) Найдем давление на первой ступеньке турбины по формуле:

Где - давление пара на первой лопатке турбины.

Где - тепловой перепад для первой ступени (определяется по точкам НАIS-диаграмме)

- располагаемое тепло для первой ступени.

Найдем теоретическую скорость пара на входе в сопло по формуле:

Где - теоретическая скорость пара на входе в сопло.

Найдем скорость пара на входе в сопло по формуле:

Где - коэффициент скорости сопловой решетки (используют значения от 0,93 до 0,96, я выбрал значение 0,94)

- скорость пара на входе в сопло т.к. это начальная скорость перед входом можно использовать индекс 0).

Найдем окружную скорость вала по формуле:

Где - относительная скорость (т.к. нам известны не все параметры используем вторую часть равенства для нахождения окружной скорости вала.);

- угол выхода пара из сопловой решетки; (для первой ступени используют угол от 11 до 12 градусов, я выбрал 12.);

- окружная скорость вала.

Построим треугольник скоростей:



Выше представлены 2 рисунка

· Первый это шаблон, по которому можно построить свой треугольник по собственным расчетам

· Второй это уже готовый треугольник по нашим расчетам он служит для проверки правильности наших расчётов

Найдем относительную скорость входа пара на рабочую решетку по формуле:

Где - относительная скорость пара на рабочую решетку.

Найдем угол направления пара на рабочую решетку по формуле:

Где - угол направления пара на рабочую решетку.

Найдем угол выхода пара из рабочей решетки по формуле.

Где - угол отклонения рабочей лопатки после пара (берем 2 градуса);

- угол выхода пара из рабочей решетки.

Найдем относительная скорость выхода пара из рабочей решетки по формуле:



где - скоростной коэффициент рабочей лопатки (используем значение 0,9),

- относительная скорость выхода пара из рабочей решетки.

Найдем абсолютную скорость выхода пара из ступени по формуле:

Где - абсолютная скорость выхода пара из ступени.

Найдем угол направления абсолютной скорости выхода пара из ступени по формуле:

Где - угол направления абсолютной скорости выхода пара из ступени.

Расчеты полностью соответствуют треугольнику скорости, расчет 1 ступени выполнен правильно.

1.2 Вторая ступень турбины

Аналогично проведем расчет второй ступени, единственное отличие это нахождение располагаемого давления для последующих ступеней по формуле:



Найдем располагаемое тепло для второй ступени по формуле:

Найдем теоретическую скорость пара на входе в сопло по формуле:

Найдем скорость пара на входе в сопло по формуле:

Найдем окружную скорость вала по формуле:

Где - угол выхода пара из сопловой решетки; (для средней ступени используют угол от 13 до 14 градусов, я выбрал 14).

Построим треугольник скоростей

Найдем относительную скорость входа пара на рабочую решетку по формуле:

Найдем угол направления пара на рабочую решетку по формуле:

Найдем угол выхода пара из рабочей решетки по формуле.

Найдем относительная скорость выхода пара из рабочей решетки по формуле:



Найдем абсолютную скорость выхода пара из ступени по формуле:

Найдем угол направления абсолютной скорости выхода пара из ступени по формуле:

Расчеты полностью соответствуют треугольнику скорости, расчет 2 ступени выполнен правильно.

турбина давление тепловой потеря мощность

1.3 Третья ступень турбины

Аналогично проведем расчет третьей ступени располагаемого давления для третьей ступени по формуле:

Найдем располагаемое тепло для второй ступени по формуле:

Найдем теоретическую скорость пара на входе в сопло по формуле:

Найдем скорость пара на входе в сопло по формуле:

Найдем окружную скорость вала по формуле:

Построим треугольник скоростей



Найдем относительную скорость входа пара на рабочую решеткупо формуле:

Найдем угол направления пара на рабочую решетку по формуле:

Найдем угол выхода пара из рабочей решетки по формуле:

Найдем относительная скорость выхода пара из рабочей решетки по формуле:

Найдем абсолютную скорость выхода пара из ступени по формуле:



Найдем угол направления абсолютной скорости выхода пара из ступени по формуле:

Расчеты полностью соответствуют треугольнику скорости, расчет 3 ступени выполнен правильно.



2. Расчет тепловых потерь турбины

2.1 Первая ступень

Из выше написанных расчетов мы можем найти потери энергии и вывести К.П.Д. и мощность на лопатках ступенях турбины.

Найдем тепловые потери в сопле по формуле:

Где - тепловые потери в сопловой решетке.

Найдем тепловые на рабочих лопатках по формуле:

Где - тепловые на рабочих лопатках.

Найдем тепловые потери с выходной скоростью по формуле:

Найдем тепловые потери через трения по формуле:



Где - тепловые потери через трения.

Найдем потери тепловой энергии от утечек через зазоры в уплотнениях и в обход сопл и лопаток по формуле:

Где - расход пара на утечки, кг/с;

- расход пара, кг/с;

- тепловые потери энергии от утечек через зазоры в уплотнениях и в обход сопл и лопаток.

Найдем общие тепловые потери для первой ступени по формуле:



Где - общие потери энергии.

2.2 Вторая ступень

Аналогично находим потери для второй ступени

Найдем тепловые потери в сопле по формуле:

Найдем тепловые на рабочих лопатках по формуле:

Найдем тепловые потери с выходной скоростью по формуле:

Найдем тепловые потери через трения по формуле:

Найдем потери тепловой энергии от утечек через зазоры в уплотнениях и в обход сопл и лопаток по формуле:

Найдем общие тепловые потери для первой ступени по формуле

2.3 Третья ступень

Аналогично находим потери для второй ступени

Найдем тепловые потери в сопле по формуле:

Найдем тепловые на рабочих лопатках по формуле:

Найдем тепловые потери с выходной скоростью по формуле:

Найдем тепловые потери через трения по формуле:

Найдем потери тепловой энергии от утечек через зазоры в уплотнениях и в обход сопл и лопаток по формуле:



Найдем общие тепловые потери для первой ступени по формуле

Мы нашли общие тепловые потери на всех трех ступенях 2 часть расчета окончена.



3. Расчет КПД и мощность на лопатках турбины

3.1 Первая ступень

Зная все нужные параметры, мы можем вывести К.П.Д. и мощность на лопатках ступенях турбины.

Найдем относительные потери тепла на первой ступени турбины по формуле:

Найдем относительный К.П.Д. для первой ступени по формуле:

Найдем относительную мощность на лопатках первой ступени по формуле

3.2 Вторая ступень

Аналогично проведем расчет для остальных ступеней.

Найдем относительные потери тепла на первой ступени турбины по формуле:



Найдем относительный К.П.Д. для первой ступени по формуле:

Найдем относительную мощность на лопатках первой ступени по формуле

3.3 Третья ступень

Найдем относительные потери тепла на первой ступени турбины по формуле:

Найдем относительный К.П.Д. для первой ступени по формуле:

Найдем относительную мощность на лопатках первой ступени по формуле

Как видно из расчетов К.П.Д практически на всех трех ступенях одинаковый, значит, расчет выполнен правильно.

Начертим диаграммы тепловых потерей для всех трех ступеней

1) Составим таблицу по всем тепловым потерям

Ступени
1	25	19,69	2,9	1,5	0,678	0,122	0,11
2	83	65,4	9,6	4,5	2,965	0,0133	0,51875
3	120	95,699	13,97	6,326	3,176	0,006	0,823

2) Построим диаграмму тепловых потерь на основе наших расчетов

Параметр вынесем в отдельную область (синего цвета) для удобства сравнения.

Размещено на allbest.ru

...