Тепловой расчет паровой турбины Т-100-130

смотреть на рефераты похожие на «Тепловой расчет паровой турбины Т-100−130 «.

Министерство Образования РФ.

Иркутский Государственный Технический Университет.

Кафедра теплоэнергетики.

Пояснительная записка.

к курсовому проекту по теме.

Тепловой расчет паровой турбины.

Т-100−130.

Выполнил: студент группы ЭСТ-99−1.

Линевич Е.В.

Проверил: доцент.

кафедры ТЭ.

Кудряшов А.Н.

Иркутск 2002.

Описание турбоагрегата Т-100−130. Турбина Т-100−130 впервые была изготовлена в 1961 г. на ТМЗ мощьностью 100 МВт На начальные параметры пара 12,75 Мпа и 5650С, на частоту вращения 50 1/с с двухступенчатым теплофикационным отбором пара и номинальной тепловой производительностью 186,2 МВт (160 Гкал/ч). Пар к стопорному клапану подводиться по двум паропроводам и затем по четырем паропроводам подводиться к регулирующим клапанам, привод которых осуществляется посредством сервомотора, рейки, зубчатого сектора и кулочкового вала. Открываясь последовательно, регулирующие клапаны подают пар в четыре ввареные в корпус сопловые коробки, откуда пар поступает на двухвенечную регулирующую ступень. Пройдя её и восемь нерегулируемых ступеней, пар через два патрубка покидает ЦВД и по четырём паровпускам подводиться к кольцевой сопловой коробке ЦСД, отлитой заодно с корпусом. ЦСД содержит 14 степеней. После двенадцатой ступени производиться верхний, а после последней ступени-нижний теплофикационный отбор. Из ЦСД по двум реверсивным трубам, установленным над турбиной, пар направляется в ЦНД двухпоточной конструкции. На входе каждого потока установлена поворотная регулирующая диафрагма с одним ярусом окон, реализуя дросельное парораспределение в ЦНД. В каждом потоке ЦНД имеется по две ступени. Последняя ступень имеет длину лопатки 550 мм при среднем диаметре 1915 мм, что обеспечивает сумарную площадь выхода 3,3 м². Валопровод турбины состоит из роторов ЦВД, ЦСД, ЦНД и генератора. Роторы ЦВД и ЦСД соединены жесткой муфтой, причём полумуфта ЦСД откована за одно целое с валом. Между роторами ЦСД и ЦНД, ЦНД и генертора установлены полужёсткие муфты. Каждый из роторов уложен в двух опорных подшипниках. Комбинированый опорно-упорный подшипник расположен в корпусе среднего подшипника между ЦВД и ЦСД. Конструкция ЦВД в большей степени унифицирована с конструкцией ЦВД турбины Р-40−130/13. Ротор ЦСД-комбинированый:Диски первых восьми ступеней откованы за одно целое с валом, а остальных-насаженына вал с натягом. Корпус ЦСД имеет вертикальный технологический разъём, соединяющий литую переднюю и сварную заднюю часть. Ротор ЦНД -сборный :четыре рабочих диска посажены на вал с натягом. Корпус ЦНД состоит из трёх частей: средней сварно-литой и двух выходных сварных. Корпуса ЦВД и ЦСД опираются на корпцса подшипников с помощью лап. Выходная часть ЦСД опирается лапами на переднюю часть ЦНД. ЦНД имеет встроенные подшипники и опирается на фундаментные рамы своим опорным поясом. Фикс-пункт находиться на пересечении продольной оси турбины и осей двух поперечных шпонок, установленных на продольных рамах в области левого (переднего) выходного патрубка. Взаимная центровка корпусов цилиндров и подшипников осуществляется системой вертикальных и поперечных шпонок, установленных между лапами цилиндров и их опорными поверхностями. Расширение турбины происходит в основном от фикс-пункта в сторону переднего подшипника и частично в сторону генератора.

Тепловой расчет паровой турбины.

Исходные данные:

-абсолютное давление пара Ро=12,8 Мпа.

-температура То=838 К=555о С;

— абсолютное давление в верхнем теплофикационном отборе PT1=0,18мПа.

— расход пара в этот отбор GT1=33 кг/c.

— абсолютное давление в нижнем теплофикационном отборе PT2=0,09 мПа.

— расход пара в отбор GT2=50 кг/с.

-номинальная электрическая мощность Nн=100МВт;

-максимальная электрическая мощность Nmax=120 МВт.

-абсолютное давление пара в конденсаторе Рк=5,7 кПа.

-температура питательной воды Тпв=505 К=232о С;

-номинальная частота вращения ротора турбины ?=50 с-1;

-средний диаметр регулирующей ступени dрср=0,96 м;

— Типоразмер: Т-100/120−130, Завод изготовительУТМЗ.

1. Предварительное построение теплового процесса.

турбины в h-S диаграмме.

Потеря давления в стопорном и регулирующем клапанах вследствии дросселирования составляет 3−5% от Ро, Следовательно давление перед соплами регулирующей ступени будет равно.

[pic].

ему отвечает температура То'=836 К и энтальпия hо=3510 кДж/кг.

Потеря давления в выхлопном патрубке.

[pic] где ?=0,04, Сп=120 м/с.

Давление пара за последней ступенью турбины.

Рz=Рк+?Рк=5,7+0,328=6,03 кПа.

Параметры пара в конце изоэнтропийного расширения: энтальпия h2t=2050 кДж/кг.

степень сухости x=0,789.

Изоэнтропийный перепад, приходящийся на турбину Но=h0-h2t кДж/кг, где h0 = 3510кДж/кг, h2t = 2050кДж/кг.

[pic] кДж/кг.

Действительный перепад энтальпий. Нi=[pic] кДж/кг.

[pic] кДж/кг, [pic] кДж/кг.

[pic] кДж/кг Параметры снятые с h-S диаграммы: -располагаемый теплоперепад — Но=1832 кДж/кг; -действительный теплоперепад — Нi=1466 кДж/кг; -энтальпия пара при параметрах торможения — hо=3325 кДж/кг; -энтальпия пара в конце изоэнтропийного расширения — h2t=2188 кДж/кг.

Расход пара на турбину определяется из формулы:

[pic], где kp коэффициент регенерации, его принимаем по таблице, и он равен kp=1,13 ;

?м, ?эг -механический кпд и кпд электрогенератора соответственно, принимаем по 0,985%.

[pic]кг/с.

2. Расчет регулирующей ступени.

Определение кинематических параметров потока.

и относительного лопаточного КПД.

Регулирующая ступень — двухвенечная.

Расчет производим для соотношений U/Co=0,20; 0,25; 0,30.

Таблица № 1. Расчет регулирующей ступени. |№ |Расчетные величины и формулы |Размерн|U/C0 | |п/п| |ость | | | | | |0,2 |0,25 |0,3 | |1 |[pic] |м/с |150,7 | |2 |[pic] |м/с |753,5 |602,8 |502,3 | |3 |[pic] |кДж/кг |283,8 |181,7 |126,2 | |4 |[pic](принимаем) |- |0,07 | |5 |[pic]=[pic] |кДж/кг |264,0 |169,0 |117,4 | |6 |[pic] |м/с |726,0 |581,0 |484,4 | |7 |[pic] (принимаем) |- |0,96 | |8 |[pic] |м/с |694,1 |558,1 |462,9 | |9 |[pic] (принимаем) |град |14 | |10 |[pic] (из треугольника |м/с |549,1 |413,5 |318,8 | | |скоростей) | | | | | |11 |[pic] (из треугольника |град |17,8 |19,0 |20,6 | | |скоростей) | | | | | |12 |[pic] |град |15,8 |17,0 |20,6 | |13 |[pic] (принимаем) |- |0,02 | |14 |[pic] |м/с |559,9 |422,2 |326,6 | |15 |[pic] (из графика) |- |0,880 |0,898 |0,909 | |16 |[pic] |м/с |492,2 |397,1 |296,9 | |17 |[pic] (из графика) |м/с |349,6 |239,1 |161,3 | |18 |[pic] (из графика) |град |22,51 |27,78 |35,83 | |19 |[pic](принимаем) |- | |0,02 | | |20 |[pic] |м/с |365,5 |253,8 |176,2 | |21 |[pic][pic](из графика) |- |0,905 |0,922 |0,93 | |22 |[pic] |м/с |330,8 |234,0 |163,9 | |23 |[pic] |град |16,51 |21,78 |29,83 | |24 |[pic] |м/с |191,1 |109,7 |82,1 | |25 |[pic] (из графика) |град |29,45 |52,7 |82,83 | |26 |[pic] |- | |0,03 | | |27 |[pic] |м/с |201,0 |151,4 |119,6 | |28 |[pic](из графика) |- |0,926 |0,933 |0,941 | |29 |[pic] |град |14,45 |37,7 |67,83 | |30 |[pic] |м/с |186,1 |141,3 |112,5 | |31 |[pic] |м/с |55,2 |96,4 |150,3 | |32 |[pic] |град |57,44 |114,5 |136,2 | |33 |[pic] |кДж/кг |5,69 |3,63 |2,51 | |34 |[pic] |кДж/кг |5,69 |3,63 |2,51 | |35 |[pic] |кДж/кг |8,52 |5,44 |3,76 | |36 |[pic] |кДж/кг |20,5 |13,04 |9,1 | |37 |[pic] |кДж/кг |35,3 |17,27 |9,3 | |38 |[pic] |кДж/кг |12,1 |4,83 |2,1 | |39 |[pic] |кДж/кг |2,9 |1,48 |0,8 | |40 |[pic] |кДж/кг |1,5 |4,64 |11,3 | |41 |[pic] |кДж/кг |72,3 |41,26 |32,6 | |42 |[pic] |- |0,745 |0,771 |0,742 | |43 |[pic] |м/с |673,5 |541,5 |449,2 | |44 |[pic] |м/с |323,0 |211,5 |130,8 | |45 |[pic] |м/с |317,2 |217,3 |142,1 | |46 |[pic] |м/с |29,7 |39,9 |108,5 | |47 |[pic] |м/с |1343,4 |930,3 |613,6 | |48 |[pic] |- |0,720 |0,772 |0,740 | |49 |[pic] (из h-S диаграммы) |МПа |5,4 |6,73 |8,7 | |50 |[pic] (из h-S диаграммы) |оС |430 |475 |502 | |51 |[pic] (по таблицам) |м3/кг |0,056 |0,046 |0,038 | |52 |[pic] (принимаем) |- |1 | |53 |[pic][pic] |м |0,0164 |0,0158 |0,0166 | |54 |[pic] |м |0,018 |0,018 |0,019 | | |[pic] | | | | | |55 |[pic] (из h-S диаграммы) |МПа |5,3 |7,25 |8,6 | |56 |[pic] (из h-S диаграммы) |оС |441 |479 |505 | |57 |[pic] (по таблицам) |м3/кг |0,0585 |0,0445 |0,0388 | |58 |[pic] |м |0,021 |0,0194 |0,02 | |59 |[pic] |м |0,023 |0,0214 |0,022 | |60 |[pic] (из h-S диаграммы) |МПа |5,2 |7,2 |8,5 | |61 |[pic](из h-S диаграммы) |оС |440 |480 |502 | |62 |[pic] (по таблицам) |м3/кг |0,0597 |0,0447 |0,039 | |63 |[pic] |м |0,03 |0,025 |0,023 | |64 |[pic] |м |0,031 |0,026 |0,024 | |65 |[pic] (из h-S диаграммы) |МПа |5,0 |7,1 |8,4 | |66 |[pic](из h-S диаграммы) |K |437 |477 |500 | |67 |[pic] (по таблицам) |м3/кг |0,062 |0,045 |0,0396 | |68 |[pic] |м |0,048 |0,025 |0,019 | |69 |[pic] (формула приведена ниже) |КВт |129,7 |156,0 |201,2 | |70 |[pic] |- |0,034 |0,065 |0,12 | |71 |[pic] |- |0,741 |0,766 |0,730 | |72 |[pic] |кВт |27 895 |18 342 |12 216 | |73 |[pic], [pic] |м/с |630 |644 |652 | |74 |[pic] |- |0,30 |0,30 |0,20 | |75 |Профиль лопатки (из таблиц) |- |P-23−14| |P-80−66| | | | |A |P-60−38A|A |.

[pic], где [pic], А=2, [pic], [pic], B=0,3, k=2,число рабочих венцов,.

5. Тепловой расчет нерегулируемых ступеней. Удельный объем пара в точке 2:

[pic], [м3/кг] (из h-S диаграммы).

x=0.885; [pic]= 0.01 м3/кг, [pic]= 22,0 м3/кг.

Uz =[pic](1-x)+ [pic]x =0,01(1−0,885)+22,0*0,885=19,47кг/м3.

Потеря с выходной скоростью — [pic]кДж/кг (принимаем).

Скорость потока, выходящего из последней ступени находится по формуле:

[pic] м/с.

Рассчитываем расход пара при работе турбины в конденсационном режиме:

[pic] кг/с.

Расход пара в конденсатор: [pic] кг/с.

Так как ЧНД — двухпоточный, то [pic] кг/с.

Средний диаметр последней ступени турбины находим из уравнения:

[pic] м.

[pic] м.

Принимаем, что диаметр первой нерегулируемой ступени-d1 = 0,45dz = 0,796 м.

Последней ступени ЦВД-[pic]м.

Последней ступени ЦСД-[pic] м.

По известным диаметрам d1,[pic], [pic] и [pic], а так же по принятому оптимальному отношению скоростей определяем располагаемые перепады энтальпий в этих ступенях по формуле:

[pic], кДж/кг.

Для упрощения расчетов можно в первом приближении принять [pic], принимаем [pic].

[pic] кДж/кг.

[pic] кДж/кг.

[pic] кДж/кг.

Определенные по этой зависимости располагаемые перепады энтальпий наносятся на диаграмму и соединяются плавной кривой.

По этой диаграмме находим средние перепады энтальпий в ЦВД, ЦСД и ЦНД.

[pic].

[pic] кДж/кг.

[pic] кДж/кг.

[pic] кДж/кг.

После нахождения среднего перепада энтальпий, определяем число ступеней соответствующего цилиндра. Где [pic]- располагаемый перепад энтальпий на соответствующий цилиндр, определяемый по ранее построенному процессу расширения пара в h-s диаграмме.

[pic].

[pic];

[pic];

[pic].

Делим отрезок, проточной части ЦНД, на (Z-1) частей, проводим ординаты и снимаем значения средних диаметров всех трёх ступеней ЦНД:

[pic]=1,5 м; [pic]=1,3 м; [pic]=1,77 м.

На основании полученных диаметров определяем располагаемые теплоперепады энтальпий на каждую ступень.

[pic] кДж/кг.

[pic] кДж/кг.

[pic] кДж/кг.

Сумма полученных перепадов энтальпий на ступени должна быть равна перепаду энтальпий на соответствующий цилиндр:[pic]; 65,25+76,05+154,6=295,9=373;

[pic]=373−295,9=88,1 кДж/кг.

Окончательный перепад энтальпий на ступень:

[pic].

[pic].

[pic].

1. Лекции по курсу «Турбины ТЭС и АЭС», А. Н. Кудряшов.

2. «Тепловой расчет паровой турбины», метод. указания, А. Н. Кудряшов,.

А.Г. Фролов, 2-изд., дополн. и перераб. — Иркутск, 1997.-64с.

3. «Стационарные паровые турбины», А. Д. Трухний, 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1990. 640с.

4. «Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара», М.П.

Вукалович, М-Л., издательство «Энергия», 1965. — 400с.

———————————- [pic].