Проектирование турбины для привода генератора мощностью 15 МВт и с частотой вращения 3000 об/мин, страница 3

 – механический КПД турбины, принимаем равный 0,98

 – электрический КПД генератора, принимаем равный 0,98

1.7. Расходы пара в отборы

=·=19,445·0,06=1,167кг/с

=·=19,445·0,0608=1,182кг/с

=·=19,445·0,0515=1,0004кг/с

1.8. Определяем термический КПД турбоустановки

2.РАСЧЕТ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ТУРБИНЫ

2.1.РАСЧЕТ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ СТУПЕНИ

2.1.1 Определение параметров пара в регулирующей ступени.

Турбина К-15-41 имеет двухвенечную регулирующую ступень. Так как регулирующие ступени в основном активного типа и обладают малой степенью реакции, то принимаем степень реакции:

для первого венца рабочих лопаток r_л1=Ошибка! Ошибка связи.

для направляющих поворотных лопаток r_нл=Ошибка! Ошибка связи.

для второго венца рабочих лопаток r_л2=Ошибка! Ошибка связи.

Расход пара через ступень G_п=Ошибка! Ошибка связи.кг/с т.е. принимаем равный расходу пара на турбину.

По известным значениям:

h_o=3125кДж/кг – энтальпия пара перед турбиной;

P′_o=36бар – давление пара перед регулирующей ступенью;

n=50с^–1 – частота вращения вала турбины;

t_o=359°С – температура пара перед регулирующей ступенью;

v_o=0,0761м³/кг – удельный объем пара перед регулирующей ступенью.

Принимая величину теплоперепада на регулирующей ступени Dh_o=180кДж/кг и построив процесс расширения пара в регулирующей ступени (рис. 2.1) из hs-диаграммы определяем параметры пара при теоретическом расширении:

после регулирующей ступени – h’_2t=2945кДж/кг; v’_2t=0,1324м³/кг; Р’_2t=18бар; t’_2t=265°С;

после направляющих поворотных лопаток – h’_1t=2954кДж/кг; v’_1t=0,1298м³/кг; Р’_1t=18,5бар; t’_1t=270°С;

после рабочих лопаток первого венца – h_2t=2959,4кДж/кг; v_2t=0,12678м³/кг; Р_2t=19бар; t_2t=274°С;

после сопловых лопаток – h_1t=2963кДж/кг; v_1t=0,115м³/кг; Р_1t=21,5бар; t_1t=290°С.

Теплоперепад на лопатках регулирующей ступени:

Ошибка! Ошибка связи.кДж/кг

3,6кДж/кг

5,4кДж/кг

9 кДж/кг

2.1.2 Определение среднего диаметра регулирующей ступени.

Диаметр регулирующей ступени определяется величиной теплового перепада и отношением скоростей :

Принимая отношение скоростей =Ошибка! Ошибка связи. (для двувенечных регулирующих ступеней отношение =0,22–0,3), получим:

Ошибка! Ошибка связи.м

2.1.3 Определение высоты лопатки регулирующей ступени.

где:    – угол выхода пара из сопловой решетки, принимаем =16°;

 – коэффициент расхода через сопла, принимаем =0,98;

e – степень парциальности, принимаем =0,3;

0,018м

2.1.4 Определение теоретической и действительной скорости пара на выходе из сопел.

Теоретическая скорость:

569,21м/с

Приняв хорду профиля сопловой лопатки b₁=50мм, по [1 стр.32] находим скоростной коэффициентом сопел j=0,95.

Действительная скорость пара на выходе из сопел.

540,75м/с

2.1.5 Окружная скорость на среднем диаметре регулирующей ступени:

144,22м/с

2.1.6 Определение площади выходного сечения сопел и степени парциальности.

Для определения площади выходного сечения сопловой решетки необходимо определить режим работы соплового аппарата, который зависит от отношения давлений:

0,597>0,546,

Следовательно, истечение пара – докритическое и сопла должны быть суживающимися.

Площадь выходного сечения сопел:

где:   m_c=0,97 – коэффициент расхода сопел [1 стр.32]

4048,48мм².

Степень парциальности ступени:

0,28

Так как полученная степень парциальности мало отличается от ранее принятой, то перерасчет делать не будем.

2.1.7 Определение скоростей пара в регулирующей ступени.

Строим треугольник скоростей на выходе из сопловой решетки (рис. 2.2) и из треугольника определяем:

угол входа в рабочую решетку первого венца b₁=21,6°

скорость на входе в рабочую решетку первого венца w₁=404,1м/с

2.1.7.1 Теоретическая скорость на выходе из лопаток первого венца.

412,9м/с

Приняв величину перекрыши Dl_л1=1мм, определяем высоту рабочей лопатки первого венца: l_л1= l_с+ Dl_л1=18+1=19мм.