Сокращенный расчет цилиндра ЦВД

Исходные данные к проекту

Исходными данными для выполнения дипломного проекта являются следующие величины (в скобках указаны значения этих величин для численного примера расчёта):

номинальная мощность турбоагрегата =(114 МВт);

начальное давление пара (7 МПа);

начальная температура пара (487С);

температура вторичного пара (222С);

конечное давление пара (0,004 МПа);

давление в деаэраторе (0,675 МПа).

Построение процесса расширения пара в iS-диаграмме

Предварительно определим давление пара в характерных точках процесса расширения и учтем потери давления, связанные с дросселированием. Давление пара перед ЦВД турбины Ро находится с учетом потерь давления Ро в стопорных и регулирующих клапанах. Следует принимать Р0=(0,03 … 0,05) Ро.

Величина Ро=Ро—Ро.

Приняв Ро =0,04 Ро, получим давление пара перед ЦВД:

Ро = 7— 0,04−7=6,72 МПа.

Приняв PВП = 0,66 МПа, Давление вторичного пара перед ЦВД турбины РВП находится с учетом потерь давления РВП в стопорных и регулирующих клапанах. Следует принимать РВП=(0,03 … 0,05) РВП.

Величина РВП=РВП—РВП.

Приняв ?PВП= 0,04 РВП, Р? ВП = 0,66— 0,04−0,66= 0,63 МПа Давление пара за ЦВД принимается из конструктивных соображений Р2ЧВД = (0,2 … 0,25) МПа.

С учетом потерь в пароперепускных трубах из ЦВД в ЦНД РПЕР. ТР = (0,02 … 0,03) Р2ЧВД, давление пара на входе в ЦНД РОЦНД = Р2ЧВД — РПЕР. ТР Приняв P2ЦВД = 0,23 МПа и РПЕР. ТР = 0,02Р2ЧВД, определим РОЧНД = 0,23—0,020,23=0,2254 МПа.

Потери давления в выхлопном патрубке турбины.

.

где Рк — давление в конденсаторе, МПа; ,=0,00 … 0,1 — коэффициент, учитывающий аэродинамику выхлопного патрубка; с2=80…120 — скорость пара па выходе из последней ступени турбины, м/с.

Принимаем =0.

Коэффициенты полезного действия отдельных цилиндров или отсеков турбины зависят главным образом от величины объемного пропуска пара GV и степени понижения давления. Например, относительный внутренний КПД ЦВД.

.

где Go, Vo, Ро, — соответственно, расход пара; удельный объём и давление пара перед ЦВД; Р2 — давление пара за ЦВД.

Ход построения процесса расширения в турбине в iS-диаграмме следующий. По начальным параметрам Ро, tо определяется точка О — состояние пара перед турбиной. Учитывается потеря на дросселирование Ро в регулирующих органах и находится точка О' — состояние пара перед регулирующей ступенью. Оцениваются располагаемый теплоперепад hОРС и КПД регулирующей ступени. Для одновенечных регулирующих ступеней современных мощных турбин hОРС =80 … 120 кДж/кг; =0,76 … 0,8.

Внутренний теплоперепад регулирующей ступени.

.

Отложив от т. О' по изоэнтропе отрезок, соответствующий, находят изобару давления РРС за регулирующей ступенью. Конечная точка процесса расширения в регулирующей ступени т. 1 определяется пересечением изобары РРС и горизонтальной линии, проведенной через конец отрезка .

Для дальнейшего построения процесса расширения в iS-диаграмме отмечают изобары характерных точек процесса — вторичный пар на входе в ЦВД, на выходе из ЦВД, на входе в ЦНД Р2ЦНД и при выхлопе в конденсатор Рк. Располагаемые теплоперепады ЦВД (без регулирующей ступени) hOЦВД, вторичный пар ЦВД hOЦВД и ЦНД hOЦНД турбины определяют по iS-диаграмме по величине отрезка изоэнтропы, проведенной из точек, характеризующих состояние пара перед соответствующей частью турбины, до изобар давления за этим цилиндром. Для ЦВД hOЦВД соответствует отрезку изоэнтропы 1—2, для вторичного пара ЦВД hOЦВД — отрезку 2—3', ЦНД — отрезку 3—4'.

Внутренние теплоперепады определяют по формулам Дальнейший ход построения процесса в iS-диаграмме наглядно иллюстрируется схемой процесса расширения в турбине с вторичным паром, изображенной на рис. 1.

КПД регулирующих ступеней могут быть определены выражениями:

для одновенечных ступеней.

;

где КU/C находится по зависимости Ро, Vо-давление, Па и удельный объем, м3/кг перед соплами регулирующей ступени;G — расход пара, кг/с.

КПД группы нерегулируемых ступеней определяется так же, как и у конденсационных турбин.