ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

1. Номинальный расход пара, G₀ ----- кг/с

2. Номинальная электрическая мощность, N 60 МВт

3. Частота вращения ротора, n 50 Гц

4. Давление пара на входе в турбину, Р₀ 12,8 МПа

5. Температура пара на входе в турбину, t₀ 550 °С

6. Давление пара на выходе из турбины, Р_к 1,35 МПа

7. Располагаемый тепловой перепад

регулирующий ступени, Н₀^РС 85 кДж/кг

8. Турбина, конструкция которой рекомендуется

в качестве образца: ПТ-80/100-130 ЛМЗ__

Тепловой расчет паровой турбины

Тепловой расчет турбины выполняется в два этапа:

1-й этап — предварительный (ориентировочный) расчет;

2-й этап — подробный расчет.

Задачей ориентировочного расчета является определение числа ступеней, их диаметров и распределения тепловых перепадов по ступеням.

В подробном расчете рассчитываются треугольники скоростей, потери, КПД ступеней, размеры проточной части, выбираются профили облапачивания, рассчитываются мощность и КПД турбины в целом.

1. Предварительный расчет

1. Определение номинальной мощности цвд

По известным Р₀ =12,8 МПа и t₀ = 550°С определяем i₀=3473,46 кДж/кг и S₀ =6,61802 кДж/кг*К.

По P_к=1,35 МПа и S₀ =6,61802 кДж/кг*К → i_кt=2850,9881 кДж/кг.

Тепловой перепад:

H₀ = i₀ - i_kt = 3473,46 – 2850,9881 = 622,4719 кДж/кг.

Произведение КПД принимается

МВт

Расход пара:

1.2 Построение рабочего ориентировочного процесса в цвд

1.2.1 Определяем давление перед соплами первой ступени

Потери давления на впуске оцениваются в 34%. Следовательно, давление перед соплами первой ступени:

МПа.

p’_о=12,16 МПа и i₀ = 3473,46 кДж/кг → S’_о =6,6398 кДж/кг*К;

Так как тепловой перепад регулирующей ступени кДж/кг, то применяется одновенечная регулирующая ступень.

2. Оценка экономичности регулирующей ступени.

Внутренний относительный КПД для одновенечной регулирующей ступени:

,

₀=0,027348 м³/кг.

2. Построение ориентировочного процесса регулирующей ступени в h-s диаграмме

Внутренний тепловой перепад регулирующей ступени:

кДж/кг.

Энтальпия пара на выходе из регулирующей ступени

кДж/кг.

2. Оценка экономичности нерегулируемых ступеней ЦВД.

Располагаемый тепловой перепад, приходящийся на нерегулируемые ступени:

кДж/кг;

₁=0,0355 м³/кг; ₂=0,166349 м³/кг;

м³/кг;

2. Определение состояния пара за ЦВД:

Использованный тепловой перепад всего ЦВД:

кДж/кг.

Внутренний относительный КПД ЦВД:

Уточняем расход пара:

2. Ориентировочный расчет регулирующей ступени

Для одновенечных ступеней задаемся:

• степенью реакции регулирующей ступени: =0,12;

• углом направления потока пара соплами: _1Э=12;

• отношением скоросте: u/c₀=0,4.

Условная теоретическая скорость по всему располагаемому тепловому перепаду:

м/с

Располагаемый тепловой перепад в соплах:

кДж/кг.

Теоретическая скорость истечения из сопл:

кДж/кг

Окружная скорость на среднем диаметре регулирующей ступени:

м/с.

Теоретическая скорость истечения из сопл

м/с

Средний диаметр ступени:

м.

Произведение степени парциальности на высоту сопловой решетки:

м

м.

Оптимальная степень парциальности:

Высота сопловой решетки:

мм.

2. Определение размеров первой нерегулируемой ступени

Для активных турбин задаемся:

• Следующими значениями теплоперепадов: h₀^I=35;40;45;50;55;60 кДж/кг

• Степенью реакции ступени, _I=0,12

• Величиной

• Углом потока за сопловой решеткой, _1Э=12

Таблица 1.1

Величина	Размер-ность	1	2	3	4	5	6
	кДж/кг	35	40	45	50	55	60
	—	0,44	0,44	0,44	0,44	0,44	0,44
	м/с	264,6	282,8	300	316,2	331,7	346,4
	м/с	116,4	124,4	132	139,1	145,9	152,4
	м	0,741	0,792	0,841	0,886	0,929	0,971
	—	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12
	кДж/кг	30,8	35,2	39,6	44	48,4	52,8
	м/с	248,2	265,3	281,4	296,6	311,1	325
	м3/кг	0,03772	0,03812	0,03853	0,03894	0,03935	0,03977
	мм	25,17	23,8	22,68	21,75	20,95	20,27
	—	14,27	12,49	11,1	10	9,08	8,33

К=1,1; α=0,028; µ₁=0,97; d^PC=1,0499 м.

Выбираем диаметр первой нерегулируемой ступени, число ступеней и высоту сопла:

• средний диаметр — d^I=0,886 м;

• число ступеней — z=10 шт;

• высота сопла — l₁^I =21,75 мм;

h₀^I=50 кДж/кг;

l₂=l₁+Δ=21,75+3=24,75 мм;

d_k=d^I -l₂=886-24,75=861,25 мм.