Определение внутреннего относительного кпд и внутренней мощности цилиндра (турбины). Определение показателей тепловой экономичности турбины и турбинной установки
Энтальпии отборов, кДж/кг:
Внутренняя мощность турбины:
.Внутренняя мощность ЦНД складывается из суммы внутренних мощностей его ступеней:
Так как в турбоустановке три 2-х поточных ЦНД , то необходимо результат умножить на 6:
Внутренняя мощность ЦВД:
Внутренний относительный КПД цилиндра низкого давления:
Находим идеальную мощность турбины:
Новые значения коэффициента недовыработки мощности с учетом изменившегося кпд:
Относительный внутренний КПД турбины:
Расход пара в ПП:
Рисунок 3 Промежуточный пароперегреватель
,Абсолютный внутренний КПД:
.Эффективная и электрическая мощность турбины:
;
.Электрический КПД:
.Относительный эффективный КПД:
.Относительный электрический КПД:
.Удельный расход пара:
(кг/кВт*ч) .Удельный расход тепла:
кДж/кВт*ч.
Расчёт осевого усилия на роторную часть на примере
Четвертой нерегулируемой ступени.
Осевое усилие, действующее на ротор, зависит от распределения давления пара по поверхности ротора и находится как сумма всех осевых усилий:
;Рассчитаем суммарное осевое усилие, действующее на четвертую нерегулируемую ступень.
Суммарное осевое усилие
Осевое усилие, передающееся от профильной части рабочих лопаток на ротор
,
где
,
,
,
,
Осевое усилие, передающееся на ротор от кольцевой части полотна диска, расположенной между корневым диаметром и диаметром ротора под диафрагменным уплотнением
,
где
,
,
-давление
между диском рабочих лопаток и телом
диафрагмы. 
,
где k=0,7-0,8. В дисках
последних ступеней конденсационных
турбин разгрузочные отверстия не
выполняют, чтобы не создать концентраций
напряжений.Тогда,
;
;
Спецзадание. Упорный подшипник хтз
Упорный подшипник служит для восприятия осевого усилия, действующего на ротор во время работы турбины, и передачи его на детали статора.
Упорный подшипник фиксирует осевое положение вращающегося ротора турбины по отношению к ее неподвижным деталям; при этом положение ротора в упорном подшипнике и положение самого упорного подшипника в корпусе определяют величину осевых зазоров в проточной части турбины и уплотнениях.
На величину зазоров в проточной части турбины и в уплотнениях во время работы турбины влияет также разница температурных удлинений цилиндра и ротора. Это обстоятельство должно учитываться при первоначальной установке упорного подшипника, его пригонке, а также проверке осевых зазоров в турбине, особенно в тех уплотнениях, которые максимально удалены от упорного подшипника (диафрагмы последних ступеней, заднее концевое уплотнение).
В паровых турбинах применяются два типа упорных подшипников: гребенчатые и сегментные.
В современных паровых турбинах применяются только сегментные упорные гидродинамические подшипники скольжения.
В некоторых случаях для уплотнения горизонтального разъема корпусов подшипников, имеющих дефекты, применяют уплотняющие материалы: тонкий асбестовый шнур, "ленту фум" и другие. При этом необходимо учитывать, что эти материалы в разъеме будут прожиматься не полностью и будут влиять на фактический натяг по верхней колодке подшипника. Поэтому в случае установки в разъем прокладочных материалов при регулировке натяга на верхнюю колодку вкладыша надо вводить поправку на прокладочный материал.
Конструкция сегментных упорных подшипников реализуется таким образом, чтобы подвижная и неподвижная поверхности образовывали между собой суживающийся в направлении вращения вала зазор. С этой целью вкладыш разделен на несколько отдельных сегментов, каждый из которых устанавливается под небольшим углом к поверхности движущейся части. Благодаря разделению упорной поверхности на сегменты и выделению их в отдельный узел с возможностью изменения положения относительно упорного диска для организации масляного клина подшипник работает в условиях жидкостного трения (на масляном клине). По способу установки сегментов различают два вида сегментных подшипников:
подшипник с жесткой установкой сегментов, иногда называемый "подшипником Митчелла";.
подшипник с самоустанавливающимися колодками "типа Кингсбери", называемый так же подшипником балансирного типа.
Упорный подшипник с жесткой установкой сегментов (чаще всего выполняется комбинированным опорно-упорным) применяется заводами ЛМЗ и ТМЗ во всех типах выпускаемых турбин. Обойма опорно-упорного подшипника с реглирующими колодками устанавливается в расточку корпуса подшипника, а в осевом направлении фиксируется установочными кольцами.
Сферический опорно-упорный вкладыш устанавливается в обойму с натягом 0,02...0,05 мм. Шаровая поверхность вкладыша обеспечивает его правильное пространственное положение (при сборке) относительно ротора и воспринимает осевые нагрузки во время работы. Для компенсации веса консольной части вкладыша под ней устанавливается пружинный амортизатор.
Сегменты (колодки), на которые опирается ротор при работе турбины, принято называть рабочими колодками, а колодки, воспринимающие усилия при перемещении ротора в противоположную сторону, — установочными.
Сегменты упорных рабочих и установочных колодок опираются и фиксируются на опорных полукольцах. С помощью изменения толщины рабочих и установочных колец регулируется масляный зазор (разбег ротора) в упорной части подшипника. При нормальной работе упорного подшипника величина масляного разбега ротора в подшипнике должна составлять 0,5...0,7 мм.
На некоторых типах турбин, например К-300-240 ЛМЗ, Т-250/300-240 ТМЗ, Т-175-130 ТМЗ и других, применяется комбинированный двухсторонний опорно-упорный вкладыш с симметричной установкой упорных сегментов (по обе стороны опорной части).
Недостатком конструкции упорного подшипника с жестким опиранием сегментов с точки зрения ремонтопригодности можно считать необходимость точной пригонки толщины рабочих колодок, устанавливаемых на шлифованные полукольца (разнотолщинность сегментов не должна превышать 0,02 мм).
В турбинах производства ХТЗ применяются упорные подшипники "типа Кингсбери" с самоустанавливающимися колодками, опирающимися на выравнивающую систему.
Отличительной особенностью данного типа упорного подшипника является то, что при увеличении нагрузки на одну из колодок перемещение этой колодки передается на обе соседние колодки через опоры выравнивающей системы, отжимая их в сторону упорного гребня. Под этими колодками уменьшается толщина масляного клина, возрастает давление, а между ними происходит перераспределение нагрузки. Такая система установки упорных колодок позволяет равномерно распределить на них нагрузку и не требует повышенной точности пригонки толщины колодок.
Недостатком упорного подшипника балансирного типа можно считать сложность регулировки масляного разбега ротора в связи с наличием в системе дополнительных упругих элементов.
Вкладыши самоустанавливающихся комбинированных подшипников и обойм выполняются из поковок низкоуглеродистых сталей марок Ст. 10(15).
Сегменты упорных подшипников изготавливаются из бронзы ОФ-10-1, а в качестве антифрикционного материала для заливки сегментов применяется баббит марки Б-83.
Несущая способность упорного подшипника определяется:
обеспечением равномерного распределения нагрузки между отдельными колодками;
рациональной конструкцией упорных колодок;
организацией надежного маслоснабжения, определяющего условия теплоотвода от колодок.
Для повышения несущей способности упорных подшипников мощных паровых турбин в последние годы были разработаны специальные конструкции. Одно из основных их отличий — изменение конструкции упорной колодки. На стальное основание с помощью планок и штифтов крепится тонкая стальная накладка с наплавленным на рабочей стороне слоем баббита толщиной 1 мм. На основании выполнены радиальные канавки прямоугольного сечения, по которым движется масло, охлаждая накладку и основание, сделанные из стали В СТ-Зсп4.
Введение охлаждения обеспечивает выравнивание температурного поля в упорной колодке и повышение ее средней удельной нагрузки примерно на 30% по сравнению с колодкой без охлаждения.