Методика предварительного теплового расчета турбины. Построение предварительной схемы теплового процесса в i-s диаграмме. Расчет расходы пара на турбину. Определение числа ступеней давления и распределение между ними располагаемого теплоперепада.
Алматинский институт энергетики и связи Кафедра тепловых энергетических установокЗакрепление и углубление знаний, полученных на лекциях, практических занятиях, в лаборатории по теории, расчету, конструкциям и эксплуатации паровых турбин; В данной работе учитывается отсутствие конструктивного опыта у студента, ему для ориентировки указан прототип проектируемой турбины, но это не лишает меня возможности более глубинного изучения процесса преобразования кинетической энергии пара в механическую - вращение вала турбины.Схемы трубопроводов турбоустановки по двум паропроводом диаметром 250 мм пар проводится к стопорному клапану, из которого по четырем паропроводом постукает к регулирующим клапанам, установленным непосредственно на корпусе турбины. Каждый из регулируемых клапанов подает пар к одной из четырех сопловых коробок, две из которых вварены в верхнюю, а две в нижнюю половину корпуса турбины. Последовательное открытие клапанов турбины производит сервомотор, который с помощью зубчатой рейки вращает кулачковый вал. Пар подводится от стопорного клапана по четырем паропроводам к регулирующим клапанам непосредственно на корпусе турбины. Регулирующие клапаны подают пар к четырем сопловым коробкам, откуда пар поступает на регулирующую ступень.При выполнении курсовое проектирования предложен по номеру 1-11 варианта расчет паровой турбины со следующими параметрами: 1. Давление пара перед турбиной: Р0=240 бар; Температура пара перед турбиной: t0=560 0С; Давление пара после турбины: Рк=43 бар; Диаметр первой ступени давления: d1=0,9 м;Из таблиц термодинамических свойств воды водяного пара по заданным Р0 и t0 находим энтальпию пара перед стопорным клапаном турбины i0, на пересечении изобары Р0 с изотермой t0 в i-s диаграмме определяем точку 1 состояния пара перед стопорным клапаном (рис. Подсчитаем давление свежего пара Р 0" перед соплами регулирующей ступени турбины, учитывая потери ?Pk в регулирующих клапанах. Определяем параметры пара перед соплами регулирующей ступени: Р0"=228 бар; t"0=555 0С. Определяем располагаемый тепловой перепад на турбину: H0=i0-IA, КДЖ/кг (2) Определяем давление пара за последней ступенью давления турбины, учитывая потери давления в выполненном патрубке: Pz=(1,02?1,05)Рк, бар (3)Принимаем механический КПД турбины: ?м=0,99.Задаемся средним диаметром регулирующей ступени, взяв значение его из прототипа: dpc=0,95 м Выбираем суммарную степень реакции ступени: (стр.11;1) По is диаграмме находим состояние пара за сопловой решеткой при изоэнтропийном расширении: а) Удельный объем: ??3= ?2t= ?1t=0,027 м3 /кг б) Давление: Р1рс=160 бар ?1 - эффективный выходной угол сопла, который выбирается по таблице [стр.11.1]. ?1=160 e?с=(290,5*0,027)/(3,14*0,95*466,4*0,97* sin(160))=0,023 м Это значение входит в интервал высот по условиям в сопловой решетке и условий прочности: ?с=0,02?0,06 м.По i-s диаграмме определяем удельный объем пара за последней ступенью турбины: ?z=0,055 м3/кг Средний диаметр последней ступени: dz = dk ?z, м (29) dz = 0,849 0,104=0,953 мОпределяем величину среднего располагаемого тепло перепада турбины ступеней давления:(см.рис.1) h0cp=(h0? h0z)/2, КДЖ/кг (32) h0cp =(39,852 44,7)/2=42,27 КДЖ/кг Располагаемый тепло перепад на всю группу ступеней давления: Н*0 =i4-i8, КДЖ/кг (33) Коэффициент возврата тепла: ?=К(1-?0i)(Н*0/419)((?0-1)/ ?0) (37) где К=0,2 т.к. вся линия процесса лежит в области перегретого пара: ? =0,2*(1-0,93)*(308/419)*((7,3-1)/7,3)=0,0089 Число, уточненное ступеней давления: ? = Н*0 (1-?)/ h0cp, штук (38)Выбираем диаметр уплотнения из прототипа: dy=0,5, м Число гребешков в уплотнении: Zk.y.=(Р 1 Р 2)/0,8, штук (40)Определяем соотношение sin?0/sin?1: где ?0 - угол входа пара в сопловую решетку: ?0=900; ?1 - угол выхода пара из сопловой решетки: ?1=150; Из рис.10 [стр.27.1] определяем относительный шаг решеток и установочные углы: а) Первой рабочей: ?ТР 1=0,645, м; ?у 1 =780 б) Направляющей: ?ТРН=0,6, м; ?ун=820 в) Второй рабочей: ?ТР 2=0,54, м; ?у 2 =790 Располагаемые тепловые перепады на лопатках: а) Рабочих первого венца: h01=?1·h0PC, КДЖ/кг (76) h01=0,02*141,873=2,838, КДЖ/кг б) Направляющих: h0Н=?Н·h0PC, КДЖ/кг (77) h0Н =0,05*141,873=7,094, КДЖ/кг в) Рабочих второго венца: h02=?2·h0PC, КДЖ/кг (78) h02=0,03*141,873=4,256, КДЖ/кг По известным значениям U1,?2,W2 строим выходной треугольник скоростей (приложение 2) первой рабочей решетки, из которого графически находим величину абсолютной скорости пара на выходе из первого венца и выходной угол: С2=198,1905, м/с; ?2=32,50 По известным значениям U1, ?1?, С 1? строим выходном треугольник скоростей направляющей решетки (приложение 2), из которого графически определяем величину относительной скорости пара на входе в рабочие лопатки второго венца и угол входа: W1"=119,514, м/с, ?1"=56,20Так как значение найденного КПД отличается на 1,6 процентов от значения, заложенного в предварительном расчете, то производить коррекцию проточной части не целесообразно.
