Реферат: Тепловой расчёт турбины ПТ-25-90/11

Министерство энергетики РФ

Управление кадрови социальной политики

Государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

                             

ИРКУТСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

                                                                                                       

УТВЕРЖДАЮ

                                       ПредседательЦК    ____________________«____»__________2004г.                                                                                 

                                                                                                                                 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ


Тепловой расчет турбиныПТ-25-90/11

(название)

Лист утверждения

КП.1093.1005.2004.ЛУ

(обозначение)

     Руководитель                                           Разработал студент    

    Козловская Н.И.                                              Харламов А. И.

                                                                                                        (подпись)    (И.О.Фамилия)                                  (подпись)  (И.О. Фамилия)

«____»__________2004г                   «____»__________ 2004г

N

Формат

Обозначение

Наименование

Кол-во

листов

N-экз.

Примечание

Документация общая Вновь разработал 1 А4 КП.1093.1005.2003.ЛУ Лист утверждения 1 2 А4 КП.1093.1005.2003.КЗ Задание на К. П. 2 3 А4 КП.1093.1005.2003.ПЗ Пояснительная 25* записка 4 А1 КП.1093.1005.2003.ВО Продольный разрез 1 турбины 1093.1005.2004 Изм Лист N докум Подпись Дата Разработал Харламов

Расчет турбины

Ведомость К.П

Лит Лист Листов Проверил Козловская ЛУ 1 ИЭК Н. Контроль Утвержден /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

УТВЕРЖДЕН

  КП.1093.1005.2004.ЛУ                                         

обозначение листаутверждения

Тепловой расчет турбиныПТ-25-90/11

(наименование проекта)

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КП.1093.1005.2003.П.З

(обозначение)

Содержание пояснительнойзаписки

2.1 Введение. Краткоеописание проектируемой турбины.

2.2 Определение расчётногорасхода пара на турбину (с построением ориентировочного рабочего процесса в hs –диаграмме)

2.3 тепловой расчёт проточнойчасти турбины (при многоцилиндровой конструкции – одного из цилиндров)

2.3.1 расчёт регулирующейступени

2.3.2 расчёт нерегулируемыхступеней проточной части:

определение числа ступеней,их диаметров, тепловых перепадов, высот сопловых и рабочих решёток, детальныйрасчёт ступени (возможен детальный расчёт только первой и последней ступеней).Расчёты ступеней проточной части производится с построением треугольниковскоростей и процесса расширения пара по ступеням в hs – диаграмме.

2.3.3 Расчёт электрическоймощности турбины (внутренней мощности цилиндра)

2.4 Список используемойлитературы

Графическая часть

3.1 продольный разрез турбины(цилиндра)

3.2 чертёж по специальномузаданию

Примечание. Допускаетсязамена графической части КП на изготовление макетов, плакатов и другихнаглядных пособий. При выполнении КП необходимо пользоваться «методическимиуказаниями по выполнению курсового и дипломного проектирования» ИЭКа.

Дата выдачизадания                                                _______          ______2004 г.

Сроквыполнения                                                     _______           ______2004 г.

 

 

Государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

ИРКУТСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖЗАДАНИЕ

На курсовой проект подисциплине «Турбинные установки тепловых электростанций».

Студенту _ Харламову Андрею

Группы _ 3-ТЭС-1

Тема: Тепловой расчёт турбиныПТ-25-90/11

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

1.1     Номинальная мощность турбины _25000 кВт

1.2     Начальные параметры пара:

давление _ 90 атм,температура _ 545 °С

1.3     Давление отработавшего пара навыходе из выхлопного патрубка _ 6 кПа

1.4     Частота вращения _ 5000 об/мин

1.5     Для турбины типа ПТ

а) производственный отборпара:

давление _ 11 кПа, величинаотбора _ 15 кг/сек

б) теплофикационный отборпара:

давление _ 1,1 кПа, величинаотбора _ 15 кг/сек

1.6 Специальное задание:Работа турбины при переменном пропуске пара.

          

СодержаниеВведение. Краткое описание проектируемой турбины…………………7стр.

Расчёт расхода пара натурбину…………………………………………..8 стр.

Расчёт первогоотсека………………………..……………………………9 стр.

Расчёт второгоотсека……………………………………………………..9 стр.

Расчёт третьегоотсека………………………………..………………….10 стр.

Расчёт регулирующейступени…………………….………………...10-11 стр.

Расчёт сопловойрешётки…………….………………………………11-12 стр.

Расчёт рабочейрешётки…………………………….………………..12-13 стр.

Расчёт нерегулируемыхступеней в ЧВД…………….……………...14-15 стр.

Сводная таблица расчёта дляпервых пяти ступеней в отсеке высокого давления…………………………………………………………………...15стр.

Сводная таблица результатоврасчёта пяти нерегулируемых ступеней турбины…………………………………………..…………………….16-21стр.

Спец.задание………………………………………...………………...22-28 стр.

Список используемойлитературы……………………………………….29 стр.

Графическая часть

Продольный разрез турбины.

Введение

Краткоеописание турбины ПТ-25-90/11

Начальные параметры пара этойтурбины 90 атм. и 545°С, давлениепервого отбора 11 атм., давление второго отбора 1,1 атм. Номинальная мощностьтурбины 25000 квт, но при номинальных параметрах свежего пара и при номинальныхрасходах и давлениях отборов может быть получена длительная максимальная мощность30000 квт.

Проточная часть турбины состоит из регулирующейступени с двухвенечным диском Кертиса и 18 ступеней давления, разбитых на 3группы.

Ротор имеет гладкий валпостоянного диаметра с насаженными дисками плоского типа, не имеющими развитыхвтулок. Критическое число оборотов ротора турбины – 1690 в минуту,следовательно, ротор гибкий.

Передняя часть корпуса турбины склапанной и сопловой коробками отлита из высоколегированной стали.

Диафрагмы, кроме трёх последнихпо ходу пара, стальные, сварные.

Корпус турбины опирается двумялапами на передний подшипник и фиксируется гибкими элементами, расположеннымисверху и снизу подшипника.

В свою очередь переднийподшипник опирается на фундаментную плиту через две гибкие опоры.

На переднем конце ротора расположеноколесо центробежного масляного насоса, откованное заодно с валом. Доковыеповерхности этого колеса одновременно служат в качестве гребня упорногоподшипника, что позволяет обеспечить надёжное маслоснабжение упорно-опорногоузла при очень компактной его конструкции.

Концевые уплотнения выполнены ввиде лабиринтов из усиков, зачеканенных в тело ротора против выточек в обоймахуплотнения.

Выхлопная часть турбины отлитазаодно с корпусом заднего подшипника турбины переднего подшипника генератора.Валы подшипника и генератора соединены жёсткой муфтой.

Парораспределение ЧСД и ЧНДосуществляется поворотными диафрагмами.

Турбина имеет гидродинамическуюсистему регулирования, выполненную в виде конструктивного блока, установленногона корпусе переднего подшипника. В качестве регулятора скорости использованглавный масляный насос, характеристика Q – H которого обеспечивает жёсткую зависимость развиваемогодавления только от числа оборотов ротора.

Система регулирования имеет триимпульсных линии, управляющих тремя сервомоторами. Полный вес турбиннойустановки в поставке Калужского турбинного завода 146 т.

1.1  Давление пара Р  перед регулирующей ступени с учетомпотерь на дросселирование в регулирующей ступени. КПа

Р=0.95*9000=8550 КПа

1.2 Давление пара Р  за последней ступенью турбины с учётомпотерь в выхлопном патрубке. КПа

Р2z= [1+l (Свп/100) ]*Рк

Р2z= [1+0,1*(100/100) ]*6 = 6,6  КПа

1.3  Определяем  распологаемый теплоперепад с учётом потерьна дросселирование в регулирующем клапане. КДж/кг

Но = hо-hkt = 3510 — 24120 = 1390 КДж/кг

1.4  hпо= 2920 КДж/кг  hто = 2498 КДж/кг

1.5 Ориентировочный расход пара на турбину. Кг/сек

Gо = Nо/Hо*hоэпоGпотоGто

Упо = Нооо = 1390-590/1390 = 0,58

Но = hо-hпо(t) = 3510-2920 = 590

Уто = Ноооо = 1390-590-422/1390= 0,272

Но = hпо(t)-hто(t) = 422

G = 25000/1390 * 0,79 +(0,58*15+0,272*15)=35,55 кг/сек

2. Определяем уточнённый расход пара на турбину.

2.1 Задаёмся теплоперепадом регулиющей ступени.

Но = 100 КДж/кг

h2t = h-H= 3510-100 = 3410 КДж/кг

Р2 = 6300   V0 = 0.043

2.2 Определяем внутренний относительный КПД ступени.

Noj= 0.83-0.2/Gо*Ö Ро/Vо

Noj = 0.83-0.2/35,55*Ö8,550/0.043 = 0.75

2.3 Определяем действительныйтеплоперепад регулирующей ступени. КДж/кг

Нj = Ho*hoj = 100*0.75 = 75 КДж/кг

2.4 Ищем точку начала процесса внерегулирующих ступенях.

h2 = hо = hо-Hj = 3510-75 = 3435

3 Расчёт первого отсека.

3.1 Определяем распологаемыйтеплоперепад 1 отсека. КДж/кг

Но = hо-hkt = 3435-2940 = 495 КДж/кг

3.2 Определяем hoj, %

d =Р2по = 6300/1100= 5,73

Gо*Vо = 35,55*0.056 = 1,991

hoj= 89%

3.3 Определяем дейсивительныйтеплоперепад 1 отсека. КДж/кг

Нj = Hо*hoj= 495*0.89 = 440,55 КДж/Кг

Строим действительный процессрасширения пара 1 отсека.

Hk = hо-Hj = 3435-440,55 = 2994,45

4 Расчёт 2 отсека.

hпо = 0.9  Pпо = Рпо*0,9 = 1100*0,9 = 990

4.2 hо = 2994,45  V= 0.25

4.3 Определяем распологаемыйтеплоперепад 2 отсека. КДж/кг

Но = hо-hkt = 2994,45-2565 = 429,45 КДж/кг

4.4 Определяем noj отсека по формуле. %

hoj= hoj-Kу-xвс — Dnojвл

(Gо*Vо) = (Gо-Gпо)*Vо = (35,55-15)*0,25 = 5,14

d= Рпото = 990/110 =9  hoj = 91%

у2t = у2t*Hо/Hо = 5*160/429,45 = 1,86

у2t = (1-x2t)* 100%= (1-0.95)*100% = 5

Hо= h-hkt = 2725-2565 = 160

Pср = Рпоо/2 = 990+110/2 = 550

Noj= 0.8  Ку = 0,99%

Noj = 91*0.99-0,8 = 89,29%

4.5 Определяем действительныйтеплоперепад 2 отсека. КДж/кг

Hj = Hо*hoj= 429,45*0,89 = 382,21

4.6   hk = hо-Hj = 3041-410 = 2611,24

5 Расчёт 3 отсека

hто = 0,7  Рто = 0,7*110 =77

5.2 hо= hk = 2611,24  V0 = 2,3

5.3 Определяем распологаемыйтеплоперепад 3 отсека. КДж/кг

Но = hо-hkt = 2611,24-2260 = 351,24

5.4 Определяем noj отсека по формуле. %

noj= noj*Kу-xвс-Dnojвл

(Gо-Vо) = (Gо-Gпо-Gто)*V= (35,55-15-15)*2,3 = 12,77

d = Рто2z = 77/6,6 = 11,67  h = 92,4%  Ky = 0,998

/>/>xвс = Dhвсо*100% =11/351,24*100 = 3,13

у2t = у2t= (1-x2t)*100 = (1-0.872)*100 = 12.8

Рср = Рто2z/2 = 77+6,6/2 = 41,8 =0,041 МПа

Dhoj= 7%

hoj= 92,4*0,988-3,13-7 = 81,16%

5.5Определяем действительныйтеплоперепад 3 отсека. КДж/кг

Hj = Hо*hoj = 351,24*0,812 = 285,21

5.6 hk = hо-Hj = 2611,24-285,21 = 2326,03

6 Действительный теплоперепадтурбины. КДж/кг

Hj = hо-hk = 3510-2326,03 = 1183,97 КДж/кг

7 Уточняем расход пара на турбину.Кг/сек

G = Nэ/Hj*hм*hгпо*Gпото*Gто = 25000/1183,97*0,98*0,96+0,58*15+0,272*15 = 35,22кг/сек

Расчёт регулирующей ступени.

8 Определение среднего диаметраступени.

8.1 Но = 100КДж/кг

8.2 Фиктивная изоэнтропийная скоростьСф. м/с

Сф = 2000*Но= 2000*100 = 447 м/с

8.3 Определяем оптимальное отношениескоростей.

Хф = 0,385

8.4 Окружная скорость вращениярабочих лопаток. м/с

И = Хфф = 447*0,385= 172,18

8.5 Средний диаметр ступени. м

d = И/П*п = 172,18/3,14*50с = 1,09 м

9 Расчёт сопловой решётки

9.1 Распологаемый теплоперепадсопловой решётки. КДж/кг

Нос = Но*(1-р)= 100*(1-0,1) = 90

9.2 Абсолютная теоретическая скоростьпотока на выходе из сопловой решётки при изоэнтропийном расширении пара. м/с

С1t =Ö 2000*90 = 427 м/с

9.3 Число Маха для теоретическогопроцесса расширения пара.

М1t = C1t/A1t = 435/675,4 = 0,64

A1t = Ök*P1*V1t *10 = 1,3*6,5*0,053 *103 =669,22

Расчёт суживающихся сопл придокритическом истечении пара.

9.4 Сечение для выхода пара изсопловой решётки.

F1 = G*V1t/m1*G1t= 35,22*0,053/0,91*427,26  = 0,0048

9.5 Произведение степенипарциальности ступени на высоту сопловой решётки. м

el1 = F1/П*d*sin  1 = 0,0048/3,14*1,09*sin11 =0,00816м

9.6 Оптимальная степеньпарциальности.

е = 0,5*Öеl1 = 0,5*Ö0,816 = 0,45166

9.7 Высота сопловой решётки. см

l1 = el1/e = 0,816/0,45166 = 1,80666

9.8 Потеря энергии в соплах. КДж/кг

Dhc = (1-u)*Hoc= (1-0,97)*90 = 2,7

9.9 Тип профиля сопловой решётки.

С-90-12А

9.10 По характеристике выбраннойсопловой решётки принимаются:

tопт = 0,8  в1= 62,5 мм

9.11 Шаг решётки. мм

t = в1*tопт = 62,5*0,8 = 50

9.12 Число каналов сопловой решётки.Шт.

Zc = П*d*e/t = 3,14*1,09*0,45166/0,05 = 31 шт

9.13 Уточняем шаг в сопловой решётки.мм

t = П*d*e/Zc = 3,14*1090*0,45166/31 = 49,87мм

10 Расчёт рабочей решётки.

10.1 Распологаемый теплоперепадрабочей решётки. КДж/кг

Нор = r*Но = 0,1*100 = 10

10.2 Абсолютная скорость входа парана рабочие лопатки. м/с

С1 = 0,97*427,26 = 414,44

10.3 Строим входной треугольникскоростей.

/>

W1 = 250 b1=20,5C2 =120 a2= 42

10.5 Высота рабочей лопатки,принимается из условия:

l2 = l1+D1+D2 = 18,07+1+2 = 21,07мм

10.6 Теоретическая относительнаяскорость пара на выходе из рабочей решётки.

W2t = Ö2000*Hop+W1 = Ö2000*10+2502 =287,23 м/с

10.7 Действительная относительнаяскорость пара на выходе из рабочей решётки.

W2 = W2t*y = 287,23*0,86 = 247,02м/с

10.8 Относительный угол входа потокапара на рабочую решётку.

b2 = b1-(2-5)= 20,5-3 = 17,5

10.9 Строим входной треугольникскоростей.

10.11 Потеря энергии в рабочейрешётке. КДж/кг

Dhp = (1-y)-W2t/2000= (1-0,862 )*287,232 * 2000 = 10,74

10.12 Потеря энергии с выходнойскоростью

Dhвс = С2/2000 =1202/2000 = 7,2

10.13 Число Маха.

М2t = W2t/Ök*P2*V2t*10 = 287,23/Ö1,3*6,3*0,052*103=0,44

10.14 Выбираем профиль рабочейрешётки.

Р-26-17А

tопт = 0,7 в2= 25,72 В = 25 W = 0,225

10.16 Шаг решётки.

t = в2*tопт = 25,72*0,7 = 18,004

10.17 Число каналов рабочей решётки.

Zp = p*d/t =3,14*1090/18,004 = 190

10.18 Уточняем шаг в рабочей решётке.

t = p*d/Zp = 3,14*1090*10 3 = 18,014

11 Изгибающее напряжение в рабочейлопатке. МПа

dизг= Ru*l2/2*Zp*e*W =16544,95*0,021/2*190*0,45*0,225 = 9,01 МПа

Ru = G*(W1*cosb1+W2*cosb2)=35,55*(250*cos20,5+247,02*cos17,5) = 16544,95 Н

12 Относительный лопаточный КПДступени.

а) по потерям в ступени:

hол = Но-(Dhc+Dhp+Dhвс)/Но =100-(2,7+10,74+7,2)/100 = 0,79

б) по проекциям скоростей:

hол = И*(C1*cosa1+C2*cosa2)/Ho*10 =172,18*(414,4*cos11+120*cos42)/100*10 3 = 0,85

13 Относительный внутренний КПДступени.

hoj = hол-xтр-xпарц

xтр = Ктр*d/F1*(И/Сф) = 0,6*10*1,09/0,0048*(172,18/447) =0,0085

xпарц = 0,065/sina1*1-е-0,5-екож/е*(И/Сф)+0,25*В*l2/F1(И/Сф)*hол*n

xпар =0,065/sin11*1-0,45-0,5*0,49/0,45*(172,18/447)+0,25*25*0,26/0,0048*(172,18/447,21)*0,82*4= 0,048

hoj =0,82-0,0085-0,048 = 0,76

14 Полезно используемый теплоперепадв регулирующей ступени. КДж/кг

Hj = Ho*hoj = 100*0,76 = 76

15 Внутренняя мощность ступени. КВт

Nj= G*Hj = 35,22*76 = 2676,72

Расчётнерегулируемых ступеней части высокого давления.

16 Давление пара перед отсеком.

Ро = Р2= 6300

Р2 = 1100

17 Диаметр первой нерегулируемойступени.

d = d-Dd =1,09-0,25= 0,84

18 Оптимальное отношение скоростей.

Хф = И/Сф= 0,4897

19 Распологаемый теплоперепад первойнерегулируемой ступени. КДж/кг

ho = 12,325*(d/Xф) = 12,325*(0,84/0,489) = 36,26

20 Теплоперепад в сопловой решётке.КДж/кг

hoc = (1-r) *ho = (1-0,1)*36,26 = 32,63

21 Высота сопловой решётки. м

l1 = G*V1/p*d*e*m*C1t*sina1

l1 = 35,22*0,059/3,14*0,84*1*0,98*255,45*sin12= 0,015

С1t = 44,72*Ö32,63 = 255,45

22 Высота рабочей решётки первойступени.

l2 = l1+D1+D2 = 15+1+2 = 18 мм

23 Корневой диаметр ступени.

dk = d-l2 = 0,84-0,018 = 0,822

24 Распологаемый теплоперепад постатическим параметрам пара перед ступенью принимаем одинаковый для всехступеней, кроме первой.

ho = ho*ko = 36,26*0,95 = 34,45

25 Коэффициент возврата тепла.

a = Кt*(1-hoj)*Ho*Z-1/Z = 4,8*10*(1-0,89)*495*14,37-1/14,37= 0,0242

Z= Ho/ho = 495/34,45 = 14,36865

26 Число ступеней отсека. шт.

Z= (1+a)*Ho/(ho)ср = (1+0,0224)*463/39,59 = 11,9

(ho)ср = ho+(Z-1)*ho/Z = 36,26+(14-1)*34,45/14  = 34,58кДж/кг

еще рефераты
Еще работы по остальным рефератам