Скачиваний:
81
Добавлен:
12.06.2014
Размер:
296.45 Кб
Скачать

Наш расчет будет основываться сводке данных по расчету проточной части ЧСД заводом изготовителем на конденсационном режиме, а также по снятым с технического чертежа размерам. Конденсационный режим выбран неслучайно. Как известно номинальный режим работы ЧНД обеспечивается только при работе турбины в конденсационном режиме, для которого соответствует наибольший пропуск пара вследствие чего лопатки работают с наиболее благоприятными условиями обтекания их профилей.

Таблица 1.1-Сводка данных по расчету проточной части ЧСД

Показатель

№ ступени

Расход пара G, кг/с

64.2

64.2

56.7

52

Давление перед ступенью p1, МПа

0.264

0.124

0.0794

0.0211

Давление за ступенью p2, МПа

0.124

0.0794

0.0211

0.0056

Температура перед ступенью t1, С

140

110

80

60

Средний диаметр

Сопловая d1, мм

1351

1435

1435

1525

Продолжение таблицы 3.1

Показатель

№ ступени

20

21

22

23

Рабочая d2, мм

1352

1437

1437

1525

Высота лопатки

Сопловая l1, мм

235

285

285

375

Рабочая l2, мм

235

285

285

375

Проходная площадь лопаток

Сопловая F1, м2

0.31

0.49

0.53

0.53

Рабочая F2, м2

0.49

0.53

0.67

0.71

Исходя из этих данных строим процесс расширения пара в ЦНД, в i-s диаграмме рис3.4. По i-s диаграмме выясняем располагаемые теплоперепады h0 на каждую из ступеней.

Окружную скорость на среднем диаметре колесо определяем из формулы:

, (8).

где d – средний диаметр колеса, м,

n=50 1/с – частота вращения ротора.

Скорость c0 на входе в ЦНД примем равной 0.

Давление торможения перед ступенью:

, (9).

где - давление пара на входе в ступень, МПа,

- удельный объем пара на входе в ступень, м3/кг.

Отношение скоростей:

, (10).

где - изоэнтропийный теплоперепад по параметрам торможения,

- фиктивная скорость соответствующая теплоперепаду , м/с.

Изоэнтропийный теплоперепад в сопловой решетке:

, (11).

где - степень реактивности, примем по указаниям.

Изоэнтропийный теплоперепад в рабочей решетке:

. (12).

Теоретическая скорость выхода из сопловых решеток:

. (13).

Скорость выхода пара из сопловой решетки:

, (14).

где - коэффициент скорости сопловой решетки, определяем по обобщенным данным из .Угол направления скорости :

. (15).

Относительная скорость пара на входе в рабочую решетку:

. (16).

Угол направления относительной скорости:

, (17).

Теоретическая скорость выхода из рабочей решетки:

. (18).

Относительная скорость на выходе из рабочих лопаток:

, (19).

где - коэффициент скорости рабочей решетки, определяем по обобщенным данным из Зайцева

Угол направления скорости :

. (20).

Абсолютная скорость на выходе из рабочих лопаток:

. (21).

Угол направления скорости :

. (22).

Потери в сопловой решетке:

. (23).

Потери в рабочей решетке:

. (24).

Энергия выходной скорости:

. (25).

Располагаемая энергия ступени:

. (26).

Окружной коэффициент полезного действия на лопатках будем оценивать по формуле:

, (27).

Где ,

(28).

Относительные потери от утечек через диафрагменное уплотнение:

. (29).

Относительные потери от утечек через бандажные уплотнения:

, (30).

где - эквивалентный зазор в уплотнении по бандажу, мм.

Абсолютные потери от утечек через уплотнение ступени:

. (31).

Относительные потери трения:

. (32).

Абсолютные потери трения:

. (33).

Относительные потери от влажности:

, (34).

где - степень сухости пара перед ступенью,

- степень сухости пара после ступени.

Абсолютные потери от влажности:

. (35).

Использованный теплоперепад ступени:

. (36).

Порядок и результаты расчета представлены в Таблице 3.2

Таблица 3.2-Результаты расчета ЧСД.

Показатель

№ ступени

сопловая

рабочая

сопловая

рабочая

сопловая

рабочая

сопловая

рабочая

Расход пара G, кг/с

64.2

64.2

56.7

52

Параметры пара перед ступенью

давление р0, МПа

0.264

0.124

0.0794

0.0211

температура (сухость) t0(x0), С

140

110

80

60

энтальпия i0, кДж/ кг

2720

2644

2568

2492

Кинетическая энергия на входе в ступень с0/2, кДж/кг

0

5.2

3.3

2.3

Продолжение таблицы 3.2

Показатель

№ ступени

сопловая

рабочая

сопловая

рабочая

сопловая

рабочая

сопловая

рабочая

Окружная скорость u1, u2, м/с

212.21

212.5

225.4

225.4

225.4

225.4

239.5

239.5

Отношение скоростей

0.714

0.758

0.759

0.806

Степень реакции

0.42

Изоэнтропийный теплоперепад в сопловой решетке , ,кДж/кг

44.8

36.82

39

28

40.7

29.5

41.7

27.8

Параметры пара за решетками

давление р1, р2, МПа

0.181

0.107

0.08

0.067

0.03

0.0251

0.009

0.009

удельный объем ,, м3/кг

1.5495

1.5901

2.0871

2.4638

5.2285

6.1801

7.199

8.72

сухость ,

1

1

1

1

1

0.9917

1

0.966

Угол выхода , , град

11.49

28

13.72

28.17

12.7

28.4

12.08

28.8

Коэффициент скорости ,

0.97

0.95

0.97

0.95

0.97

0.95

0.97

0.95

Скорость выхода потока из решетки , ,

288

257

288

241

288

246

288

240

Продолжение таблицы 3.2

Показатель

№ ступени

сопловая

рабочая

сопловая

рабочая

сопловая

рабочая

сопловая

рабочая

Относительная скорость на входе в рабочую решетку и абсолютная скорость на выходе из нее , , м/с

257

155

241

172.5

246

175.5

240

206

Углы направления этих скоростей ,, град

44.64

80.59

60.7

79.77

57.82

56.72

-89.27

70.27

Потери энергии в решетках , , кДж/кг

1.9

1.7

2

1.8

2

1.7

1.9

1.5

Потери энергии с выходной скоростью , кДж/кг

2.8

3

3.2

3.6

Окружной к. п. д.

По формуле (27)

0.806

0.821

0.813

0.796

0.8

0.825

0.816

0.74

Потери от утечек , , где

=10-3 м

0.0006426

0.01775

0.0004328

0.01413

0.0003104

0.01138

0.0001489

0.007618

Продолжение табл. 3.2

Показатель

№ ступени

сопловая

рабочая

сопловая

рабочая

сопловая

рабочая

сопловая

рабочая

Потери от трения диска, влажности

0.0003155+

0

0.0002466+

0

0.0001246+

0.002973

0.00008737+

0.01286

Использованный теплоперепад (расчетный), кДж/кг

54

59

56

56

Внутренний КПД ступени

0.743

0.757

0.747

0.737

В результате расчета получим следующие значения основных параметров группы этих ступеней (Таблица 4.1)

Таблица 4.1

Располагаемый теплоперепад , кДж/кг

Использованный теплоперепад , кДж/кг

Внутренний относительный к. п. д.

Расход пара через ступени , кг/с

Внутренняя мощность ступеней , МВт

76

54

0.743

64.2

3.627

76

59

0.757

64.2

3.523

76

56

0.747

56.7

3.118

76

56

0.734

52

2.996

Д

Рис 4.1-Зависимость к. п. д. от давления

ля иллюстрации зависимости внутреннего относительного к. п. д. от давления в нижнем теплофикационном отборе приведем график этой зависимости