Тепловой расчёт турбины К-22-90

Исходные данные:

Начальные параметры пара t_о = 535°С; Р_о = 8,83 МПа = 88,3бар;

Номинальнаямощность турбоагрегата N_э^н = 50000кВт;

Давление отработавшего пара в конце турбины Р_к = 4 кПа = 0,04бар;

Температура питательной воды t_пв = 220°С;

Число оборотов турбины n = 58,3 об/с;

Относительный внутреннийКПД проточной части турбины ή_oi^т =0,85;

Давление пара в деаэраторе Р_д = 5 бар;

Число нерегулируемых отборов – 5;

Номинальная температура охлаждающей воды t_охл.в= 25°С;

Расход охлаждающей воды через конденсатор - 4900м³/ч;

Число цилиндров -1;                                                                                    

Число ступеней-16;

Число нерегулируемыхотборов - 5;

Число конденсаторов - 1.

1.Тепловой расчёт турбины К-22-90

 Построение ориентировочного рабочего процесса турбины.

С учетом значений ή_oi ,выбранных по мощности и конфигурации турбины, заданным параметрам тепловой схемы строим hS -диаграмму процесса расширения в проточной части Н_о^расч;

1.1.  По известным начальным параметрам пара Р_о, to, P_K, ή_oi определяем энтальпию в на­чале процесса расширения пара в турбине ho= 3480 кДж/кг (точка А_о);

1.2.  Энтропия в начале процесса S = 6,78 кДж/(кг∙К);

1.3.  Для определения энтальпиипара в конце изоэнтропийиого процесса расширения
определим давление пара за последней ступенью турбины, с учетом потерь давления в выхлопном
патрубке (потери на выхлопе). Для конденсационных турбин

                         Р_к^’ = Р_к ∙[1+λ∙(С_2выхл /100)² ], бар                             (2)

где: Р_к - давление в конденсаторе;

С_2выхл - скорость пара в выхлопном патрубке принимается в пределах 70-120 м/с;

λ - коэффициент, величина которого зависит от конструкции патрубка Средние значения λ =0,07-0,10.

Р_к^’ = 0,04∙[1+0,08∙(100/100)²] = 0,043 бар                 (2)

Энтальпия пара за последней ступенью турбины h_K=2070 кДж/кг

1.4.  Располагаемый теплоперепад на турбину Но^расч = ho - h_K = 3480 - 2070 = 1410 кДж/кг

1.5.  Найдем действительный теплоперепад  проточной части турбины:

H_i^т=Н_о∙ ή_oi =1410∙0,85=1199кДж/кг

Тогда действительное теплосодержание пара за последней ступенью турбины будет: h_кд=h_2д=h_о-Н_i^т=3480 -1199 = 2281 кДж/кг

1.6. Определяем давление пара перед соплами первой ступени, (потери давления в стопор­ных и регулирующих клапанах составляют 8-10%)

Р_о^’=0,9∙Р_о=0,9∙88,3 =79,5 бар

1.7.По известным данным (h₀ - 3480 кДж/кг и P_o^’- 79,5 бар) определяем точку А^’ - начало ра­бочего процесса в турбине иточку В (h_2д = 2281 кДж/кги Р_к^’=0,043 бар)- конец процесса. Соеди­нив эти точки прямой, получим ориентировочный процесс работы пара в турбине (рис.1)

1.8. По исходным данным Р_к и Р_д из (Л-4) находим t_к=29°C и t_д=151°С;

1.9. На основании трех узловых точек: t_K=29°C - температура конденсата в конденсаторе,
t_к=151°C - температура воды за деаэратором иt_пв=220°C - температура питательной воды перед
котлом предусматриваем регенеративный подогрев конденсата в 3 подогревателях низкого
давления (ПНД, Δt = 20-40°С), в деаэраторе (Д, Δt = 15-ЗО°С) и догрев до t_пв в 2 подогревателях высокого давления (ПВД, Δ t— ЗО-4О°С).

Принимаем падение давления в тракте котла равное 35%, тогда давление воды после питательного насоса

Р_пв=1,35·Р_о=1,35·88,3=119бар

Нагрев воды в питательном насосе составит

4°С

Тогда температура питательной воды

t_пв = t_д + Dt_пн =151+ 4 =155°С

В каждом ПНД конденсат нагревается на 31°С , в деаэраторе на 29°С,  в ПВД-1 на 32°С,

в ПВД-2 на 33^оС

 Принципиальная тепловая схема паротурбинной установки приведена на (рис. 2)

С учетом вышесказанного температура конденсата в линии основного конденсата за каж­дым  подогревателем будет:

-  за ПНД-1 - 60 °С

-  за ПНД-2 - 91°С

-  за ПНД-3- 122°С

-  за Д        - 151°С

С учетом незначительного нагрева воды в питательном насосе, температура питательной воды перед ПВД-1 составит 155°С

-  за ПВД-1 - 187°С

-  за ПВД-2- 220°С

1.10.      Определяем давление пара в отборах исходя из условия, что в поверхностных парово­
дяных регенеративных подогревателях вода должна нагреваться до температуры,равной темпера­
туре насыщения греющего пара минус величину недогрева (принимаем недогрев