АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОВЫХ ТУРБИН

Паровые турбины. Курсовое проектирование. Зуб М. М.

Издательское объединение «Вища школа», 1974, 88- с.

Учебное пособие состоит из двух частей.

В первой части изложены тепловые расчеты паровых турбин: конденсационных, с противодавлением, с регули­руемым отбором пара — активного и реактивного типов. Приводится расчет схемы регенерации турбоустановки.

Вторая часть посвящена методам расчета на проч­ность основных деталей турбины: рабочих лопаток, дисков и барабанов, залов, корпуса идиафрагм. Изложен метод определения критического числа оборотов турбинных ро­торов. Весь материал представлен в двух системах единиц: СИ и МКГСС.

Учебное пособие предназначено для студентов технологических институтов пищевой промышленности, а также может быть полезным инженерно-техническим работни­кам, занимающимся эксплуатацией и реконструкцией па­ровых турбин.

Табл. 10. Ил. 51. Библиогр. 11.

Редакция литературы по энергетике, электротехнике, автоматике

В. Ф. Хмель

Издательское объединение «Вища школа», 1974.

ВВЕДЕНИЕ

Выполнение курсового проекта паровой турбины явля­ется завершающим этапом в изучении раздела «Паровые турбины» теоретического курса «Тепловые двигатели» и ставит своей целью:

1) закрепить и углубить знания, полученные при изучении теоретического курса;

2) дать навыки пользования справочной литературой, таблицами, диаграммами, расчетными номограммами, атласами, заводскими рас­четами и чертежами;

3) дать навыки практического применения теоретических знаний для выполнения конкретной инженерной задачи — разработки эскизного проекта паровой турбины.

При выполнении курсового проекта необходимо знать последние достижения науки и техники в области паровых турбин, используя для этой цели журнальные статьи, работы отдельных авторов и экс­периментальные данные. Расчеты можно вести как в Международной системе единиц (СИ), так и в технической системе (МКГСС). Диаграм­мы — s (см. вкладыш) также выполнены в системах единиц СИ и МКГСС. Размерности величин при расчете в системе МКГСС указаны в скобках или же особо выделены.

Учебное пособие предназначено для студентов теплоэнергетических специальностей (0308 и 0305). Оно также будет полезным студентам всех технических специальностей, в учебных планах которых предусматривается изучение курса «Тепловые двигатели», для выполнения курсового проекта паровой турбины целиком или для расчетов ее отдельных частей, например, регулирующей ступени.

Задание на выполнение курсового проекта дается индивидуаль­но для каждого студента с учетом его способностей. Оно утверждается на заседании кафедры. Оформляется задание на отдельном бланке и подписывается руководителем проекта, заведующим кафедрой и студентом. Задание на курсовое проектирование должны охватывать типы турбин, установленных на предприятиях соответствующей отрасли промышленности: активные, реактивные, комбинированные, конден­сационные, с противодавлением, с промышленным отбором пара, с регенерацией и без регенерации — мощностью до 10 МВт.

Необходимо, чтобы в каждом задании предусматривались элементы самостоятельной разработки отдельных вопросов, связанных с развитием турбостроения.

В задании на проектирование должны быть отражены следующие вопросы: четко и ясно сформулирована тема курсового проекта; за­даны исходные данные, необходимые для выполнения теплового и ме­ханического расчетов; указан объем расчетной и графической частей проекта.

В качестве исходных данных должны быть заданы: начальные и конечные параметры пара, мощность и число оборотов турбины, ко­личество и параметры отбираемого пара. В заданиях, где предусмат­ривается отбор пара на регенерацию, задается конечная температура питательной воды, а расход пара на регенерацию определяется рас­четом схемы регенерации.

Курсовой проект должен состоять из двух частей:

1) расчетно-пояснительной записки, включающей в себя описание паровой турбины и ее узлов, тепловой расчет турбины на номинальном режиме, расчет напрочность основных деталей турбины;

2) графической части, куда входят: продольный разрез турбины в масштабе 1: 5, поперечный раз­рез турбины по регулирующим клапанам в масштабе 1: 5, принципиальная схема регулирования турбины и рабочий чертеж детали, рассчитываемой на прочность.

Графическая часть курсового проекта выполняется карандашом.

Часть первая

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОВЫХ ТУРБИН

1. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССА НА i — s- ДИАГРАММЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ПАРА НА ТУРБИНУ

Исходные данные:

— мощность на зажимах генератора N_э, кВт;

— рабочее число оборотов ротора турбины п, об/мин;

— начальные параметры пара: давление перед стопорным кла­паном р₀, бар (ата), температура t₀, °C;

— давление отработанного пара или давление в конденсаторе р_к, бар (ата);

— давление отбираемого пара р_отб, бар (ата), и его количество

Тепловой расчет турбины начинают с предварительного построе­ния теплового процесса на i — s-диаграмме.

1 — 1. Построение процесса на i — s-диаграмме и определение расхода пара для конденсационных турбин и турбин, работающих с противодавлением без регулируемого отбора пара

1.На диаграмме i — s (рис. 1) по параметрам р₀, t₀ наносят точку А_о (состояние пара перед стопорным клапаном).

2. Из точки А_о проводят линию изоэнтропийного процесса до пересечения с изобарой, соответствующей давлению отработанного пара р_к. Точку пересечения обозначают А_1t.

3. Определяют разность энтальпий точек А_о и А_1t.

i₀-i_1t=H₀

т. е. располагаемый теплоперепад на турбину без учета потери давле­ния в стопорном и регулирующих клапанах.

4. Потерю давления в стопорном и регулирующих клапанах за счет дросселирования принимают ∆р = (0,03 ÷0,05)р₀. Обычно берут ∆ р = 0,05р₀, так что давление пара перед соплами регулирую­щей ступени р'_o = 0,95 p ₀. На диаграмме i — s с помощью лекала проводят изобару, соответствующую давлению р'_о.

5. Проведя из точки А_о линию постоянной энтальпии i = const до пересечения с изобарой р’_о, намечают точку А'_о, соответствующую состоянию пара перед соплами регулирующей ступени.

6. Потерю давления в выхлопном патрубке (от последней ступени турбины до конденсатора) принимают Δ p_в.п.≈(0,02 ÷0,08)р_к.

Рис. 1. Схематическое изображение тепло­вого процесса на i — s-диаграмме для турбин, работающих без регулируемого отбора пара.

Нижний предел берут для тур­бин, работающих с противодав­лением, верхний — для конден­сационных турбин.

7. Определяют давление па­ра на выходе из последней ступени

р₂ = р_к +Δ p_в.п Изоба­ру р₂ наносят на диаграмму i — s.

8. Проведя из точки А´_o ли­нию изоэнтропийного процесса до пересечения с изобарой р₂, намечают точку А’_1t. Определяют разность энтальпий в точках А' _о и А' _{1 t}

Н₀ = i₀ —i’_1t,

Рис. 2. Зависимость относительного эффективного к. п. д. турбины от ее т мощности

Рис. 3 Зависимость механического к. п. д. ее турбины и к. п. д. редуктора о мощности

Рис. 4 Рис. 5

Рис. 4. Зависимость к. п. д. редуктора и генератора от мощности генератора

Рис. 5. Зависимость к. п. д. генератора от его мощности (по данным завода «Электросила»)

характеризующую состояние пара при входе в конденсатор или на выходе из патрубка турбины, работающей с противодавлением.

14. Определяют секундный расход пара:

в единицах СИ

G₀= Н₀/ (η_oeη_pη_г) кг\сек;

в единицах системы МКГСС

G=860N_э/ (H_оη_oeη_pη_г) кг/сек;

Здесь Н₀ — располагаемый теплоперепад, кДж/кг; η_p — к. п. д. редуктора, определяемый из графика зависимости η_p = f (N_э) (Рис- 4); η_r— к. п. д. генератора, определяемый из графика зависимости η_r= f(N_э) (рис. 5).

1—2. Построение процесса на i — s-диаграмме и определение расхода пара для турбины с регулируемым отбором пара

Методика построения теплового процесса на i — s-диаграмме в этом случае такая же, как и для турбин без регулируемого отбора пара (до п. 7 включительно). Дальнейшее построение процес­са сводится к следующему:

1. Из точки А'₀ (рис. 6) проводят линию изоэнтропийного процесса допересечения с изобарой, соответствующей давлению отбираемого, пара р_отб. Точку пересечения обозначают А’_1t.

2. Изоэнтропийный теплоперепад между точками А’ ₀ и А ’_{1 t} (Н’о), относящийся к части высокого давления (ч. в. д.) турбины, умножают на ранее определенный и получают используемый теплоперепад

внутри ч. в. д. Н’_i = H’₀ η _oi

Рис. 6. Схематическое изображение те­плового процесса на i — s-диаграмме для турбин с регулируемым отбором пара

Отложив величину Н’_i вниз от точки А'_о и проведя горизонтальную линию до пересечения с изобарой р_отб, находят точку В', характери­зующую состояние пара в камере отбора.

3. Определяют потерю давления пара в регулирующих клапанах части низкого давления (ч. н. д.) турбины Δ р_от6 (0,03 ÷0,04) р_отб.

Потерю Δ р_от6 наносят на диаграмму i — s и проводят изобару

р₁= р_отб -Δ р_отб. Продлив горизонтальную линию из точки B’ до пересечения с изобарой p ₁ по­лучают точку А"о, соответствующую состоянию пара перед соплами ре­гулирующей ступени ч. н. д.

4. Из точки А”₀ проводят ли­нию изоэнтропийного процесса до пересечения с изобарой р₂ и наме­чают точку А”_1t. Определяют раз­ность энтальпий в точках А”₀ и А”_1t.

H"₀=i"₀ -i"₀ ,

т. е. изоэнтропийный теплоперепад, f приходящийся на ч. н. д. Умно­жив Н’’₀ на полученный ранее η_0i. Получают используемый теплопе­репад внутри ч. н. д.

H"_i= H"₀ η_0i,

Отложив H’’_i вниз от точки А’’₀ и проведя горизонтальную линию до пересечения с изобарой р₂, на­ходят точку В", характеризующую

состояние пара после выхода из последней ступени ч. н. д. Продлив горизонтальную линию до пересечения с изобарой р_к, получают точ­ку В_к, характеризующую состояние пара при входе в конденсатор. Для определения расхода свежего пара на турбину с учетом его отбора необходимо произвести расчет схемы регенерации.

Дата добавления: 2016-03-26 | Просмотры: 1249 | Нарушение авторских прав