КОРОТКИЙ ОПИС ТУРБІНИ К-300-240

Харківський Турбінний Завод випускає конденсаційні турбіни К-300-240, розраховані, як і ЛМЗ, на початкові параметри пари 23,5 Мпа і 560 С.

Турбіна одновальна трициліндров. В ЦВТ потік пари направляється від генератора до переднього підшипника. ЦВТ виконаний двохстінний у внутрішньому корпусі розміщені регулюючий одновінцевий ступінь і 4 ступені активного типу.

Наступні ступені розміщені в обоймах. Стопорні і регулюючі клапани розміщені по обидва боки ЦВТ і з'єдшоються з сопловими сегментами регулюючого ступеня данадцятьма трубопроводами. Після ЦВТ пара відводиться на проміжний перегрів, а потім направляється в ЦСТ через два блоки клапанів. В цьому циліндрі напрямок руху пари протилежний напрямку його руху в ЦВТ, що дозволило в значній мірі зрівнювати осьові зусилля. В передній частині ЦСТ виконаний двохстінний. В ЦСТ розміщений один з трьох потоків низького тиску. За дванадцятьма ступенями ЦСТ, одна третя загальної витрати пари поступає в цей відсік низького тиску, а решта пари через дві ресиверні груби перепускається в двопоточні ІДНТ. В кожному потоці ЦІІТ розміщено по п'ять ступенів. Довжина робочої лопатки, виготовленої зі сталі в останньому ступені спадає 1050мм.

Заводом виготовлювачем здійснена суттєва реконструкція турбіни. Вана торкнулась в основному проточної частини всіх циліндрів: змінена форма меридіального обводу в ЦНТ: вузькі соплові лопатки в ЦВТ зміщені більш широкими з новим профілем, що забезпечує пониження кінцевих втрат. В ЦСТ здійснена зміна конструкції соплової решітки, замість діафрагменної конструкції сопловий апарат зводиться безпосередньо,що зменшує витікання пари. Всі ротори гнучкі, ротори середнього і низького тиску і ротори низького тиску з валом генератора з'єднуються півгнучкими муфтами. Упорний підшипник розміщений між ЦВТ і ЦСТ.

2. Визначення розрахункової витрати пари на турбіну (з побудовою орієнтовного процесу в h,s - діаграмі).

Розрахунок парової турбіни проводиться на її економічну потужність, тобто таку потужність пари, при якій досягається найбільша економічність паротурбінної установки в цілому.

, кВт, N_ек = 1 300000 = 300000 кВт,

де N_е – задана електрична потужність турбіни.

Тепловий розрахунок починається з наближеної побудови теплового процесу в h,S – діаграмі.

При побудові необхідно враховувати втрати тиску, які складаються: а) в паропідвідних органах і регульованих каналах

ΔP₀ = 0.005 · P₀ ·Па; ΔP₀ = 0,005 · 24 = 1,2 МПа;

б) в проміжному перегріві

ΔP_ппе = 0,1 · P_пп , Мпа; ΔP_ппе = 0,1 · 3,6 = 0,36 Мпа;

в) у відсічних клапанах

ΔP₀' = 0,02 · P_пп' , Мпа; ΔP₀' = 0,02 · 3,24 = 0,065 Мпа;

P_пп' = P_пп – ΔP_пп ; Мпа; P_пп' = 3,6-0,36 = 3,24 Мпа;

P_пп'' = P_пп' - ΔP₀' , Мпа; P_пп'' = 3,24-0,065 = 3,175 Мпа;

г) в ресивері

ΔP_р = 0,02 · P_р , МПа; ΔP_р = 0,02 · 0,18 = 0,0036 МПа;

Тиск в ресивері Р_р визначається з технічного паспорту турбіни, або

приймається орієнтовно.

Після визначення втрат будується орієнтовний робочий процес в h,S - діаграмі. По параметрах пари Р₀, t₀ визначається точка А₀, яка характеризує параметри пари перед стопорним і регулюючим клапанами.

Тиск пари перед регулюючим ступенем турбіни

Р₀' = Р₀ - ΔP₀' , мПа

Р₀' = 24 – 1,2 = 22,8 Мпа;

По знайденому тиску визначається точка А'₀, що характеризує стан пари після клапанної коробки. З заданої точки проводиться адіабата до тиску на виході з ЦВТ, яка відповідає теоретичному процесу розширення ЦВТ.

В одержаній точці 1 визначається теоретична ентальпія пари h_пп = 2888 кДж/кг.

Для побудови дійсного робочого процесу необхідно задатись відносним внутрішнім ККД кожного циліндра. Даний ККД лежить в межах

η_0i = (0,75 – 0,86) = 0,80;

Дійсний тепло перепад ЦВТ

H_і^ЦВТ = H_0t^ЦВТ · η_0i^ЦВТ , кДж/кг

H_і^ЦВТ = 488 · 0,80 = 390,4 кДж/кг;

H_0t^ЦВТ = h₀ – h_пп , кДж/кг

H_0t^ЦВТ = 3376 – 2888 = 488 кДж/кг

Ентальпія в кінці дійсного процесу розширення

h_пп = h₀ - H_і^ЦВТ , кДж/кг

h_пп = 3376-390,4 = 29856 кДж/кг

По параметрах перегріву із врахуванням втрат тиску знаходиться точка 3' по тиску.

Р'_пп = Р_пп - ΔP_пп , мПа

Р'_пп = 324-0,065 = 3,175 мПа

З точки 3' при сталій ентальній h'_пп визначається точка 3", яка характеризує стан пари на вході в ЦСТ.

В даній точці тиск пари буде дорівнювати

Р''_пп = Р'_пп - ΔP_пп , мПа

Р''_пп = 3,6-0,36 = 3,24 мПа

З точки 3" проводиться адіабата до перетину із тиском в ресивері і

знаходиться точка 4, яка відповідає параметрам пари на виході з ЦСТ.

Ентальпія в даній точці h_pt = 2800 кДж/кг

H_і^ЦCТ = H_ot^ЦCТ · η_0i^ЦCТ, кДж/кг

H_і^ЦCТ = 800 · 0,8 = 640 кДж/кг

теоретичний теплоперепад в ЦСТ:

H_0t^ЦCТ = h_пп' – h_pt кДж/кг

H_0t^ЦCТ = 3600 – 2800 = 800 кДж/кг

Знаходиться точка 5 в h,S - діаграмі і ентальпія

h_p = h_пп' - H_і^ЦCТ, кДж/кг,

h_p = 3600 – 640 = 2960 кДж/кг,

яка відповідає параметрам пари на виході із ЦСТ.

Для визначення параметрів пари на вході в ЦСТ визначається тиск пари після ресивера

Р_рес' = Р_рес - ΔP_р , мПа

Р_рес' = 0,18 – 0,0036 = 0,17 мПа

По даному тиску визначається адіабатний процес розширення пари в ЦНТ. Тепловий процес в ЦНТ закінчується за останнім ступенем турбіни, тиск за яким визначається за формулою

, МПа

, МПа

λ - коефіцієнт, що враховує аеродинамічні властивості вихлопного

патрубка

λ = (0,07 - 0,1) - для конденсаційних турбін.

Швидкість у вихлопному патрубку приймається = (100 - 120) м/с - для конденсаційних парових турбін.

В точці перетину адіабати і тиску Р_2і точка 6 визначає ентальпію пари при теоретичному розширенні

h_2t = 2360 кДж/кг

Теоретичний теплоперепад ЦНТ

H_0t^ЦНТ = h_р – h_2t , кДж/кг

H_0t^ЦНТ = 2940 – 2360 = 580 кДж/кг

Дійсний теплоперепад ЦНТ

H_і^ЦCТ = H_ot^ЦНТ · η_0i^ЦНТ кДж

H_і^ЦCТ = 580 · 0,8 = 464 кДж

Визначається ентальпія пари за ЦНТ і знаходиться точка кінця процесу розширення в турбіні (точка 7)

h₂ = h_р - H_і^ЦНТ, кДж/кг

h₂ = 2960 – 464 = 2496 кДж/кг

Секундна витрата пари на установку визначається за формулою

, кг/с

кг/с

η_м - механічний коефіцієнт корисної дії, враховує втрати на тертя в підшипниках, затрату енергії на привід масляного насосу і т.п.

η_м = 0,990 - 0,995

η_ег - коефіцієнт корисної дії електричного генератора

η_ег = 0,987 - 0,998