Реферат: Тепловой расчет паровой турбины Т-100-130
Министерство Образования РФ
Иркутский Государственный ТехническийУниверситет
Кафедра теплоэнергетики
Пояснительная записка
к курсовому проекту по теме
Тепловой расчет паровой турбиныТ-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.
ТурбинаТ-100-130 впервыебыла изготовлена в 1961 г. на ТМЗ мощьностью 100 МВт
На начальныепараметры пара 12,75 Мпа и 5650С, на частоту вращения 50 1/с с двухступенчатымтеплофикационным отбором пара и номинальной тепловой производительностью
186,2 МВт (160Гкал/ч).
Парк стопорному клапану подводиться по двум паропроводам и затем по четыремпаропроводам подводиться к регулирующим клапанам, привод которых осуществляетсяпосредством сервомотора, рейки, зубчатого сектора и кулочкового вала.Открываясьпоследовательно, регулирующие клапаны подают пар в четыре ввареные в корпуссопловые коробки, откуда пар поступает на двухвенечную регулирующуюступень.Пройдя её и восемь нерегулируемых ступеней, пар через два патрубкапокидает ЦВД и по четырём паровпускам
подводитьсяк кольцевой сопловой коробке ЦСД, отлитой заодно с корпусом.ЦСД содержит 14степеней.После двенадцатой ступени производиться верхний, а после последнейступени-нижний теплофикационный отбор.
ИзЦСД по двум реверсивным трубам, установленным над турбиной, пар направляется вЦНД двухпоточной конструкции.На входе каждого потока установлена поворотнаярегулирующая диафрагма с одним ярусом окон, реализуя дросельноепарораспределение в ЦНД.В каждом потоке ЦНД имеется по две ступени.Последняяступень имеет длину лопатки 550 мм при среднем диаметре 1915 мм, чтообеспечивает сумарную площадь выхода 3,3 м2.
Валопроводтурбины состоит из роторов ЦВД, ЦСД, ЦНД и генератора.Роторы ЦВД и ЦСД соединеныжесткой муфтой, причём полумуфта ЦСД откована за одно целое с валом. Междуроторами ЦСД и ЦНД, ЦНД и генертора установлены полужёсткие муфты.Каждый изроторов уложен в двух опорных подшипниках.Комбинированый опорно-упорный подшипникрасположен в корпусе среднего подшипника между ЦВД и ЦСД.
КонструкцияЦВД в большей степени унифицирована с конструкцией ЦВД турбины
Р-40-130/13.
РоторЦСД-комбинированый: Дискипервых восьми ступеней откованы за одно целое с валом, а остальных-насаженынавал с натягом.
Корпус ЦСД имеетвертикальный технологический разъём, соединяющий литую переднюю и сварную заднюючасть.
Ротор ЦНД–сборный: четыре рабочихдиска посажены на вал с натягом.
Корпус ЦНДсостоит из трёх частей: средней сварно-литой и двух выходныхсварных.
Корпуса ЦВД иЦСД опираются на корпцса подшипников с помощью лап.Выходная часть ЦСД опираетсялапами на переднюю часть ЦНД.
ЦНД имеетвстроенные подшипники и опирается на фундаментные рамы своим опорным поясом.
Фикс-пунктнаходиться на пересечении продольной оси турбины и осей двух поперечных шпонок, установленных на продольных рамах в области левого (переднего) выходного патрубка.Взаимнаяцентровка корпусов цилиндров и подшипников осуществляется системой вертикальныхи поперечных шпонок, установленных между лапами цилиндров и их опорнымиповерхностями.Расширение турбины происходит в основном от фикс-пункта в сторонупереднего подшипника и частично в сторону генератора.
Тепловой расчет паровой турбины
Исходныеданные:
–абсолютное давление пара Ро=12,8 Мпа
–температура То=838 К=555о С;
— абсолютное давление в верхнемтеплофикационном отборе PT1=0,18мПа
-расход пара в этот отбор GT1=33 кг/c
— абсолютное давление в нижнемтеплофикационном отборе PT2=0,09 мПа
-расход пара в отбор GT2=50 кг/с
–номинальная электрическаямощность Nн=100МВт;
–максимальная электрическаямощность Nmax=120МВт
–абсолютноедавление пара в конденсаторе Рк=5,7 кПа
–температура питательной воды Тпв=505 К=232о С;
–номинальная частота вращенияротора турбины ω=50 с-1;
–средний диаметр регулирующейступени dрср=0,96м;
– Типоразмер: Т-100/120-130, Завод изготовитель- УТМЗ.
1.Предварительное построение теплового процесса
турбины в h-Sдиаграмме.
Потеря давления в стопорном и регулирующемклапанах вследствии дросселирования составляет 3-5% от Ро,Следовательно давление перед соплами регулирующей ступени будет равно.
/>
емуотвечает температура То’=836 К и энтальпия hо=3510 кДж/кг.
Потеря давления в выхлопном патрубке
/>
гдеλ=0,04 , Сп=120 м/с.
Давление пара за последней ступенью турбины
Рz=Рк+ΔРк=5,7+0,328=6,03 кПа.
Параметры пара в конце изоэнтропийного расширения:энтальпия h2t=2050кДж/кг
, степень сухости x=0,789
Изоэнтропийный перепад, приходящийся на турбину Но=h0-h2tкДж/кг, где
h0 = 3510кДж/кг, h2t = 2050кДж/кг.
/> кДж/кг
Действительный перепад энтальпий. Нi=/> кДж/кг
/> кДж/кг, /> кДж/кг
/> кДж/кг
Параметры снятые с h-S диаграммы:
–располагаемый теплоперепад – Но=1832кДж/кг;
–действительный теплоперепад – Нi=1466кДж/кг;
–энтальпия пара при параметрах торможения – hо=3325кДж/кг;
–энтальпия пара в конце изоэнтропийного расширения – h2t=2188кДж/кг.
Расход пара на турбину определяется из формулы:
/>,
где kp<sub/>коэффициент регенерации, его принимаем по таблице, ион равен kp=1,13 ;
ηм, ηэг –механический кпд икпд электрогенератора соответственно, принимаем по 0,985%.
/>кг/с.
2. Расчет регулирующейступени.
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.
№
п/п
Расчетные величины и формулы РазмерностьU/C0
0,2 0,25 0,3 1/>
м/с 150,7 2/>
м/с 753,5 602,8 502,3 3/>
кДж/кг 283,8 181,7 126,2 4/>(принимаем)
– 0,07 5/>=/>
кДж/кг 264,0 169,0 117,4 6/>
м/с 726,0 581,0 484,4 7/> (принимаем)
– 0,96 8/>
м/с 694,1 558,1 462,9 9/> (принимаем)
град 14 10/> (из треугольника скоростей)
м/с 549,1 413,5 318,8 11/> (из треугольника скоростей)
град 17,8 19,0 20,6 12/>
град 15,8 17,0 20,6 13/> (принимаем)
– 0,02 14/>
м/с 559,9 422,2 326,6 15/> (из графика)
– 0,880 0,898 0,909 16/>
м/с 492,2 397,1 296,9 17/> (из графика)
м/с 349,6 239,1 161,3 18/> (из графика)
град 22,51 27,78 35,83 19/>(принимаем)
- 0,02 20/>
м/с 365,5 253,8 176,2 21/>/>(из графика)
- 0,905 0,922 0,93 22/>
м/с 330,8 234,0 163,9 23/>
град 16,51 21,78 29,83 24/>
м/с 191,1 109,7 82,1 25/> (из графика)
град 29,45 52,7 82,83 26/>
- 0,03 27/>
м/с 201,0 151,4 119,6 28/>(из графика)
- 0,926 0,933 0,941 29/>
град 14,45 37,7 67,83 30/>
м/с 186,1 141,3 112,5 31/>
м/с 55,2 96,4 150,3 32/>
град 57,44 114,5 136,2 33/>
кДж/кг 5,69 3,63 2,51 34/>
кДж/кг 5,69 3,63 2,51 35/>
кДж/кг 8,52 5,44 3,76 36/>
кДж/кг 20,5 13,04 9,1 37/>
кДж/кг 35,3 17,27 9,3 38/>
кДж/кг 12,1 4,83 2,1 39/>
кДж/кг 2,9 1,48 0,8 40/>
кДж/кг 1,5 4,64 11,3 41/>
кДж/кг 72,3 41,26 32,6 42/>
– 0,745 0,771 0,742 43/>
м/с 673,5 541,5 449,2 44/>
м/с 323,0 211,5 130,8 45/>
м/с 317,2 217,3 142,1 46/>
м/с 29,7 39,9 108,5 47/>
м/с 1343,4 930,3 613,6 48/>
– 0,720 0,772 0,740 49/> (из h-S диаграммы)
МПа 5,4 6,73 8,7 50/> (из h-S диаграммы)
оС
430 475 502 51/> (по таблицам)
м3/кг
0,056 0,046 0,038 52/> (принимаем)
– 1 53/>/>
м 0,0164 0,0158 0,0166 54/> />
м 0,018 0,018 0,019 55/> (из h-S диаграммы)
МПа 5,3 7,25 8,6 56/> (из h-S диаграммы)
оС
441 479 505 57/> (по таблицам)
м3/кг
0,0585 0,0445 0,0388 58/>
м 0,021 0,0194 0,02 59/>
м 0,023 0,0214 0,022 60/> (из h-S диаграммы)
МПа 5,2 7,2 8,5 61/>(из h-S диаграммы)
оС
440 480 502 62/> (по таблицам)
м3/кг
0,0597 0,0447 0,039 63/>
м 0,03 0,025 0,023 64/>
м 0,031 0,026 0,024 65/> (из h-S диаграммы)
МПа 5,0 7,1 8,4 66/>(из h-S диаграммы)
K 437 477 500 67/> (по таблицам)
м3/кг
0,062 0,045 0,0396 68/>
м 0,048 0,025 0,019 69/> (формула приведена ниже)
КВт 129,7 156,0 201,2 70/>
– 0,034 0,065 0,12 71/>
– 0,741 0,766 0,730 72/>
кВт 27895 18342 12216 73/>, />
м/с 630 644 652 74/>
– 0,30 0,30 0,20 75 Профиль лопатки (из таблиц) – P-23-14A P-60-38A P-80-66A/> ,
где />, А=2, />, /> , B=0,3 , k=2, число рабочих венцов,
5. Тепловой расчет нерегулируемых ступеней.
Удельный объем пара в точке 2:
/>,[м3/кг] (из h-Sдиаграммы).
x=0.885; />= 0.01м3/кг, />= 22,0 м3/кг
Uz =/>(1-x)+ />x =0,01(1-0,885)+22,0*0,885=19,47кг/м3
Потеря с выходной скоростью – />кДж/кг(принимаем).
Скорость потока, выходящего из последней ступени находитсяпо формуле:
/> м/с.
Рассчитываем расход пара при работе турбины вконденсационном режиме:
/> кг/с.
Расход пара вконденсатор: /> кг/с.
Так как ЧНД – двухпоточный, то /> кг/с.
Средний диаметр последней ступени турбины находим изуравнения:
/> м.
/> м.
Принимаем, что диаметр первой нерегулируемой ступени-d1 = 0,45dz = 0,796 м
/>
Последней ступени ЦВД-/>м
Последней ступени ЦСД-/> м.
По известным диаметрам d1,/>, /> и />, а так же по принятомуоптимальному отношению скоростей определяем располагаемые перепады энтальпий вэтих ступенях по формуле:
/>, кДж/кг
Для упрощениярасчетов можно в первом приближении принять />, принимаем />
/> кДж/кг
/> кДж/кг
/> кДж/кг
Определенные по этой зависимостирасполагаемые перепады энтальпий наносятся на диаграмму и соединяются плавнойкривой
По этой диаграмме находим средние перепадыэнтальпий в ЦВД, ЦСД и ЦНД
/>
/> кДж/кг
/> кДж/кг
/> кДж/кг
После нахождения среднего перепадаэнтальпий, определяем число ступеней соответствующего цилиндра. Где /> — располагаемый перепадэнтальпий на соответствующий цилиндр, определяемый по ранее построенномупроцессу расширения пара в h-sдиаграмме.
/>
/>;
/>;
/>
Делим отрезок, проточной части ЦНД, на (Z-1) частей, проводим ординаты и снимаем значения среднихдиаметров всех трёх ступеней ЦНД:
/>=1,5 м; />=1,3 м; />=1,77м.
На основании полученных диаметровопределяем располагаемые теплоперепады энтальпий на каждую ступень.
/> кДж/кг
/> кДж/кг
/> кДж/кг
Сумма полученных перепадов энтальпий на ступенидолжна быть равна перепаду энтальпий на соответствующий цилиндр:/>;65,25+76,05+154,6=295,9=373;
/>=373-295,9=88,1 кДж/кг
Окончательный перепад энтальпий на ступень:
/>
/>
/>
Список использованной литературы:
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.