Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Мая 2014 в 18:43, курсовая работа
Турбина Т-50-130-31 номинальной мощностью 50 МВт спроектирована на начальные параметры 12,75 Мпа и 565С, на номинальное противодавление 0,49 МПа и частоту враще-ния 3000 об∕с.
По двум паропроводам диаметром 250 мм пар подводится к стопорному клапану из которого по четырем паропроводам поступает к регулирующим клапанам, установленным непосредственно на корпусе турбины. Каждый из регулирующих клапанов подает пар к од-ной из четырех регулирующих коробок, две из которых вварены в верхнею, а две в нижнею половину корпуса турбины. Последовательное открытие клапанов турбины производит сер-вомотор, который с помощью зубчатой рейки вращает кулачковый вал.
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….......................3
1.ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ПОСТРОЕНИЕ ТЕПЛОВОГО ПРОЦЕССА ТУРБИНЫ В hs-ДИАГРАММЕ И ОЦЕНКА РАСХОДА ПАРА ТУРБИНОЙ………………..............................5
1.1. Ориентировочный расход пара на турбину………………….………..…..................6
1.2. Расчет регулирующей ступени…………………………………………......................6
2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ СТУПЕНИ……………………….......................7
2.1. Расчет сопловой решетки…………………………………..…………….....................7
2.2. Расчет рабочей решетки………………………………………………….....................9
2.3. Определение КПД ступени……………………………………………......................12
3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ НЕРЕГУЛИРУЕМЫХ СТУПЕНЕЙ…………………......................16
3.1. Расчет проточной части области высокого давления…………………....................16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………….......................21
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………….…….....................23
Высота сопловой решетки
= 1,5 см
Потеря энергии в соплах
где = 0,97 коэффициент скорости сопловой решетки.
= 4,26
Тип профиля С-90-12А
= 0,75;
= 62,5 см.
Шаг сопловой решетки
= 47мм =0,047м
Число каналов сопловой решетки
(20)
=29,4=30 шт
Тепловой перепад рабочей решетки
где = 0,1 степень реакции ступени.
= 8
Построение треугольников скоростей и определение всех их элементов дает возможность выбрать типы профилей турбинных решеток, определить потери в лопаточном аппарате, относительный лопаточный КПД, шаг и количество лопаток.
Входной треугольник скоростей строится по углу ɑ1 и скоростям С1 и окружной U.
Абсолютная скорость пара
С1 = 379 * = 368
где = 50 с-1
U = = 172 м/с
На основе расчетов строим треугольник скоростей:
1:100
Рис. Треугольники скоростей
Относительная скорость 1 на выходе в рабочую решетку и угол 1 определяются графически из входного треугольника скоростей:
1 = 205 ;
1 = 230.
Действительная относительная скорость пара на выходе из рабочей решетки
где ψ – коэффициент скорости рабочей решетки.
Высота рабочей лопатки
, (25)
где - перекрыши мм.
= 4,5 мм
Выходной угол потока пара
Теоретическая относительная скорость пара на выходе из рабочей решетки
= 240
По полученным данным строится выходной треугольник скоростей.
Абсолютную скорость выхода потока пара из рабочей решетки, С2 и угол a2 определяется графически из выходного треугольника скоростей:
С2 = 95
a2 = 560
Потеря энергии в рабочей решетке
Потеря энергии с выходной скоростью
(28)
=
Число маха для рабочей решетки
где - давление за регулирующей ступенью МПа;
- удельный объем пара за рабочей решеткой.
=0,34
По числу Маха и углу выбирается профиль рабочей решетки:
Р -30-21А;
= 0,59;
= 2,56 см;
= 0,234 см3;
= 2,5 см.
Шаг рабочей решетки
(30)
Количество лопаток в рабочей решетке
= 230 шт.
После выбора профиля рабочей решетки производится проверка на прочность по максимальным изгибающим напряжениям в рабочей лопатке.
Изгибающее напряжение, действующее на лопатки
(32)
= 19396 Н
Изгибающее напряжение, действующее на лопатки
= 20 МПа
Относительный лопаточный КПД ступени по потерям энергии в проточной части
Относительный лопаточный КПД ступени по проекциям скоростей
= 0,81
Средняя относительная лопаточная КПД ступени
(36)
Относительный внутренний КПД ступени
Относительная величина потерь на трение
, (38)
где = 0,45*10-3 коэффициент, учитывающий трение.
Относительные потери от парциального подвода пара
(39)
где n=4 число групп сопл;
- доля окружности, занятая кожухом.
Потери на трение диска регулирующей ступени о пар
Потери, вызванные парциальным подводом пара
(42)
Действительный тепловой перепад ступени
(43)
Внутренняя мощность ступени
(44)
Таблица 1
Сводная таблица расчета ступени
Наименование |
Обозначение |
Единицы измерения |
Решетки | ||
Сопловая |
Рабочая | ||||
Расход пара |
G |
Кг/с |
52 |
52 | |
Средний размер регулирующей ступени |
м |
1,1 | |||
Окружная скорость |
U |
м/с |
172 | ||
Давление свежего пара |
МПа |
12,75 |
|||
Температура свежего пара |
0С |
565 |
|||
Отношение скоростей |
0,43 | ||||
Располагаемый тепловой перепад турбины |
кДж/кг |
1190 |
|||
Степень реакции |
0,1 |
0,1 | |||
Располагаемый тепловой перепад решетки |
кДж/кг |
72 |
8 | ||
Скорость выхода |
м/с |
368 |
205 | ||
Теоретическая скорость выхода |
м/с |
379 |
206 | ||
Давление пара за решеткой |
МПа |
11 |
11 | ||
Удельный объем пара за решеткой |
м3/кг |
0,035 |
0,035 | ||
Число маха |
0,54 |
0,34 | |||
Коэффициент расхода |
0,97 |
||||
Выходная площадь |
м2 |
0,004 |
|||
Эффективный угол выхода |
град |
12 |
23 | ||
Угол входа |
град |
24 |
20 | ||
Профиль решетки |
С-90-12А |
Р-30-21А | |||
Степень парциальности |
е |
0,14 |
|||
Высота лопатки |
1,5 |
4,5 | |||
Хорда профиля |
мм |
62,5 |
2,56 | ||
Относительный шаг |
мм |
47 |
15 | ||
Число лопаток |
Z |
30 |
230 | ||
Коэффициент скорости |
0,97 |
0,86 | |||
Продолжение табл.1
Наименование |
Обозначение |
Единицы измерения |
Решетки | |
Сопловая |
Рабочая | |||
Скорость выхода |
м/с |
55 |
206 | |
Потеря энергии в решетке |
кДж/кг |
7,5 | ||
Потеря энергии с выходной скоростью |
кДж/кг |
1,5 |
||
Относительный лопаточный КПД |
0,82 |
|||
Относительный внутренний КПД |
0,43 |
|||
Потери на трение диска |
кДж/кг |
20 | ||
Потери от парциальности |
кДж/кг |
11 | ||
Доля окружности, занятая кожухом |
0,4 |
|||
Действительный тепловой перепад турбины |
кДж/кг |
79 |
||
Внутренняя мощность ступени |
кВт |
3120 |
||
3.ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ НЕРЕГУЛИРУЕМЫХ СТУПЕНЕЙ
Проточная часть паровых турбин проектируется по выбранному закону изменения диаметра ступеней (средних, корневых).
Как правило, все проточные части современных турбин проектируются по законам изменения корневых диаметров. Расчет ступеней ведется по средним диаметрам.
Начальное давление перед вторым отсеком
(45)
= 5,5 МПа
В области высокого давления возможна унификация ступени. Для этого во всех ступенях каждого отсека выбирают одинаковые теплоперепады по параметрам торможения , степени реактивности и углам
Диаметр первой нерегулируемой ступени
= 850
Отношение скоростей
где - степень реактивности рабочей решетки первой ступени;
- эффективный
угол выхода из сопловой
- коэффициент скорости сопловой решетки.
= 0,48
Располагаемый тепловой перепад первой нерегулируемой ступени по параметрам торможения перед ступенью
= = 49 кДж/кг
Тепловой перепад в сопловой решетке
кДж/кг
Высота сопловой решетки
, (50)
где - удельный объем пара в конце изоэнтропийного расширения в соплах;
- коэффициент расхода сопловой решетки;
– степень парциальности ступени.
Теоретическая скорость истечения пара из сопловой решетки
(51)
= 50 мм
Высота рабочей решетки
(52)
где – перекрыши
= 53
Корневой диаметр ступени (53)
= 797 м = 0,797мм
Этот диаметр принимается постоянным для отсека.
Число ступеней отсека
(54)
где = 550 кДж/кг изоэнтропийный тепловой перепад отсека.
(h0)cр = = 48 кДж/кг
Ориентировочное число ступеней отсека
= 24 шт
Располагаемый тепловой перепад по статистическим параметрам пара перед первой ступенью
где = 0,95.
= 19 кДж/кг