Тепловой расчет паровой турбины Т-100-130

СОДЕРЖАНИЕ: Министерство Образования РФ Иркутский Государственный Технический Университет Кафедра теплоэнергетики Пояснительная записка к курсовому проекту по теме

Министерство Образования РФ

Иркутский Государственный Технический Университет

Кафедра теплоэнергетики

Пояснительная записка

к курсовому проекту по теме

Тепловой расчет паровой турбины

Т-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.

Турбина Т-100-130 впервые была изготовлена в 1961 г. на ТМЗ мощьностью 100 МВт

На начальные параметры пара 12,75 Мпа и 5650 С, на частоту вращения 50 1/с с двухступенчатым теплофикационным отбором пара и номинальной тепловой производительностью

186,2 МВт (160 Гкал/ч).

Пар к стопорному клапану подводиться по двум паропроводам и затем по четырем паропроводам подводиться к регулирующим клапанам,привод которых осуществляется посредством сервомотора,рейки,зубчатого сектора и кулочкового вала.Открываясь последовательно,регулирующие клапаны подают пар в четыре ввареные в корпус сопловые коробки,откуда пар поступает на двухвенечную регулирующую ступень.Пройдя её и восемь нерегулируемых ступеней,пар через два патрубка покидает ЦВД и по четырём паровпускам

подводиться к кольцевой сопловой коробке ЦСД,отлитой заодно с корпусом.ЦСД содержит 14 степеней.После двенадцатой ступени производиться верхний , а после последней ступени-нижний теплофикационный отбор.

Из ЦСД по двум реверсивным трубам,установленным над турбиной ,пар направляется в ЦНД двухпоточной конструкции.На входе каждого потока установлена поворотная регулирующая диафрагма с одним ярусом окон ,реализуя дросельное парораспределение в ЦНД.В каждом потоке ЦНД имеется по две ступени.Последняя ступень имеет длину лопатки 550 мм при среднем диаметре 1915 мм ,что обеспечивает сумарную площадь выхода 3,3 м2 .

Валопровод турбины состоит из роторов ЦВД,ЦСД,ЦНД и генератора.Роторы ЦВД и ЦСД соединены жесткой муфтой ,причём полумуфта ЦСД откована за одно целое с валом. Между роторами ЦСД и ЦНД ,ЦНД и генертора установлены полужёсткие муфты.Каждый из роторов уложен в двух опорных подшипниках.Комбинированый опорно-упорный подшипник расположен в корпусе среднего подшипника между ЦВД и ЦСД.

Конструкция ЦВД в большей степени унифицирована с конструкцией ЦВД турбины

Р-40-130/13.

Ротор ЦСД-комбинированый:Диски первых восьми ступеней откованы за одно целое с валом,а остальных-насаженына вал с натягом.

Корпус ЦСД имеет вертикальный технологический разъём,соединяющий литую переднюю и сварную заднюю часть.

Ротор ЦНД –сборный :четыре рабочих диска посажены на вал с натягом.

Корпус ЦНД состоит из трёх частей :средней сварно-литой и двух выходных сварных.

Корпуса ЦВД и ЦСД опираются на корпцса подшипников с помощью лап.Выходная часть ЦСД опирается лапами на переднюю часть ЦНД.

ЦНД имеет встроенные подшипники и опирается на фундаментные рамы своим опорным поясом.

Фикс-пункт находиться на пересечении продольной оси турбины и осей двух поперечных шпонок ,установленных на продольных рамах в области левого (переднего) выходного патрубка.Взаимная центровка корпусов цилиндров и подшипников осуществляется системой вертикальных и поперечных шпонок,установленных между лапами цилиндров и их опорными поверхностями.Расширение турбины происходит в основном от фикс-пункта в сторону переднего подшипника и частично в сторону генератора.

Тепловой расчет паровой турбины

Исходные данные:

–абсолютное давление пара Ро =12,8 Мпа

–температура То =838 К=555о С;

- абсолютное давление в верхнем теплофикационном отборе PT1 =0,18мПа

-расход пара в этот отбор GT1 =33 кг/c

- абсолютное давление в нижнем теплофикационном отборе PT2 =0,09 мПа

-расход пара в отбор GT2 =50 кг/с

–номинальная электрическая мощность Nн =100МВт;

–максимальная электрическая мощность Nmax =120 МВт

–абсолютное давление пара в конденсаторе Рк =5,7 кПа

–температура питательной воды Тпв =505 К=232о С;

–номинальная частота вращения ротора турбины =50 с-1 ;

–средний диаметр регулирующей ступени dр ср =0,96 м;

– Типоразмер: Т-100/120-130, Завод изготовитель- УТМЗ.

1. Предварительное построение теплового процесса

турбины в h - S диаграмме.

Потеря давления в стопорном и регулирующем клапанах вследствии дросселирования составляет 3-5% от Ро , Следовательно давление перед соплами регулирующей ступени будет равно.

ему отвечает температура То ’ =836 К и энтальпия hо =3510 кДж/кг.

Потеря давления в выхлопном патрубке

где =0,04 , Сп =120 м/с.

Давление пара за последней ступенью турбины

Рz =Рк +Рк =5,7+0,328=6,03 кПа.

Параметры пара в конце изоэнтропийного расширения: энтальпия h2 t =2050 кДж/кг

,степень сухости x=0,789

Изоэнтропийный перепад, приходящийся на турбину Но =h0 -h2t кДж/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 =1832 кДж/кг;

–действительный теплоперепад – Нi =1466 кДж/кг;

–энтальпия пара при параметрах торможения – hо =3325 кДж/кг;

–энтальпия пара в конце изоэнтропийного расширения – h2 t =2188 кДж/кг.

Расход пара на турбину определяется из формулы:

,

где kp коэффициент регенерации, его принимаем по таблице, и он равен kp =1,13 ;

м , эг –механический кпд и кпд электрогенератора соответственно, принимаем по 0,985%.

кг/с.

2. Расчет регулирующей ступени.

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

Размерность

U/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)

о С

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)

о С

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)

о С

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-S диаграммы).

x=0.885; = 0.01 м3 /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 находится по формуле:

м/с.

Рассчитываем расход пара при работе турбины в конденсационном режиме:

кг/с.

Расход пара в конденсатор: кг/с.

Так как ЧНД – двухпоточный, то кг/с.

Средний диаметр последней ступени турбины находим из уравнения:

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 принятому оптимальному отношению скоростей определяем располагаемые перепады энтальпий в этих ступенях по формуле:

, кДж/кг

Для упрощения расчетов можно в первом приближении принять , принимаем

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

Определенные по этой зависимости располагаемые перепады энтальпий наносятся на диаграмму и соединяются плавной кривой

По этой диаграмме находим средние перепады энтальпий в ЦВД, ЦСД и ЦНД

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

После нахождения среднего перепада энтальпий, определяем число ступеней соответствующего цилиндра. Где - располагаемый перепад энтальпий на соответствующий цилиндр, определяемый по ранее построенному процессу расширения пара в h-s диаграмме.

;

;

Делим отрезок ,проточной части ЦНД, на (Z-1) частей, проводим ординаты и снимаем значения средних диаметров всех трёх ступеней ЦНД:

=1,5 м ; =1,3 м ; =1,77 м.

На основании полученных диаметров определяем располагаемые теплоперепады энтальпий на каждую ступень.

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

Сумма полученных перепадов энтальпий на ступени должна 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.

Скачать архив с текстом документа