Тепловой расчет проточной части ЦВД

№	Обозначение	Наименование
1		Текстовая часть
2
3		Техническое задание на разработку
4		курсового проекта
5	КП.140101.358-Т.ПЗ	Пояснительная записка
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15		Экспериментальная часть
16
17		Презентация
18
19
20
21
22
23
24

 

 

Оценка __________________  

 

 

 

 

 

 

 

                                                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КП.140101.358-Т.ПЗ

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

   Введение. Описание турбины        3                                                                           

1 Построение рабочего процесса турбины и определение                                              расхода  пара на турбину         7

2 Тепловой расчет регулирующей ступени                                         10

2.1 Определение среднего диаметра ступени                                                                                     10

2.2 Расчет сопловой и рабочей решеток                                                                      11

3  Тепловой расчет проточной  части ЦВД               21

  ЗАКЛЮЧЕНИЕ                  30

  Список литературы 31               

 

Введение. Описание турбины

Паротурбинная установка  ПТ–80/100–130/13

Турбина представляет собой  двухпоточный одновальный агрегат. Проточная часть ЦВД имеет  одновенечную регулирующую ступень  и 16 ступеней давления.

Проточная часть ЦНД состоит  из трех частей: первая (до верхнего отопительного  отбора) имеет регулирующую ступень. ЦНД имеет поворотную диафрагму и 7 ступеней давления, вторая (между отопительными отборами) 2 ступени давления, третья – регулирующую ступень поворотную диафрагму и 2 ступени давления.

Ротор высокого давления –  цельнокованый. Первые десять дисков ротора низкого давления откованы вместе с  валом, остальные три диска насадные. Ротор комбинированный

Парораспределение турбины  – сопловое. По выходе из ЦВД часть  пара идет в регулируемый производственный отбор, остальная часть направляется в ЦНД. Отопительные отборы осуществляется из соответствующих камер ЦНД.

Фикспункт турбины расположен на раме турбины со стороны генератора, и агрегат расширяется в сторону  переднего подшипника.

Для сокращения времени прогрева и улучшения условий пусков предусмотрены  паровой обогрев фланцев и  шпилек и подвод острого пара на передние уплотнения ЦВД.

Турбина снабжена валоповоротным устройством, вращающим валопровод турбоагрегата с частотой 3.4 об/мин.

 

 

Лопаточный аппарат турбины  рассчитан на работу при частоте  сети 50 Гц, что соответствует частоте  вращения ротора турбогенератора 3000об/мин. Допускается длительная работа турбины при отклонениях частоты в сети 49-50.5 Гц.

Высота фундамента турбогенератора  от уровня пола конденсационного помещения  до уровня пола машинного зала составляет 8м.

Конденсационное устройства включает в себя конденсаторную группу, воздухоудаляющее устройство, конденсатные и циркулирующие насосы, эжектор циркуляционной системы, водяные фильтры, трубопроводы с необходимой арматурой.

 Конденсаторная группа состоит из одного конденсатора со встроенным пучком общей поверхностью охлаждения и предназначена для конденсации поступающего пара, создания разрежения в выхлопном патрубке турбины и сохранения конденсата, а также для использования тепла пара, поступающего в конденсатор, на режимах работы по тепловому графику для подогрева подпиточной воды во встроенном пучке.

Конденсатор имеет встроенную в паровую часть специальную  камеру, в которой устанавливается  секция ПНД№1.

Воздухоудаляющее устройство состоит из двух основных трехступенчатых  эжекторов (один резервный), предназначенных  для  отсоса воздуха и обеспечения  нормального процесса теплообмена  в конденсаторе и прочих вакуумных  аппаратов теплообмена и одного пускового эжектора, для быстрого поднятия вакуума в конденсаторе.

В конденсационном устройстве устанавливаются два конденсационных  насоса (один резервный) вертикального  типа  для откачки конденсата, подачи его в деаэратор через  охладители эжектора, охладители уплотнений и ПНД. Охлаждающая вода конденсатора и газоохладителей генератора подается циркуляционными насосами.

Турбина снабжена гидравлической системой регулирования.

 

 

 

Пусковой эжектор циркуляционной системы предназначен для заполнения системы водой перед пуском турбоустановки, а также для удаления воздуха  при скоплении его в верхних  точках сливных циркуляционных водоводов  и в верхних водяных камер  маслоохладителей.

Для защиты от недопустимого  возрастания частоты вращения турбина  снабжена регулятором безопасности, два центральных бойка которого мгновенно срабатывают при достижении частоты вращения в пределах 11-13% сверх номинальной, чем вызывается закрытие автоматического затвора  свежего пара, регулирующих клапанов и поворотной диафрагмы. Кроме того, имеется дополнительная защита на блоке  золотников регулятора скорости, срабатывающая  при повышении частоты на 11.5%.

Рабочей жидкостью в системе  регулирования является минеральное  масло.

Перестановка регулирующих клапанов впуска свежего пара, регулирующих клапанов перед ЧСД и поворотной диафрагмы перепуска пара в ЧНД  производиться сервомоторами, они  управляются регуляторами скорости и регуляторами давления отборов. Регулятор  скорости предназначен для поддерживание  частоты вращения турбогенератора  с неравномерностью около 4%.

Механизм управления может  приводиться в действие как вручную  – непосредственно с турбины, так и дистанционно – со щита управления.

Регуляторы давления сильфонной конструкции предназначены для  автоматического поддержания давления пара в камерах регулируемых отборов  с неравномерностью около 0,20 МПа, для  производственного отбора и около 0.04 МПа – для отопительного  отбора.

Турбоагрегат снабжен  защитными  устройствами:

• для совместного отключения всех ПВД с одновременным включением обводной линии и подачей сигнала (устройство срабатывает в случае аварийного повышения уровня конденсата вследствие повреждений или нарушений плотности трубной системы в одном из ПВД до первого предела);

 

• атмосферными клапанами-диафрагмами, установленными на выхлопных патрубках ЦНД и открывающимися при повышении давления в патрубках до 0.12 МПа.

Система маслоснабжения предназначена  для обеспечения смазкой подшипников  и системы регулирования. В баке объемом 14м³ установлены фильтры и указатели уровня.

Турбина снабжена одним резервным  насосом с электродвигателем  переменного тока и одним аварийным  насосом с электродвигателем  постоянного тока. При снижении давления смазки до соответствующих значений автоматически от реле давления смазки включаются резервный и аварийный  насосы.

Масло охлаждается в двух маслоохладителях. Охладители – поверхностного типа, вертикального типа.

 

1 Построение  рабочего процесса турбины и  определение расхода  пара  на турбину

 

По параметрам пара p_0, t₀ определяется точка состояния пара перед стопорным клапаном  в hs – диаграмме.

Давление пара перед соплами  регулирующей ступени с учетом потерь в стопорном, регулирующих клапанах и перепускных паропроводах  Р_0, МПа                                                                                                                 

                                                                                                     (1.1)

       

Давление за последней  ступенью турбины с учетом потерь в выхлопном      патрубке  Р_2z, МПа

  (1.2)

где Р_k = 4.1 кПа = 0.0041 МПа -  давление в конденсаторе;                                                                                                    

    С_вп – средняя скорость потока в выхлопном патрубке, м/с 

    С_вп = 100 м/с, [1,c.2]

  -  коэффициент, учитывающий аэродинамические качества выхлопного                               патрубка:                                                                                

    для теплофикационных  турбин:   =  0.08, [1,c.2]

 – относительный внутренний  КПД турбины,     = 0.84               [1,c.6]

    Располагаемые тепловые перепады турбины первого отбора,  определяемые  из hs–диаграммы:

(1.3)

 

(1.4)

 

 

 

(1.5)

      (1.6)

Давление на входе в  ступень после производственного  отбора:

      (1.7)

Располагаемые тепловые перепады турбины второго отбора, определяемые  из hs–диаграммы:

    (1.8)

     (1.9)

     (1.10)

Давление на входе в  ступень после теплофикационного  отбора:

     (1.11)

Располагаемые тепловые перепады турбины третьего отбора, определяемые  из hs–диаграммы:

     (1.12)

     (1.13)

     (1.14)

-относительный электрический К.П.Д. паротурбинного агрегата:

     (1.15)

 

 

 

где = 0.85 [1,c.6]

    = 0.99 [1,c.6]

    = 0.988 [1,c.6]

Расход пара на турбину  по предварительно заданному К.П.Д. (без утечек через концевые уплотнения) G, кг/с

   (1.16) 

2 тепловой расчет турбины

2.1 Определение среднего диаметра ступени

 

диаметр регулирующей ступени определяется величиной теплового перепада , [1,c.26]

    = 0.413

Выбираем тип регулирующей ступени и перепад на нее.

В теплофикационной турбине  свыше 100 МВт применяют одновенечную регулирующую ступень с перепадом , [1,c.7]

_{ρ = 0.05 - степень реакции ступени, [1,с.7]}                                                         

_{a1э = 11° - эффективный угол выхода потока из сопловой решетки, [1,с.7]}   

   _{φ = 0,961 -  коэффициент скорости соловой решетки, [1,с.10]}

Фиктивная изоэнтропийная скорость пара, подсчитанная по располагаемому теплоперепаду ступени, С_ф, м/с

                                                       (2.1)

Окружная скорость вращения диска по среднему диаметру ступени  U, м/с 

                                                (2.2)                                                                                                   

   Средний диаметр  ступени d , м

          (2.3)

где n= 3000 об/мин

 

2.2 Расчет сопловой и рабочей решетки