Проектирование турбины для привода генератора мощностью 15 МВт и с частотой вращения 3000 об/мин

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................................................................................................... 2

ЗАДАНИЕ..................................................................................................................................................................................................... 2

1.ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ.............................................................................................................................................................................. 3

2.РАСЧЕТ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ТУРБИНЫ................................................................................................................................. 9

2.1.РАСЧЕТ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ СТУПЕНИ...................................................................................................................................... 9

2.2.РАСЧЕТ ПЕРВОЙ НЕРЕГУЛИРУЕМОЙ СТУПЕНИ............................................................................................................. 14

2.3.РАСЧЕТ ПОСЛЕДНЕЙ СТУПЕНИ ТУРБИНЫ........................................................................................................................ 18

3.РАСЧЕТ ВАЛА НА КРИТИЧЕСКОЕ ЧИСЛО ОБОРОТОВ................................................................................................. 27

ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................................................................................................................ 30

ЛИТЕРАТУРА.............................................................................................................................................................................................. 31

ВВЕДЕНИЕ.

Турбина является неотъемлемым и одним из главных элементов тепловой электростанции независимо от вида топлива – органического или ядерного. Паровая или газовая турбина является двигателем, в котором потенциальная энергия пара или газа превращается в кинетическую, а кинетическая в свою очередь преобразуется в механическую энергию вращения ротора. Ротор турбины непосредственно соединен с ротором электрогенератора, воздуходувки и др.

Паровые турбины по способу использования отработавшего пара выполняются следующих типов:

-  конденсационные;

-  противодавленческие;

-  конденсационные с одним или двумя регулируемыми отборами пара;

-  противодавленческие с регулируемым отбором пара.

ЗАДАНИЕ

Спроектировать турбину для привода генератора мощностью 15МВт и с частотой вращения 3000об/мин. При работе на свежем паре с начальным давлением 4МПа (40,8кгс/см²) и начальной температурой 363°С.

1.ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ.

В качестве аналога выбираем паровую турбину типа К–15–41–1

Стационарная конденсационная приводная паровая турбина К–15–41–1 номинальной мощностью 15МВт с начальным давлением пара 4МПа (40,8 кгс/см²).

Техническая характеристика:

Мощность 15,0 МВт

Начальное давление пара 4,0 МПа

Начальная температура пара 363°С

Давление пара в конденсаторе 9,81кПа

Рис.1.1. Тепловая схема

1.1.Определение температуры конденсата за подогревателями.

Распределим температуры основного конденсата по элементам схемы (рис.1.1).

Принимаем давление в деаэраторе Р_Д=4бар, тогда температура воды на выходе из деаэратора будет t_Д=145°С.

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

Р_пв=1,35·Р_о=1,35·40=54бар

Нагрев воды в питательном насосе составит

1,6°С

Тогда температура питательной воды

t_пв=t_д+Dt_пн=145+1,6=146,6°С

Учитывая нагрев на ОПУ и ОЭ =7°С получим 45+7=52°C, где 45°С по таблице насыщения при давлении 0,098бар.

Нагрев основного конденсата в системе регенеративного подогрева составляет:

145–52=93°С

При равномерном распределении температур между подогревателями, нагрев на подогреватель составит

31°С

где:   n=3 – количество подогревателей

Тогда

52+31=83°С

83+31=114°С

Определяем энтальпии воды за подогревателями

45·4,1868=188,37кДж/кг

52·4,1868=217,67кДж/кг

83·4,1868=347,44кДж/кг

114·4,1868=477,2кДж/кг

604,7кДж/кг по таблице насыщения при Р_Д

Энтальпия острого пара 3125кДж/кг

1.2. Определим давление пара в отборах.

1.2.1 Первый отбор.

Р_I= Р_д·1,05=4·1,05=4,2бар.

1.2.2 Второй отбор.

1.2.2.1 Примем температуру недогрева у ПНД dt=4°С

Тогда температура и энтальпия дренажа у ПНД-1 равна

114+4=118°С

118·4,1868=493,95кДж/кг

1.2.2.2 Давление в корпусе ПНД-1 в соответствии с  равно =1,86бар.

1.2.2.3 Давление в отборе: 1,86·1,05=1,953бар.

1.2.3 Третий отбор

1.2.3.1 Примем температуру недогрева у ПНД dt=4°С

Тогда температура и энтальпия дренажа у ПНД-2 равна