Введение

Несмотря на то, что паровые турбины впервые использовали в 19 столетии, они не только востребованы, но и включаются в современные технологические процессы выработки электрической энергии. Без паровых турбин не обходятся на ТЭЦ, ядерных и солнечных электростанциях. На их долю приходится около 80% генерируемой электроэнергии в мире.

Конденсационные паровые турбины служат для превращения максимально возможной части теплоты пара в механическую работу. Они работают с выпуском (выхлопом) отработавшего пара в конденсатор, в котором поддерживается вакуум. Конденсационные турбины бывают стационарными и транспортными.

Схема работы конденсационной турбины: Свежий (острый) пар из котельного агрегата по паропроводу попадает на рабочие лопатки паровой турбины. При расширении, кинетическая энергия пара превращается в механическую энергию вращения ротора турбины, который расположен на одном валу с электрическим генератором. Отработанный пар из турбины направляется в конденсатор, в котором, охладившись до состояния воды путём теплообмена с циркуляционной водой пруда-охладителя, градирни или водохранилища по трубопроводу направляется обратно в котельный агрегат при помощи насоса. Большая часть полученной энергии используется для генерации электрического тока.

Исходные данные

Исходными данными для расчета тепловой схемы ПТУ являются:

- количество подогревателей низкого давления — 4;

- тип деаэратора — скользящего давления;

- проектируемый цилиндр — ЦВД;

- — расход свежего пара;

- — давление свежего пара;

- — температура свежего пара;

- — температура промежуточного перегрева пара;

- — давление пара за ЦВД;

- — давление пара за ЦСД;

- — давление в конденсаторе;

- — температура питательной воды на входе в котёл ;

- — давление пара в деаэраторе;

- — абсолютная величина потери с выходной скоростью

для ЦНД;

- — корневой диаметр основной группы ступеней ЦСД;

- — корневой диаметр основной группы ступеней ЦВД;

- — частота вращения ротора турбины

.-

1. Расчет условной тепловой схемы паротурбинной установки

Условная тепловая схема рассчитываемой паротурбинной установки (ПТУ) изображена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Условная тепловая схема рассчитываемой установки

Установка с одноступенчатым промежуточным перегревом состоит из парогенератора (ПГ), трехцилиндровой турбины (ЦВД, ЦСД, ЦНД), конденсатора (К), конденсатного насоса (КН), системы регенеративных подогревателей, деаэратора смешивающего типа (Д), питательного насоса (ПН), турбопривода питательного насоса (ТП) и смесителя (СМ). ПТУ имеет 6-7 (в зависимости от варианта) регенеративных подогревателей. Конденсат подогревается в 3-4 подогревателях низкого давления (ПНД) и поступает в деаэратор. После деаэратора вода питательным насосом прокачивается через три подогревателя высокого давления (ПВД) с выносными пароохладителями (ПО). Все ПВД и последний по ходу питательной воды ПНД снабжены встроенными охладителями дренажа.

1.1. Тепловой расчет турбины

1. По начальному давлению Р₀ и температуре Т₀ острого пара с диаграммы воды и водяного пара снимаем значение энтальпии

(1.1)

2.Учитывая потерю в стопорных и регулирующих клапанах, равную 4%, получаем начальные параметры на входе в регулирующую ступень (процесс дросселирования).

		(1.2)
	(1.3)

3. Находим изоэнтропический теплоперепад, срабатываемый в регулирующей ступени

	(1.4)
	(1.5)
	(1.6)

4. Находим внутренний относительный КПД одновенечной регулирующей ступени

(1.7)

где К_u/c= 0,97 поправочный коэффициент учитывающий отклонение теоретической величины от действительной.

G=G₀ – расход пара

5. Находим действительный теплоперепад на регулирующую ступень

	(1.8)
	(1.9)

6. По диаграмме воды и водяного пара находим параметры пара на входе в основную группу ступеней ЦВД

;	(1.10)
.	(1.11)

7. Учитывая, что значение давления на выходе из ЦВД задано находим изоэнтропический перепад на цилиндр

(1.12)

где значение которой находится по i-sдиаграмме

8. Находим внутренний относительный КПД ЦВД

(1.13)

где

9. Находим действительный теплоперепад в ЦВД

(1.14)

10. Параметры рабочего тела перед соплами первой ступени ЦСД рассчитываются из заданных давления ( ) и температуры (Т_пп) с учетом потери давления в ПП, в отсечных, регулирующих клапанах и перепускных трубах ЦСД, которые принимают как 6% от ( )

(1.15)

11. Найдем изоэнтропический теплоперепад срабатываемый в ЦСД

(1.16)

12. Найдем внутренний относительный КПД ЦСД

(1.17)

где 151,3

.

13. Находим действительное значение энтальпии и на выходе из ЦСД

(1.18)

14. Учитывая, что значение давления задано (значение), находим параметры рабочего тела на выходе из ЦСД

(1.19)

15. Течение пара в перепускных трубах между ЦСД и ЦНД происходит при постоянной энтальпии и сопровождается потерей давления, которая составляет примерно 2% от ( ). Давление ( ) можно принять равным как давление в конденсаторе (Р_к)

(1.20)

16. Параметры рабочего тела на входе в основную группу ступеней ЦНД, находим по диаграмме воды и водяного пара

	(1.21)
	(1.22)
	(1.23)

17.Найдем изоэнтропический теплоперепад срабатываемый в ЦНД

(1.24)

18.Найдем внутренний относительный КПД

	(1.25)
	(1.26)
	(1.27)

где y₂ – степень влажности в конце действительного процесса расширения;

a_вл= 0,8– коэффициент, учитывающий эффективность влагоудаления в проточной части

19. Находим действительное значение энтальпии и на выходе из ЦНД

(1.28)