Практична робота№7 рОзрахунок парової активної двохвенцевої регулюючої ступені

Провести типовий розрахунок активного двохвінцевого регулюючого ступеня за наступними даними:

тип турбіни

діаметр робочого колеса

тиск пари перед турбіною p₀, МПа

тиск пари на виході з турбіни p_2п, МПа

температура парі перед турбіною t, C

число оборотів валу турбіни n = 3000 об /хв

Порядок розрахунку

1. Визначення витрати пари через турбіну

Витрата пари через турбіну зараховується по формулі:

де N_Э - електрична потужність турбіни;

H₀^’- теплоперепад, що розташовується, на проточну частину турбіни;

 _oi - відносний внутрішній ККД турбіни;

_М - механічний ККД турбіни;

_Г - ККД генератора.

Величини  oi м и г приймаємо на підставі літературних даних

_oi = 0,8 - 0,85; _м = 0,96 - 0,98; _г = 0,80 - 0,90

Для визначення h₀^’ скористаємося таблицями "Теплофізичні властивості води і водяної пари" або h-s діаграмою.

Теплоперепад, що розташовується, на турбіну знаходимо відповідно до формули:

H₀ = h₀ – h_2п

Теплоперепад, що розташовується, на проточну частину турбіни (рис.1):

H₀ ^‘ = H₀ - H_кл – H_п

д е H_кл и H_п - втрата теплоперепада у впускних клапанах та вихідному патрубку.

Втрата тиску на впускних клапанах:

p_к = (0,03 - 0,05)×p₀

Давление перед соплами регулирующей ступени:

p₀^ = p₀ - p_кл

Знаходимо на h-s діаграмі ізобару p₀^ і точку A^₀ та визначаємо величину втрат (рис.1):

H_кл = h = h_2п - h_2п

Втрата тиску у випускному патрубку:

p_п = ×(c_п/100)² p_2п

Приймаємо  = 0,05 - 0,10,c_п = 40 - 60 м/с.

p_2т = p_2п + p_п

На h-s діаграмі знаходимо ізобару p_2т і точку її перетину з ізоентропою A₀’A_2п’(A_2т) та втрату теплоперепада у випускному патрубку:

H_п = h_2т – h_2п’

Визначимо теплоперепад на проточну частину турбіни:

H₀’ = H₀ - H = h₀ – h_2т

Знаходимо витрату пари G₀ по вищенаведеній формулі.

2. Визначення швидкостей і теплоперепадов на елементах двухвенчатой ступеня (рис.2)

1. Вибираємо відношення швидкостей

x = (u/c_а)_н = 0,20 - 0,24

2. Визначаємо:

а) окружну швидкість на середньому діаметрі:

u = ×d×n/60, м/с

б) адіабатну (теоретичну) швидкість пари на виході з сопла:

c_а = c_1t = u/x, м/с

в) теплоперепад, що розташовується, на ступінь:

2. З начення h₀ наносимо на h-s діаграму від точки A₀^' і знаходимо тиск p₂^’ лопатками ступеня (рис.3)

4. Задаємося реактивністю на робочих і направляючих лопатках

а) на рабочих лопатках I вінця ₁ = 2 %;

б) на направляючих лопатках _н = (2 - 2,5)×₁;

в) на робочих лопатках II вінця ₂  1,5+ ₁

5. Визначаємо теплові перепади на елементах ступеня

а) у соплах h₀₁ = [1 - (₁ + _н + ₂)]×h₀;

б) на рабочих лопатках I вінця h₀₂ = _1×h₀;

в) на направляючих лопатках h_он = h₀₁^’ = ×h₀;

г) на робочих лопатках II вінця h^’₀₂ = ₂×h₀.

Відклавши ці значення теплоперепадов від точки A^’_2т вгору, знаходимо тиск пари відповідно за соплами p₁, за робочими лопатками I вінця p₂ за направляючими лопатками p₁^’, за робочими лопатками II вінця p₂^'.

5. Визначимо відношення тиску _кр = P₁/P₀

Залежно від величини  подальший розрахунок ведемо в наступній послідовності.

а) Якщо p₁ /p₀^’ < _кр = 0,546, то критичний тиск в горловині сопла:

p_кр = p₀^'×_кр

і знаходимо на h-s діаграмі ізобару P_кр і точку перетини її з основною ізоентропою A_кр,

- критичний питомий об'єм пари _кр та критичний перепад тепла

h_кр = h₀ – h_кр

- критичну швидкість пари в горловині сопла:

- дійсну швидкість пари за соплом:

коефіцієнт  приймаємо в межах 0,95 - 0,97,

- втрати в соплах

h_с = (1 - ²)×h₀₁

Будуємо криву розширення пари в соплах A_0'A₁ і знаходимо ₁.

Визначаємо відхилення парового струменя в косому зрізі по рівнянню:

₁ приймаємо рівним 12 - 16.

Знайдене значення кута (₁ + ) надалі приймаємо як кут ₁.

б) Якщо p₁/p₀^’  _кр, то:

визначаємо швидкості пари на виході з сопла (див. вищий) і вибираємо кут ₁ (далі для двох випадків загальна методика розрахунку).

Знаходимо відносну швидкість на вході в робочі канали I вінця:

Розрахуємо значення вихідного кута - по рівнянню

sin₁ =с₁×sin₁ /w₁

Визначаємо відносну швидкість пари на виході з робочих каналів I вінця:

Коефіцієнт швидкості приймається в межах  = 0,81 - 0,89.

Вибираємо значення вихідного кута відповідно до рекомендацій для активного ступеня:

₂ = ₁ – (2  4˚)

Визначаємо абсолютну швидкість на виході з робочих каналів I вінця:

Розрахуємо значення вихідного кута ₂ по співвідношенню:

sin₂ = w_2sin₂ / c₂

Визначаємо абсолютну швидкість пари на виході з направляючих каналів:

.

Тут ^’ приймаємо в межах 0,88 - 0,90

Абсолютний кут виходу відповідно до рекомендацій приймаємо:

Відносна швидкість на вході в робочі канали II вінця визначаємо по формулі для косокутних трикутників:

Відносний кут входу пари в робочі канали II вінця знаходимо по рівнянню:

Відносна швидкість пари на виході з робочих каналів II вінця:

приймають відповідно до рекомендацій рівний 0,90 - 0,92

Відносний кут виходу пари з робочих каналів II вінця:

Абсолютна швидкість пари на виході з робочих каналів II вінця: