Министерство
образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Южно-Уральский государственный университет»
(национальный исследовательский университет)
Факультет «Энергетический»
Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»
Расчёт паровой турбины К-220-44
Пояснительная записка к курсовой работе
по дисциплине “Тепловые двигатели и нагнетатели”
ЮУрГУ – Э-309.140100.2012.00.010 ПЗ КР
Нормоконтролёр: Руководитель:
________Каргаполова Н.Н. _________Каргаполова Н.Н.
«____» __________ 2012 г. «____» ____________2012 г.
Автор работы:
Студент группы Э-309
___________Трегубова М.В.
«____» ____________2012 г.
Работа защищена с оценкой
____________________
«____» ____________2012 г.
Челябинск 2012
А
ннотация
Трегубова М.В. Паровая турбина К-220-44. – Челябинск: ЮУрГУ, Э, 2012, 26 с, 10 ил. Библиография литературы – 5 наим.
В работе содержится расчёт паровой турбины К-220-44: рассматривается принципиальная тепловая схема турбины, построен предполагаемый процесс паровой турбины в тепловой диаграмме, постороена предварительная «h-S»-диаграмма для регулирующей ступени, изображен процесс одновенечной регулирующей ступени в тепловой диаграмме. Проведён предварительный и тепловой расчёты регулирующей ступени. Определены показатели тепловой экономичности паротурбинной установки, работающей без отпуска тепла с отключенными регенеративными отборами при заданной эффективной мощности.
При выполнении данной работы формируются навыки расчета регулирующих ступеней, построения треугольников скоростей, выбора профилей лопаток и определения их характеристик.
Содержание
Введение 4
1 Краткое описание турбины К-220-44 6
2 Построение h–S диаграммы 9
3 Расчет регулирующей ступени одновенечной тур-бины 12
4 Тепловой расчёт регулирующей ступени 13
5 Показатели тепловой экономичности паротур-бинной установки 19
6 Что называют ступенью турбины. Как она рабо-тает……………………..……………………………………………………20
Заключение 25
Библиографический список 26
Введение
Паротурбинная установка предназначена для преобразования тепловой энергии пара, получаемой в котле при сгорании топлива в механическую энергию на валу турбины. На электрической станции эта механическая энергия превращается в электрическую энергию в электрическом генераторе.
Свежий пар из котла и пароперегревателя, где он получил тепло от сгоревшего топлива, поступает в турбину и, расширяясь в ней, совершает работу, вращая ротор электрического генератора. На выходе из турбины пар поступает в конденсатор, где происходит его конденсация. Далее конденсат отработавшего пара конденсатным насосом прокачивается через подогреватель низкого давления в деаэратор. Из деаэратора питательным насосом вода подается через подогреватель высокого давления в котёл.
Паровая турбина и электрогенератор составляют турбоагрегат.
Подогреватели и деаэратор образую систему регенеративного подогрева питательной воды с использованием пара из нерегулируемых отборов паровой турбины.
Всякая турбина состоит из неподвижных и вращающихся частей. Совокупность всех неподвижных частей принято называть статором турбины, а вращающихся – ротором. Совокупность неподвижной сопловой решетки, закреплённой в сопловых коробках или диафрагмах, со своей вращающейся рабочей решёткой, закреплённой на следующем по ходу пара диске, принято называть ступенью турбины. Первая ступень называется регулирующей, вторая – первой нерегулируемой, а все остальные, кроме последней, - промежуточными.
В каждой сопловой
решётке поток пара ускоряется в сопловых
каналах специально выбранного профиля
и приобретает необходимое направление
для безударного входа в каналы между
рабочими лопатками. Усилия, развиваемые
потоком пара на рабочих лопатках, вращают
диски и связанный с ними вал, который
передаёт вращающий момент ротора турбины
на приводи
мую
машину (генератор, воздуходувку и др.)
По мере понижения давления пара при прохождении от первой к последней ступени удельный объём его сильно растёт, что требует увеличения проходных сечений сопловых и рабочих решёток и соответственно высоты лопаток и среднего диаметра ступеней.
Существуют паровые турбины с регулируемыми и нерегулируемыми отборами пара. К турбинам с нерегулируемыми отборами относят конденсационные турбины.
К типам регулируемых отборов пара относят: теплофикационный, производственный, производственный и теплофикационный. Также есть паровые турбины с противодавлением.
1 Краткое описание турбины К-220-44
Давление свежего пара на входе в турбину:
р0 = 43,1 бар;
Давления отборов пара:
р1отб = 27,86 бар (ПВД);
р2отб = 19,3 бар (ПВД)
р3отб = 12,88 бар (ПВД и деаэратор);
р4отб = 5,08 бар (ПНД);
р5отб = 3 бар (ПНД);
р6отб = 1,27 бар (ПНД);
р7отб = 0,58 бар (ПНД);
р8отб = 0,29 бар (ПНД).
pк = 0,0353 бар;
Температура свежего пара на входе:
t0 = 254,9 ºС.
Расход свежего пара при номинальной нагрузке:
Д = 1445,4 т/ч = 401,5 кг/с
Мощность:
Nэ = 220 МВт.
Формула проточной части:
для ЧВД: 6
для ЧСД: ̶ ̶ ̶ ̶ ̶
для ЧНД: 2х5
Число цилиндров:
zцил = 3.
Число выхлопов пара:
zвыхл = 4.
Число конденсаторов:
zконд = 1.
Число ступеней:
zступ=11
Завод
изготовитель: ПОХТЗ.
Номинальная мощность: 220 МВт.
Максимальная мощность: 236 МВт.
Температура охлаждающей воды: 12 оС.
Расход охлаждающей воды: 48940 м3/с.
Общая масса турбины: 750 т.
Рис. 1 Принципиальная тепловая схема турбины Т-12-25
2 Построение h-S диаграммы
Определим по h–S диаграмме энтальпию пара на входе:
i0 = 2808 кДж/кг;
Определим по h–S диаграмме теоретическую энтальпию пара на выходе:
ikt =1820 кДж/кг;
Конечную энтальпию реального процесса определим по формуле:
ik΄ = i0 – (i0 – ikt)ηoi ,
i
k΄
= 2808 – (2808 – 1820)∙0,8 = 2017,6 кДж/кг;
Построим h-S диаграмму для всей турбины:
S,
кДж/кг∙К
Рисунок
2.1. H–S
диаграмма турбины
Построим h–S диаграмму регулирующей ступени:
h, кДж/кг
р0=43,1 бар
р1=41 бар
t=254,9°C
i0=2808
кДж/кг
υ=0,07 м3/кг
ррс 2=25,86 бар
i2=2747
S, кДж/кг·К
Рисунок 2.2. H–S диаграмма регулирующей ступени
рс=26
бар
t2=225°C
i2=2785
р0=43,1бар
р2=41
бар
t0=254,9°C
t1=251°C
υct=0,07
м3/кг
υpt=0,075
м3/кг
υc=0,073
м3/кг
∆hc=4,055
∆hp=3,761
∆hвс=2,796
∆hтр=0,349
∆hвен=0,371
∆hвых=0,42
h, кДж/кг
S, кДж/кг·К
рр=25,86
бар
Рисунок
2.3. Изображение процесса одновенечной
регулирующей ступени в тепловой диаграмме