Расчет ЦВД турбины К-800-240-5 ЛМЗ. Проект конденсационной турбины К-800-240-5 ЛМЗ. Номинальная электрическая мощность 800 МВт

Страницы работы

23 страницы (Word-файл)

Фрагмент текста работы

Допускается автоматический пуск и последующее нагружение турбины после простоя любой продолжительности. Предусматривается пуск турбины на скользящих параметрах пара из холодного и различной степени неостывшего стояния.

Продолжительность пуска турбины

Тепловое состояние турбины

Продолжительность

Пуска

Нагружения

Холодное состояние

8 … 9 ч

6 ч 30 мин

После простоя, ч

48 - 55

5 … 5 ч 30 мин

4 ч 20 мин

24 - 32

4 … 4 ч 30 мин

3 ч 20 мин

6 - 8

2 ч 30 мин

2 ч 10 мин

2.Построение предполагаемого процесса паровой турбины в H,s – диаграмме.

2.1.По заданным величинам по таблицам свойств водяного пара определяем .

Располагаемый теплоперепад турбины при расширении до давления

Здесь k=1.3 – показатель адиабаты для перегретого пара.

2.2.Приняв потери давления в клапанах 5%, давление пара перед соплами регулирующей ступени

Давление пара на выходе из последней ступени

Здесь  - коэффициент потерь в патрубке,  - скорость пара в выхлопном патрубке (принято по (1)).

Располагаемый теплоперепад ступеней с учётом указанных потерь:

2.3.Энтальпия пара при давлении, равном давлению на выходе из турбины (в точке Кt) и энтальпия пара при давлении, равном давлению за последней ступенью (в точке К’t)

2.4.использванный теплоперепад паровой турбины и расход пара через неё в первом приближении:

Здесь  - внутренний относительный КПД турбины,   - механический КПД, учитывающий механические потери в турбине, прежде всего потери на трение  подшипниках,  - КПД электрического генератора (приняты по (1))

Эффективная мощность цилиндра (мощность на муфте)

2.5.Окружная скорость

Здесь d=1.1м (принято по (1))

Располагаемый теплоперепад на ступень от параметров торможения.

Здесь  принято по (1) для одновенечной ступени.

Фиктивная (условная) скорость

2.6.Использованный теплоперепад регулирующей ступени

Здесь  - КПД регулирующей ступени (принято по (1)).

2.7.Давление пара в конце процесса расширения в регулирующей ступени:

2.8.Энтальпия пара за регулирующей ступенью

Удельный объём

2.9.Располагаемый теплоперепад на нерегулируемых ступенях

2.10.Использованный теплоперепад нерегулируемых ступеней рассчитываем, задавшись КПД отсеков этих ступеней, принимаем по (1)

2.11.Энтальпия пара за турбиной

Удельный объём за рабочими лопатками последней ступени

Предполагаемый процесс паровой турбины в H,s – диаграмме

3.Тепловой расчет одновенечной регулирующей ступени

№ п/п

Показатель

Обоз

Раз-ть

Формула или обоснование

1

Расход пара

G

кг/с

Из предварит расчета

2

Частота вращения

n

С-1

Задано n=50сек-1

3

Давление перед ступ

МПа

Из предварит расчета

4

Энтальпия перед ступ

кДж/кг

По табл =3387,8

5

Уд объём перед ступ

По табл =0,014858

6

Темпер перед ступ

По табл =556

7

Располагаемый

Теплоперепад

 на ступени

кДж/кг

Из предварит расчёта =100

8

Средний диаметр

м

Из предварит расчёта =1,1

9

Окружная скорость

u

м/с

=173

10

Отношение

скоростей

-

=

=0,387

11

Степень реактивности

-

Принято по (1)=0,05

12

Изоэнтроп перепад

в сопловой решетке

Hoc

кДж/кг

Hoc=(1-)=95

13

Теор скорость пара

 на выходе из сопел

м/с

==447,2

14

Давл пара за соплами

МПа

15

Энтальпия пара

 за соплами

кДж/кг

16

Уд объём за соплами

м3/кг

По (2) =0,019236

17

Число Маха

-

18

Коэфф расхода

По графику из (1) =0,97

19

Площадь решетки

м2

20

Эффект угол

выхода потока

град

Принято по (1) =16

21

Степень

 парциальности

-

Выбрано на основе оптимизации по (1) =0,872

22

Высота решетки

м

23

Относит высота реш

-

24

Коэфф скорости

-

По графику из (1) =0,965

25

Потери в соплах

кДж/кг

26

Скорость выхода

потока из сопловой реш

м/с

27

Относ скорость на

входе в раб реш

м/с

28

Угол выхода

относит скорости

град

29

Изоэнтропийный

теплоперепад в раб реш

кДж/кг

30

Теор скорость на

выходе из раб реш

м/с

31

Давл за раб реш

МПа

=15,7

32

Энтальпия за раб реш

кДж/кг

33

Уд объём за раб реш

м3/кг

=0,0194

34

Число Маха

-

=0,439

35

Высота раб лопаток

м

36

Коэфф расхода

-

По графику из (1) =0,925

37

Площадь раб реш

м2

38

Угол выхода потока

 из раб лопаток

град

39

Относит высота реш

-

40

Коэфф скорости

-

По графику из (1) =0,915

41

Относит скорость

 выхода

потока из раб

лопаток

м/с

42

Потери в раб лопатках

кДж/кг

43

Абсолют скорость

потока за ступенью

м/с

44

Угол выхода

потока из ступени

град

Расчет потерь относительного внутреннего КПД и мощности регулирующей ступени

 п/п

Показатель

Обознач

Раз-ть

Формула или обоснование

1

Потери энергии

 в сопловой реш

кДж/кг

Из предыдущего расчета

=6.93

2

Потери в раб реш

кДж/кг

Из предыдущего расчета

=6.3

3

Потери с вых

скоростью

кДж/кг

4

Относит

 лопаточный КПД

-

5

Потери

на трение диска

-

6

Потери от утечек

-

7

Потери от

парциальности

-

8

Относит внут КПД

-

=---=

=0,79-0,001-0,0158-0,0146=

=0,76

9

Использованный

 теплоперепад

 ступени

кДж/кг

==76

10

Внутр

мощность

 ступени

кВт

=G=48792

11

Давл в камере

 рег колеса

МПа

==15,7

12

Энтальпия там же

кДж/кг

=-=3387,8-76=

=3311,8

13

Уд объем там же

м3/кг

По  (2) =0,019866

4.1.Определение числа ступеней и распределение теплоперепада между ними.

4.2.Все ступени выполняются с одинаковым корневым диаметром и без поворота потока.

4.2.1.Корневой диаметр первой и остальных нерегулируемых ступеней принимается несколько меньшим, чем корневой диаметр регулирующей ступени:

4.2.2.Реактивность в корневом сечении  принята по (1)

4.2.3.Эффективный угол выхода

4.2.4.Оптимальне значение

Здесь  - коэффициент скорости в соплах – принято по (1)

4.2.5.Оптимальный располагаемый теплоперепад

 Это значение теплоперепада может быть принято для первой ступени.

Располагаемый теплоперепад по статическим параметрам (с учётом полного использования энергии потока из предыдущей ступени):

4.2.6.Ориентировочное число нерегулируемых ступеней

Здесь q=0.02 – коэффициент возврата теплоты принято по (1)

4.2.7. Уточнение располагаемого теплоперепада на ступени со второго по последнюю

Располагаемый теплоперепад первой ступени

Располагаемые теплоперепады первого и второго отсека:

5.Детальный расчёт ступеней давления

Определение высоты рабочей лопатки, учитывая потери расхода:

Средний диаметр первой ступени

Реактивность на среднем диаметре первой ступени

Тепловой расчёт первой нерегулируемой ступени

№ п/п

Показатель

Обоз

Раз-ть

Формула или обоснование

1

Расход пара

G

кг/с

Из предварит расчета 637

2

Частота вращения

n

с-1

Задано n=50сек-1

3

Давление перед ступенью

МПа

Из предварит расчета

4

Энтальпия перед ступ

кДж/кг

=3333,8

5

Уд объём перед ступ

=0,019

6

Темпер перед ступ

По табл =501,6

7

Располагаемый

теплоперепад

 на ступени

кДж/кг

=49,7

8

Средний диаметр

М

Из предварит расчёта =0,903

9

Окружная скорость

u

м/с

=141,5

10

Отношение

скоростей

-

=

=0,510

11

Степень реактивности

-

Из предварит расчёта =0,1916

12

Изоэнтроп перепад

в сопловой решетке

Hoc

кДж/кг

Hoc=(1-)=31,1

13

Теор скорость пара

 на выходе из сопел

м/с

==249,4

14

Давл пара за соплами

МПа

=14

15

Энтальпия пара

 за соплами

кДж/кг

=3270

16

Уд объём за соплами

м3/кг

=0,0216

17

Число Маха

-

=0,4

18

Коэфф расхода

По графику из (1) =0,97

19

Площадь решетки

М2

=0,057

20

Эффект угол

выхода потока

град

Принято по (1) =14

21

Высота решетки

М

=0,083

22

Относит высота реш

-

=0,51

23

Коэфф скорости

-

По графику из (1) =0,964

24

Потери в соплах

кДж/кг

=2,2

25

Скорость выхода

потока из сопловой реш

м/с

=240

26

Относ скорость на

входе в раб реш

м/с

=108,5

27

Угол выхода

относит скорости

град

=32

28

Изоэнтропийный

теплоперепад в раб реш

кДж/кг

=7,5

29

Теор скорость на

выходе из раб реш

м/с

=163,5

30

Давл за раб реш

МПа

=13,7

31

Энтальпия за раб реш

кДж/кг

=3264,7

32

Уд объём за раб реш

м3/кг

=0,022

33

Число Маха

-

=0,26

34

Высота раб лопаток

М

=0,087

35

Коэфф расхода

-

По графику из (1) =0,95

36

Площадь раб реш

М2

=0,0905

37

Угол выхода потока

 из раб лопаток

град

=21,4

38

Относит высота реш

-

=1,2

39

Коэфф скорости

-

По графику из (1) =0,947

40

Относит скорость

 выхода

потока из раб

лопаток

м/с

=155

41

Потери в раб лопатках

кДж/кг

=1,4

42

Абсолют скорость

потока за ступенью

м/с

=56,5

43

Угол выхода

потока из ступени

град

=87

Расчет потерь относительного внутреннего КПД и мощности первой нерегулируемой ступени

 п/п

Показатель

Обознач

Раз-ть

Формула или обоснование

1

Потери энергии

 в сопловой реш

кДж/кг

Из предыдущего расчета

=2,2

2

Потери в раб реш

кДж/кг

Из предыдущего расчета

=1,4

3

Потери с вых

скоростью

кДж/кг

=1,6

4

Относит

 лопаточный КПД

-

=33,3/36,9=0,902

5

Потери на трение диска

-

=0,008

6

Потери от периферийной утечки (над бандажом)

-

=0,020

7

Потери от

утечек в диафрагменное уплотнение

-

=

=0,004

8

Относит внут КПД

-

=---=

=0,902-0,008-0,020-0,004=0,87

9

Использованный

 теплоперепад ступени

кДж/кг

=32,4

10

Внутр мощность ступени

кВт

=G=20640

11

Давл за ступенью

МПа

=13,7

12

Энтальпия там же

кДж/кг

=3269,6

13

Уд объем там же

м3/кг

По  (2) =0,0221

Тепловой расчёт второй нерегулируемой ступени

№ п/п

Показатель

Обоз

Раз-ть

Формула или обоснование

1

Расход пара

G

кг/с

637

2

Частота вращения

n

с-1

50

3

Давление перед ступенью

МПа

13,7

4

Энтальпия перед ступ

кДж/кг

3269,6

5

Уд объём перед ступ

0,0221

6

Темпер перед ступ

481

7

Располагаемый

теплоперепад

 на ступени

кДж/кг

36,9

8

Средний диаметр

м

0,909

9

Окружная скорость

u

м/с

143

10

Отношение

скоростей

-

0,515

11

Степень реактивности

-

0,21

12

Изоэнтроп перепад

в сопловой решетке

Hoc

кДж/кг

30,4

13

Теор скорость пара

 на выходе из сопел

м/с

246,5

14

Давл пара за соплами

МПа

12,4

15

Энтальпия пара

 за соплами

кДж/кг

3238,6

16

Уд объём за соплами

м3/кг

0,024

17

Число Маха

-

0,40

18

Коэфф расхода

0,975

19

Площадь решетки

м2

0,0635

20

Эффект угол

выхода потока

град

14

21

Высота решетки

м

0,091

22

Относит высота реш

-

0,57

23

Коэфф скорости

-

0,965

24

Потери в соплах

кДж/кг

2,1

25

Скорость выхода

потока из сопловой реш

м/с

238

26

Относ скорость на

входе в раб реш

м/с

105,5

27

Угол выхода

относит скорости

град

33

28

Изоэнтропийный

теплоперепад в раб реш

кДж/кг

8,1

29

Теор скорость на

выходе из раб реш

м/с

165,5

30

Давл за раб реш

МПа

12,06

31

Энтальпия за раб реш

кДж/кг

3336,5

32

Уд объём за раб реш

м3/кг

0,0246

33

Число Маха

-

0,27

34

Высота раб лопаток

м

0,095

35

Коэфф расхода

-

0,95

36

Площадь раб реш

м2

0,099

37

Угол выхода потока

 из раб лопаток

град

21,3

38

Относит высота реш

-

1,4

39

Коэфф скорости

-

0,95

40

Относит скорость

 выхода

потока из раб

лопаток

м/с

157

41

Потери в раб лопатках

кДж/кг

1,4

42

Абсолют скорость

потока за ступенью

м/с

57

43

Угол выхода

потока из ступени

град

87

Расчет потерь относительного внутреннего КПД и мощности второй нерегулируемой ступени

 п/п

Показатель

Обознач

Раз-ть

Формула или обоснование

 

1

Потери энергии

 в сопловой реш

кДж/кг

2,1

 

2

Потери в раб реш

кДж/кг

1,4

 

3

Потери с вых

скоростью

кДж/кг

1,6

 

4

Относит

 лопаточный КПД

-

0,905

 

5

Потери на трение диска

-

0,001

 

6

Потери от периферийной утечки (над бандажом)

-

0,020

 

7

Потери от

утечек в диафрагменное уплотнение

-

0,003

 

8

Относит внут КПД

-

0,88

 

9

Использованный

 теплоперепад ступени

кДж/кг

32,5

 

10

Внутр мощность ступени

кВт

20700

 

11

Давл за ступенью

МПа

12,06

 

12

Энтальпия там же

кДж/кг

3236,5

 

13

Уд объем там же

м3/кг

0,027

 

Тепловой расчёт девятой нерегулируемой ступени

№ п/п

Показатель

Обоз

Раз-ть

Формула или обоснование

1

Расход пара

G

кг/с

605,3

2

Частота вращения

n

с-1

50

3

Давление перед ступенью

МПа

5,17

4

Энтальпия перед ступ

кДж/кг

3036,7

5

Уд объём перед ступ

0,049

6

Темпер перед ступ

343

7

Располагаемый

теплоперепад

 на ступени

кДж/кг

38

8

Средний диаметр

м

1,03

9

Окружная скорость

u

м/с

162

10

Отношение

скоростей

-

0,576

11

Степень реактивности

-

0,35

12

Изоэнтроп перепад

в сопловой решетке

Hoc

кДж/кг

25,7

13

Теор скорость пара

 на выходе из сопел

м/с

226,5

14

Давл пара за соплами

МПа

4,70

15

Энтальпия пара

 за соплами

кДж/кг

3011

16

Уд объём за соплами

м3/кг

0,0534

17

Число Маха

-

0,4

18

Коэфф расхода

0,98

19

Площадь решетки

м2

0,1455

20

Эффект угол

выхода потока

град

14

21

Высота решетки

м

0,185

22

Относит высота реш

-

1,3

23

Коэфф скорости

-

0,973

24

Потери в соплах

кДж/кг

1,4

25

Скорость выхода

потока из сопловой реш

м/с

220

26

Относ скорость на

входе в раб реш

м/с

74

27

Угол выхода

относит скорости

град

41

28

Изоэнтропийный

теплоперепад в раб реш

кДж/кг

13,8

29

Теор скорость на

выходе из раб реш

м/с

182

30

Давл за раб реш

МПа

4,45

31

Энтальпия за раб реш

кДж/кг

3002,4

32

Уд объём за раб реш

м3/кг

0,0555

33

Число Маха

-

0,32

34

Высота раб лопаток

м

0,189

35

Коэфф расхода

-

0,96

36

Площадь раб реш

м2

0,1925

37

Угол выхода потока

 из раб лопаток

град

18,2

38

Относит высота реш

-

2,1

39

Коэфф скорости

-

0,95

40

Относит скорость

 выхода

потока из раб

лопаток

м/с

174

41

Потери в раб лопатках

кДж/кг

1,6

42

Абсолют скорость

потока за ступенью

м/с

54,5

43

Угол выхода

потока из ступени

град

87

Расчет потерь относительного внутреннего КПД и мощности девятой нерегулируемой ступени

 п/п

Показатель

Обознач

Раз-ть

Формула или обоснование

1

Потери энергии

 в сопловой реш

кДж/кг

1,4

2

Потери в раб реш

кДж/кг

1,6

3

Потери с вых

скоростью

кДж/кг

1,5

4

Относит

 лопаточный КПД

-

0,922

5

Потери на трение диска

-

0,001

6

Потери от периферийной утечки (над бандажом)

-

0,016

7

Потери от

утечек в диафрагменное уплотнение

-

0,002

8

Относит внут КПД

-

0,902

9

Использованный

 теплоперепад ступени

кДж/кг

34,2

10

Внутр мощность ступени

кВт

20760

11

Давл за ступенью

МПа

4,45

12

Энтальпия там же

кДж/кг

3002,4

13

Уд объем там же

м3/кг

0,06

Тепловой расчёт десятой нерегулируемой ступени

№ п/п

Показатель

Обоз

Раз-ть

Формула или обоснование

1

Расход пара

G

кг/с

605,3

2

Частота вращения

n

с-1

50

3

Давление перед ступенью

МПа

4,45

4

Энтальпия перед ступ

кДж/кг

3002,4

5

Уд объём перед ступ

0,0588

6

Темпер перед ступ

323

7

Располагаемый

теплоперепад

 на ступени

кДж/кг

38

8

Средний диаметр

м

1,05

9

Окружная скорость

u

м/с

165,5

10

Отношение

скоростей

-

0,589

11

Степень реактивности

-

0,37

12

Изоэнтроп перепад

в сопловой решетке

Hoc

кДж/кг

24,9

13

Теор скорость пара

 на выходе из сопел

м/с

223

14

Давл пара за соплами

МПа

4,03

15

Энтальпия пара

 за соплами

кДж/кг

2977,5

16

Уд объём за соплами

м3/кг

0,06

17

Число Маха

-

0,4

18

Коэфф расхода

0,98

19

Площадь решетки

м2

0,166

20

Эффект угол

выхода потока

град

14

21

Высота решетки

м

0,207

22

Относит высота реш

-

1,5

23

Коэфф скорости

-

0,97

24

Потери в соплах

кДж/кг

1,3

25

Скорость выхода

потока из сопловой реш

м/с

217

26

Относ скорость на

входе в раб реш

м/с

69,5

27

Угол выхода

относит скорости

град

49

28

Изоэнтропийный

теплоперепад в раб реш

кДж/кг

14,6

29

Теор скорость на

выходе из раб реш

м/с

184,5

30

Давл за раб реш

МПа

3,8

31

Энтальпия за раб реш

кДж/кг

2964,2

32

Уд объём за раб реш

м3/кг

0,06288

33

Число Маха

-

0,32

34

Высота раб лопаток

м

0,210

35

Коэфф расхода

-

0,96

36

Площадь раб реш

м2

0,2147

37

Угол выхода потока

 из раб лопаток

град

18

38

Относит высота реш

-

2,3

39

Коэфф скорости

-

0,95

40

Относит скорость

 выхода потока из раб

лопаток

м/с

176

41

Потери в раб лопатках

кДж/кг

1,6

42

Абсолют скорость

потока за ступенью

м/с

54

43

Угол выхода

потока из ступени

град

88

Расчет потерь относительного внутреннего КПД и мощности десятой нерегулируемой ступени

 п/п

Показатель

Обознач

Раз-ть

Формула или обоснование

1

Потери энергии

 в сопловой реш

кДж/кг

1,3

2

Потери в раб реш

кДж/кг

1,6

3

Потери с вых

скоростью

кДж/кг

1,5

4

Относит

 лопаточный КПД

-

0,889

5

Потери на трение диска

-

0,001

6

Потери от периферийной утечки (над бандажом)

-

0,014

7

Потери от

утечек в диафрагменное уплотнение

-

0,001

8

Относит внут КПД

-

0,87,

9

Использованный

 теплоперепад ступени

кДж/кг

34,5

10

Внутр мощность ступени

кВт

20880

11

Давл за ступенью

МПа

3,8

12

Энтальпия там же

кДж/кг

2967,9

13

Уд объем там же

м3/кг

0,0623

6.Выбор схемы и расчет концевых уплотнений

Для сокращения потерь с утечками пара в местах выхода вала из корпуса турбины устанавливаются концевые лабиринтовые уплотнения.

Утечки пара определяются конструкцией уплотнений и числом гребешков.

Расход пара в отсек уплотнений

где   коэффициент расхода принят по  графику из (3)

 - ориентировочное давление пара перед уплотнением, равное давлению пара

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Курсовые работы
Размер файла:
1 Mb
Скачали:
0