Ориентировочные тепловой расчет турбины

Определение ориентировочного расхода пара на турбину

Целью курсовой работы является расчитать ЦВД паровой турбины типа ПТ-25−90/10 по заданным рабочим параметрам:

Номинальная мощность N.

Частота вращения — n=50 Гц Давление пара перед турбиной — Р₀=8,8 Мпа Температура пара перед турбиной — t₀=535 С⁰

Давление пара за ЦВД — Р_к=1 Мпа По существу нам необходимо расчитать противодавленческую турбину, так как рассматривается цилиндр высокого давления. Следовательно, все расчеты будем вести для турбины с противодавлением.

Ориентировочный расход пара (без учёта утечек через концевые уплотнения и штоки регулирующих клапанов):

кг/с; (1).

Мвт По начальным параметрам Р₀, t₀ находим энтальпию пара перед турбиной i₀=3476 кДж/кг, ₀^рс = 0,0398 м³/кг, а также по Р_к и s₀=const — энтальпию пара за цилиндром i_kt=2872 кДж/кг.

Тогда располагаемый тепловой перепад равен:

H₀ = i₀ i_kt, (кДж/кг) (3).

H₀ = i₀ i_kt = 3476 2872 = 604 кДж/кг.

Построение ориентировочного рабочего процесса турбины

Давление пара перед соплами регулирующей ступени из-за потерь в стопорном клапане, перепускных трубопроводах, полностью открытых регулирующих клапанах с учетом восстановления части давления в диффузорах клапанов равно:

• 0 = (0,94 0,97) Р₀, (бар) (4)
• 0 = 0,97 88 = 85,4 бар, i₀ = i₀^рс = 3476 кДж/кг

Давление за последней ступенью цилиндра с учетом потерь давления в выхлопном патрубке:

Р_к = Р_к 1 + (С_в / 100)², (бар) (5).

где С_в — скорость потока в выхлопном патрубке, м/с; - коэффициент местного сопротивления патрубка. Для турбин с противодавлением принимаем С_в = 60 м/с и = 0,05.

Получаем:

Р_к = 10 1+ 0,05 (60 / 100) 10,3 бар,.

i_kt = 2878 кДж/кг Определим теплоперепад проточной части:

H₀ = i₀ i_kt, (кДж/кг) (6).

H₀ = i₀ i_kt = 3476 2878 = 594 кДж/кг По чертежу задана двухвенечная регулирующая ступень скорости располагаемый тепловой перепад регулирующей степени равен h₀^рс = 120 кДж/кг, принимаем h₀^рс = 220 кДж/кг. Откладывая от точки 2 данный располагаемый теплоперепад регулирующей ступени, находим изобару Р₂^рс, определяющую давление пара в камере регулирующей ступени.

Р₂^рс = 44 бар, i_2t^рс = 3256 кДж/кг Предварительно оценим КПД регулирующей ступени.

(7).

Внутренний тепловой перепад регулирующей ступени:

(кДж) Энтальпия пара на выходе из регулирующей ступени:

i₂^рс = i₀ h_i^рс, (кДж) (9).

i₂^рс = 3476 167.86 = 3308 кДж/кг Пересечение Р₂^рс и i₂^рс дает точку, определяющую состояние пара перед соплами первой нерегулируемой ступени.

Р₂^рс = 44 бар, i₂^рс = 3308 кДж/кг, ₂^рс = 0,071 м³/кг Определим по i-s диаграмме теплоперепад на нерегулируемые ступени. Он будет равен H₀^x = 388 кДж/кг.

Внутренний относительный КПД нерегулируемых ступеней равен _oi^x = 0,75 (руководствуясь 1).

Внутренний относительный КПД нерегулируемых ступеней для турбины с противодавлением или ЦВД мощной турбины определяется.

_oi^x = (0,925 — (0,5/(G*х_ср)) * (1 + (Н₀^х-600)/20 000)) (10).

где х_ср = (х₁ * х₂)^0,5 = (0,076 * 0,22)^0,5 = 0,13.

_oi^x = (0,925-(0,5/(44,21*0,13)) * (1+(388−600)/20 000)) = 0,827.

Внутренний теплоперепад нерегулируемых ступеней :

H_i^x = H₀^x _oi^x, (кДж/кг) (11).

H_i^x = 388 0,827 = 320.87 кДж/кг Энтальпия пара за последней ступенью по i-s диаграмме равна Р_к = 10,3 бар, i_к = 2980 кДж/кг, _2k = 0,24 м³/кг Уточним расход пара на турбину. Использованный теплоперепад всей турбины Н_i = i₀ — i_k, (кДж/кг) (12).

H_i = 3476 — 2980 = 496 кДж/кг Внутренний относительный КПД турбины.

_oi^т = H_i / Н₀, (13).

_oi^т = 496 / 610 = 0,813.

Уточним расход пара по формуле (1) на который в дальнейшем ведем расчет турбины.

Рисунок 1 Процесс расширения пара в турбине в h-s диарамме.